In allen aktuellen Automobilen gibt es eine zunehmende Anzahl an elektrischen Verbrauchern. Gerade im höheren Preissegment nimmt die Elektrifizierung der Fahrzeuge immer weiter zu. Verbraucher wie Sitzverstellungen, Pumpen, Gebläse und neue Leuchtmittel wie LEDs kommen hinzu, außerdem wird die Steuerung und Regelung der Verbraucher in Hinsicht auf Komfort und Sicherheit kontinuierlich optimiert. Aus diesem Grund werden immer mehr und immer komplexere Steuergeräte verbaut. Der Aufwand, um das komplexe Zusammenspiel dieser Steuergeräte zuverlässig zu testen, ist mit bisherigen Methoden zeit- und kostenintensiv. In vielen Fällen wird am realen Verbraucher getestet. Eine andere Methode ist ein „Hardware-in-the-loop-Test“ (HIL Test). Hierbei wird mit Hilfe einer elektronischen Last ein Verbraucher simuliert. Die Anforderungen an die Echtzeitsimulation sind gerade bei kleinen elektrischen Motoren aufgrund der kleinen Zeitkonstanten sehr hoch. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird deshalb sowohl eine elektronische Last, als auch die benötigten Simulationsmodelle für einen echtzeitfähigen Prüfstand für automobile Steuergeräte entwickelt. Dieser soll in der Lage sein, pulsweitenmodulierte Signale mit Frequenzen bis 25 kHz zu verarbeiten, da diese immer mehr zur Regelung genutzt werden. Die elektronische Last soll in den daraus resultierenden Zeitintervallen Ströme bis ca. 64 A mit einer Auflösung von 1 mA schalten können. Der Schwerpunkt auf Universitätsseite liegt in der Entwicklung der Simulationsmodelle der verschiedenen elektrischen Verbraucher. Es wird pro Verbrauchertyp ein generisches Modell entwickelt. Diese sollen mit einer möglichst geringen Anzahl von Parametern angepasst werden können. Außerdem sollen für bestimmte Verbraucher auch Testfälle in die Simulation implementiert werden. Die Parametereingaben der Benutzer müssen sowohl auf Plausibilität, als auch auf Umsetzbarkeit geprüft werden. Das benötigte Wissen über die Verbraucher wird dabei in messtechnischen Versuchen im Rahmen des Projektes ermittelt.

Kooperationen: horst weyer und partner gmbh Ziel dieses Projekts ist es, eine modellgestützte Methode für die kostenoptimale Auslegung industrierelevanter Produktionsstrukturen zu entwickeln. Diese soll als Entscheidungshilfe während der Prozesssynthese angewendet werden, um den kostenoptimalen Integrationsgrad des Prozesses zu bestimmen. Dadurch werden die Leistungen der Weyer Gruppe um die neuen Segmente der Produktionsstrukturen mit Reaktion sowie der kostengetriebenen Prozessoptimierung erweitert und ihre Wettbewerbsfähigkeit durch ein technologisches Alleinstellungsmerkmal gegenüber den Konkurrenten gesteigert. Ein wesentlicher Bestandteil des Projekts liegt in der Entwicklung eines geeigneten Auslegungswerkzeugs, welches den hochintegrierten Apparat der reaktiven Trennwandkolonne sowie weniger integrierte Verfahrensalternativen bei idealem und nicht-idealem Verhalten der Stoffsysteme abbilden kann. Zudem gilt es, Zielfunktionen sowie Nebenbedingungen für die überlagerte Optimierung zu formulieren, den Einfluss unterschiedlichster Prozessparameter durch Sensitivitätsstudien zu untersuchen und die Lösungen hinsichtlich ihrer industriellen Relevanz sowie Wirtschaftlichkeit zu bewerten.

Kooperationen: HOBUM Oleochemicals GmbH Die Digitalisierung von Produktionsprozessen ist einer der derzeit wichtigsten Trends in der Industrie. Es wird auch von „Industrie 4.0“ gesprochen, um den revolutionären Charakter der erwarteten Umwandlung zu betonen. Ein wichtiger Trend in der Verfahrenstechnik ist zudem die Prozessintensivierung mittels mikro- und millistrukturierter Reaktoren, die sich u.a. durch einen sehr guten Wärme- und Stofftransport auszeichnen. In diesem Projekt sollen technisch und wirtschaftlich wichtige Reaktionen von Pflanzenölen, die in komplexen Mehrphasen-Systemen ablaufen, in einem innovativen, kompakten Millireaktor durchgeführt werden. Dadurch sollen im Vergleich zum Stand der Technik schnellere, flexiblere Prozesse und höhere Produktqualitäten erreicht werden. Es stehen eine Flüssig-Flüssig-Reaktion und eine Gas-Flüssig-Reaktion im Fokus der Untersuchungen, wobei das Produkt der ersten Reaktion in der zweiten Reaktion weiter umgesetzt wird. Die erfolgreiche Umsetzung der Reaktionen wird durch ein digitales Modell des Reaktors ergänzt, mit dem beispielsweise die Prozessbedingungen im Hinblick auf die Produktqualität optimiert werden.

Kooperationen: Prof. Dr.-Ing. Ulrike Kuhlmann, Institut für Konstruktion und Entwurf, Universität Stuttgart