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Mit dem Vierrad-Rollenprüfstand vorne dabei

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Die Verknappung der Erdölreserven und eine verschärfte CO2-Gesetzgebung der EU ab 2012 zwingen die Fahrzeughersteller, immer effizientere Antriebssysteme zu entwickeln. Im Trend liegen weiterhin auch 4x4 Fahrzeuge, darunter vermehrt Hybrid-Autos. Der neue, schweizweit einzigartige Vierrad-Rollenprüfstand der Abgasprüfstelle (AFHB) trägt diesen Entwicklungen Rechnung.

Sparsamere Antriebskonzepte

Die Automobilindustrie sowie die Zulieferfirmen der Branche entwickeln verschiedene neue Konzepte, um die Fahrzeuge sparsamer zu machen. Hoch im Kurs sind zurzeit die hochaufgeladenen Motoren mit weniger Hubraum (Stichwort „Downsizing“), aber auch leichtere Motoren, die bei gleicher Leistung viel weniger Treibstoff verbrauchen.

Deutlich im Kommen sind derzeit Fahrzeuge mit Elektroantrieb. Erwähnt seien hier die Elektroautos (EV: Electric Vehicle), die heute je nach Batterietyp eine Reichweite von 150 bis 300 km aufweisen; die Hybrid-Fahrzeuge (HEV: Hybrid Electric Vehicle), die über eine Kombination von Benzin- und Elektroantrieb verfügen; die Plug-in-Hybride (PHEV: Plug-in HEV), deren leistungsfähige Batterie auch aus der Steckdose mit Strom versorgt werden kann; oder Elektroautos mit Reichweitenvergrösserer (REV: Range Extender Electric Vehicle), wo ein kleiner, zusätzlich zum Elektromotor eingebauter Verbrennungsmotor Strom produziert, um die fast leer gefahrenen Batterien wieder aufzuladen. Weiteres Einsparpotenzial ergibt sich durch die Kombination verschiedener Systeme wie z.B. Downsizing und Hybridisierung.

Forschung und Entwicklung an der AFHB

Für die Forschung und Entwicklung solch neuartiger Antriebssysteme ist eine interdisziplinäre Zusammenarbeit verschiedener Spezialisten unabdingbar. Bereits heute sind die Abgasprüfstelle (AFHB) und die Motorenlaboratorien der BFH-TI für Forschungs- und Entwicklungszwecke gut ausgerüstet: mit einem Rollenprüfstand für Personenwagen und Motorräder sowie Motorenprüfständen mit den entsprechenden Messgeräten. Von unseren Infrastrukturen können zahlreiche Industriepartner, Studierende wie auch interessierte Forschende der ganzen BFH-TI, von Partnerhochschulen und Partnerinstituten profitieren.

Abb. 1: Montage des neuen Vierrad-Rollenprüfstandes.

Der neue Vierrad-Rollenprüfstand

Für das Institute for Energy and Mobility Research (IEM) wird insbesondere eine Neuerung von grossem Nutzen sein: der neuartige Vierrad-Rollenprüfstand der AFHB in Nidau. Der Prüfstand ermöglicht es, praktisch jeden Fahrzustand von ein- und mehrspurigen Fahrzeugen realitätsnah zu simulieren, dies dank vier einzeln angetriebener Rollen und hochpräziser Regelung. Der Prüfstand kann mit einer Leistung von je 200 kW bremsen und antreiben. Die maximale Geschwindigkeit beträgt 180 km/h (Abb. 1). Damit können wir unterschiedlichste Fahrzeuge vom kleinsten Motorrad bis zum grössten 4x4 Geländewagen (max. Gesamtgewicht: 3500 kg) messen. Unter den Allradfahrzeugen finden sich neben den bekannten Offroadern und SUV-Fahrzeugen zunehmend auch kleinere Autos und Hybrid-Fahrzeuge. Die Forschung von Energieverbrauch, Energiemanagement und Emissionen von Hybridfahrzeugen kann auf einem Rollenprüfstand mit Simulation des realen Strassenbetriebes sehr effizient erfolgen (Abb. 2).

Abb. 2: Piaggio Hybrid-Scooter (oben), mit dem Beispiel der Energieflüsse, welche von einem bestimmten Fahrzyklus stammen (unten).

 

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