Lernergebnisse
Bei der Entwicklung und Optimierung von Antriebskomponenten stellt die Simulation ein unentbehrliches Werkzeug dar. Mithilfe der Simulation kann eine sichere Bewertung von Konzepten in frühen Phasen der Produktentwicklung erfolgen, sodass Fehlentwicklungen frühzeitig erkannt werden. Für Optimierungsaufgaben kann am Modell der Einfluss verschiedener Parameter untersucht werden und damit Zeit am Versuchsstand verkürzt, wenn auch nicht ersetzt werden.
Die Übung dient zur Vertiefung der in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse. Ziel ist es, mithilfe eines Modells eines modernen Verbrennungsmotors, innermotorische, thermodynamische Vorgänge näher zu untersuchen. Dazu muss unter einer geeigneten Modellumgebung (Matlab/Simulink®) ein Zylindermodell erstellt, korrekt bedatet und getestet werden. Es wird ebenfalls ein Modell eines brennstoffzellenbasierten Antriebs erstellt und untersucht. Anschließend werden auf Basis eines Fahrzeugmodells der Verbrennungsmotor und die Brennstoffzelle vergleichend gegenübergestellt. Zu Beginn des Semesters wird eine kurze Einführung in Matlab/Simulink® durchgeführt.
Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über folgende Kenntnisse:
- Modellierung und Simulation von Gasleitungssystemen
- Thermodynamisches Wissen über die reale Prozessrechnung von H2-Verbrennungsmotoren und Brennstoffzellen
- Modellierungsansätze der Phänomene Wärmeübergang, Brennverlauf und Ladungswechsel
- Modellierungsansätze für Polarisationskurve, Balance-of-Plants Komponenten und Medienversorgung
- Thermodynamisches Wissen zum Zusammenspiel von Verdichter und Verbrennungsmotor bzw. Brennstoffzelle
- Grundlagen der Modellierung der Batterie und verschiedener mechanischer Fahrzeugkomponenten
Fertigkeiten:
- Modellieren und Simulieren mit dem Simulationswerkzeug Matlab/Simulink®
- Aufbau von Modellen für eine Antriebsstangsimulation (rein elektrisch sowie konventionell)
Kompetenzen:
- Fähigkeiten zur Analyse thermodynamischer innermotorischer Zusammenhänge
- Fähigkeiten zur Analyse von brennstoffzellenbasierten Antrieben
- Umgang mit numerischen Simulationen im Zeitbereich
- Befähigung zum Aufbau von Modellen technischer Systeme (Modellierung)
- Wahl einer angemessenen Modellierungstiefe der einzelnen Unterkompontenen für unterschiedliche Problemstellungen
