ETH-Fokusprojekt

Auf dem Weg zum autonomen Fahren

| Redakteur: Luca Meister

Steckbare Trennwände aus POM als Berührungsschutz der Hochvoltkomponenten in der S-Box.
Bildergalerie: 4 Bilder
Steckbare Trennwände aus POM als Berührungsschutz der Hochvoltkomponenten in der S-Box. (Bild: ETH/Kubo)

Vor mehreren Jahrzehnten stellten sich die Menschen vor, dass man ab dem Jahr 2000 in schwebenden Autos unterwegs ist und keines dieser Autos von Menschen gesteuert werden muss. 14 Jahre nach 2000 hat sich in der Welt der Mobilität nur wenig geändert. Weder schweben wir, noch fahren unsere Autos autonom, weder nutzen wir nachhaltige Energien, noch dürfen autonome Fahrzeuge auf Schweizer Strassen fahren. Das Projekt «Suncar» will, dass dies in 25 Jahren anders aussieht.

Im Fokusprojekt «Suncar» arbeiten Studierende des Studienganges Maschineningenieurwissenschaften und Verfahrenstechnik der ETH Zürich an der Vision eines autonom gesteuerten und umweltfreundlichen Fahrzeuges. In den letzten vier Jahren hatten sie bereits drei Fahrzeuge elektrifiziert. Begonnen hat alles mit dem «Suncar Sport», einem elektrifizierten Lotus Evora, der mit 250 Kilowatt auf der Hinterachse in 4,9 Sekunden von 0 auf 100 sprintet und damit zeigt, dass auch Elektrofahrzeuge Spass machen können. Zwei Jahre später wurde der «Suncar Family» gebaut. Ein Skoda Octavia, der mit einem Bioethanol-Range-Extender bis zu 1000 Kilometer weit fahren kann und zusätzlich über ein Solardach verfügt. Letztes Jahr wurde eine 15 Tonnen schwere Baumaschine elektrifiziert, der «Suncar Bagger», der lautlos und umweltfreundlich die Strassen bauen kann.

Mit Steer-by-Wire in die Zukunft

Das diesjährige Projekt, der «Suncar Steer-by-Wire», beschäftigt sich mit dem Umrüsten eines BMW X5 auf Elektro-Einzelradantrieb mit Torque-Vectoring. Insbesondere soll eine Steer-by-Wire-Steuerung implementiert werden. Das Torque-Vectoring soll als fehlertolerante Rückfallebene für diese neue Technologie dienen.

Beim Steer-by-Wire wird in einem Fahrzeug die mechanische Verbindung zwischen Lenkrad und Vorderachse getrennt und durch eine elektronische Verbindung ersetzt. Dies hat Vorteile wie Platzeinsparungen, dass rechts- und linksgesteuerte Fahrzeuge baugleich werden und dass das Verletzungsrisiko des Fahrers bei Unfällen verringert wird. Mit Steer-by-Wire wird ein weiterer Schritt in Richtung autonomes Fahren, die Mobilität der Zukunft, gemacht. Damit dieses System auch im Falle eines technischen Defekts weiterfunktioniert, bietet sich das Torque-Vectoring als Rückfallebene an.

Durch den Einzelradantrieb lässt sich ohne zusätzliche Bauteile eine Torque-Vectoring-Lenkung implementieren. Dabei werden unterschiedliche Momente auf die einzelnen Räder gegeben. Besonders wichtig für das Lenken des Fahrzeuges ist die dadurch entstehende Präzessionskraft, durch welche die Vorderräder in Steuerrichtung eingelenkt werden. Die bereits vorhandenen Komponenten, die Motoren, als Sicherheitssystem des Steer-by-Wire zu nutzen, ist eine einfache, kostengünstige und effiziente Lösung.

400-Kilogramm-Batterie

Als Energiespeicher im Suncar Steer-by-Wire dienen 7104 Lithiumionen-Batterien, die total 85 Kilowattstunden Energie speichern können und ein Gewicht von rund 400 Kilogramm haben. Die einzelnen Batterien sind zu 16 Batteriemodulen zusammengeschaltet. Jedes dieser Module hat eine Spannung von 25 Volt. Die komplette Batterie hat voll geladen eine Spannung von 400 Volt. Um die Gewichtsverteilung des Fahrzeuges zu optimieren, wurden die 16 Batteriemodule in einem L-förmigen Gehäuse untergebracht, so, dass sich ein Teil im Unterboden des Fahrzeuges, direkt der Strasse exponiert, und der andere Teil im Innenraum, am Platz der Rückbank, befindet. Dafür wurde die Rückbank entfernt und ein Ausschnitt im Chassis geschaffen.

Inhalt des Artikels:

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 43588015 / Zulieferer)