FH Bielefeld
University of
Applied Sciences

Modellbasierte Entwicklung eines energieeffizienten ACC-Systems für Elektrofahrzeuge unter Berücksichtigung von V2V/V2X-Kommunikation (eco.ACC)

Elektrofahrzeuge, Automatisiertes Fahren, Vernetzung, Energieeffizienz, Fahrzeugregelung, Fahrdynamikregelung 

Fachhochschule Bielefeld
Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik 
Interaktion 1
33619 Bielefeld

Laufzeit
01.06.2021 – 31.05.2022

Projektförderung
FH Bielefeld, interner Forschungsfonds für Neuberufene

Kurzbeschreibung

Die Fahrzeugentwicklung ist aktuell von drei großen Trends geprägt: Elektrifizierung, Automatisierung und Vernetzung. Die Entwicklungsstände in diesen Bereichen sind jedoch unterschiedlich weit vorangeschritten.

Elektrofahrzeuge können einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierung des Mobilitätssektors leisten. Durch politische Anreize ist mit einem erheblichen Wachstum dieser Antriebsart zu rechnen.

In heutigen Serienfahrzeugen sind Systeme der unteren Automatisierungsstufen als Assistenzsysteme bereits verfügbar. Hoch- und vollautomatisierte Fahrzeuge könnten in einer vernetzten Welt Fahrzeugkommunikation nutzen um ihre Fahraufgabe energieoptimal zu erfüllen. Allerdings ist mit der Serienreife solcher Fahrzeuge nicht in naher Zukunft zu rechnen. Auch nach ihrer Markteinführung werden sie sich noch viele Jahre ihre Umgebung mit nicht-vernetzten Systemen teilen müssen.

Das Projekt eco.ACC hat das Ziel unter diesen Randbedingungen einen energieeffizienten Betrieb zu ermöglichen und so eine Lücke zwischen heutigen Systemen und vollvernetzten, hochautomatisierten Elektrofahrzeugen der Zukunft zu schließen. Hierzu werden bereits etablierte Fahrerassistenzsysteme, wie das Adaptive Cruise Control (ACC) weiterentwickelt. Solche Systeme bieten in erster Linie Komfort- und Sicherheitsfunktionen. Im Projekt eco.ACC soll das ACC konsequent auch energetische Ziele verfolgen. Entwicklung und Test erfolgen modellbasiert gestützt auf Echtzeitsimulationen.

In einem ersten Schritt werden Basisszenarien geschaffen und untersucht. Hierzu wird das konventionelle ACC zwar an die spezifischen Eigenschaften eines Elektrofahrzeugs angepasst, entspricht jedoch in seiner Auslegung dem Stand der Technik. Die Ergebnisse dienen als Referenz des Energiebedarfs für die weiteren Schritte. Im zweiten Schritt wird untersucht, welche Energieeinsparungen möglich sind, wenn die regelungstechnische Auslegung energiebedarfsreduzierende Ziele verfolgt. Hierbei werden neben Sensorinformationen auch weitere Informationen berücksichtigt, die im Ego-Fahrzeug selbst vorliegen. Hierauf aufbauend wird das ACC-System im dritten Schritt um die Nutzung verschiedener Informationen der Umgebung und des Umgebungsverkehrs (V2V/ V2X) erweitert.

Dieses mehrstufige Vorgehen erlaubt es, die Potentiale der einzelnen Schritte differenziert zu bewerten, sowie einen an die jeweiligen Bedingungen adaptierten Einsatz.