LEHRSTUHL

ENERGIEWANDLUNGSSYSTEME

FÜR MOBILE ANWENDUNGEN

Verbrennungsmotoren

Ziele und Kompetenzen: 

• Grundlagen Verbrennungsmotoren
• Technische Anwendung von Verbrennungsmotoren
• Vor- und Nachteile des Verbrennungsmotors
• Bedeutung der Verbrennungsmotoren für die Antriebssysteme

Inhalt: 

• Definitionen
• Arbeitsverfahren
• Thermodynamik
• Kurbeltrieb
• Massenausgleich
• Aufladung
• Emissionen
• Technische Anwendung von Verbrennungsmotoren

Motor- und Fahrzeugakustik

Ziele und Kompetenzen: 

• Vermittlung der Grundlagen der Akustik,
• Bedeutung  von Schall (Lärm) für Umwelt und Produktkomfort
• Methoden zur Schallmessung und Schallbewertung
• Ableitung von Maßnahmen zur Minderung von Geräuschen
• Anwendung von Motor- und Fahrzeugakustik

Inhalt: 

• Grundlagen der Akustik, Luft und Körperschall
• Lärm (Grenz- und Richtwerte, Lärmwirkung)
• Psychoakustik
• Raumakustik, akustische Messräume
• akustische Messtechnik Auswerteverfahren
• Motor- und Fahrzeugakustik
• Methoden und Maßnahmen zur Geräuschminderung

Kraftstoffe und Energieträger

Ziele und Kompetenzen: 

Einsatz verschiedener Energieträger, abhängig von den Brennverfahren oder Antriebssystemen

Energieträger und Energiespeichertechnologien in Abhängigkeit von

• Verfügbarkeit,
• Umweltverträglichkeit,
• Nachhaltigkeit,
• Wirtschaftlichkeit und technischem Aufwand

Inhalt: 

• Energiequellen und Energiespeichersysteme für Fahrzeuge
• Fossile Brennstoffe (flüssig und gasförmig)
• Biogene Kraftstoffe, synthetische E-Fuels
• Energiespeicherung: elektrochemische Grundlagen und Prinzipien von Primär- und Sekundärelementen, ausgewählte Funktionsbeispiele;
• Skalierung und Batteriemanagement für mobile Systeme; aktuelle Entwicklungen

Hörakustik

Ziele und Kompetenzen:

• Kenntnisse der hörakustischen Grundgrößen
• Grundkenntnisse der Messverfahren zur Hörakustik
• Grundkenntnisse für die perzeptive Charakterisierung von Umweltgeräusche

Inhalt: 

•  Grundlagen und Grundbegriffe der Hörakustik; Empfindungsgrößen und ihre Relation zu physikalischen Parametern;
• Differentielle Wahrnehmung; Verdeckung;
• Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Lautheit als eine grundlegende Empfindungsgröße der Hörakustik;
• Wahrnehmung von Pegelschwankungen und ihre Bedeutung bei der Bewertung von technischen Geräuschen, z.B. Rauigkeit;
• Charakterisierung der Wahrnehmung tonaler Schalle, d.h., Tonhöhe, Tonhaltigkeit, Klangfarbe; Anwendung auf Motorschalle;
• beidohrige Hörwahrnehmung

Hydraulische und pneumatische Anlagen - Pumpen und Kompressoren

Ziele und Kompetenzen: 

• Grundlagen der Hubkolbenpumpen /-kompressoren und Rotationskolbenpumpen /-kompressoren,
• Konstruktive Gestaltung der Verdrängerarbeitsmaschinen,
• Regelung der Verdrängerarbeitsmaschinen  
• Grundlagen der Hydraulik und Pneumatik

Inhalte:

• Aufbau und Funktion der Verdrängerarbeitsmaschinen
• Thermodynamische Prozesse
• Physikalische Prinzipien (Hydrostatik, Widerstände, Druckaufbau) und fluidtechnische Symbole - Arten und Aufbau von Pumpen, Saugverhalten von Pumpen, Steuergeräte
• Grundlagen der Pneumatik (Elemente pneumatischer Systeme, Systemschaltplan)
• Aufbau verschiedener pneumatischer Bauteile z.B. Ventile (Wege-,Sperr-, Strom- und Druckventile)
• Pneumatische Steuerungen

Grundlagen der Fahrzeugtechnik

Ziele und Kompetenzen: 

• Neuartige Mobilitätskonzepte
• Grundlagen der Modellierung und Analyse von Kraftfahrzeugen
• Grundlagen der Fahrdynamik
• Grundlagenverständnis des Antriebsstrangs und seiner Komponenten
• Grundlagenverständnis des Fahrwerks

Inhalte:

• Verkehrsentwicklung / Anforderungen an KFZ
• Mobilitätskonzepte (Kleinfahrzeuge, Mikromobile, Sharing-Ansätze,…)
• Fahrzeugphysik (Fahrwiderstände, Reifenmodelle, Fahrzeugmodelle,…)
• Antriebe und Komponenten im Antriebsstrang
• Fahrwerk (Bremsen, Radaufhängungen, Lenkung,… )
• Spezifika der Fahrzeugsensorik

Fahrzeugemissionen

Ziele und Kompetenzen: 

• Kenntnis der unterschiedlichen Emissionsquellen von Fahrzeugen
• Analyse der Anforderungen in der Fahrzeugentwicklung
• Fähigkeit Auslegung von Fahrzeugarchitekturen
• Entwicklungsplanung
• Grundlagenverständnis zur Nachhaltigkeit

Inhalte:

• Arten von Emissionen (Gase, Stäube, Lärm, Licht, …)
• Emissionen vs. Immissionen
• Auswirkungen auf Mensch und Umwelt
• Gesetzliche Regelungen
• Nachhaltigkeitsgedanke
• Klimarelevante Emissionen und Treibhauseffekt
• Entstehung und Reduzierung der Fahrzeugemissionen
• Abgasemissionen & Maßnahmen zur Emissionsreduzierung & Abgasnachbehandlung

Simulation innermotorischer Prozesse - Einspritzung, Verbrennung und Schadstoffbildung

Ziele und Kompetenzen: 

• Anwendung der Simulation
• Aufbau der verschiedenen Einspritzsysteme
• Vor- und Nachteile der verschiedenen Einspritzsysteme

Inhalte:

• Einführung und Gesetzgebung, Vorstellung Entwicklungskette: 1-D und 3-D Tools
• Gesamtsystemsimulation: Modellierung Fahrzeug und Subsysteme
• Auslegung Motorkonzept (inkl. Abgas Turbolader-Konzept) Modellierung Einspritzsystem
• Einspritzspray und Gemischbildung 
• Phänomenologische Modellierung der Verbrennung und Schadstoffbildung
• Workshops 1D
• Motorprozesssimulation (am Beispiel GT-Power)

Fahrzeugsystementwurf

Ziele und Kompetenzen: 

• Analyse der Anforderungen in der Fahrzeugentwicklung
• Fähigkeit Auslegung von Fahrzeugarchitekturen
• Einsicht in die Entwicklungsabläufe
• Grundlagen der Entwicklungsplanung
• Grundlagenverständnis zur Nachhaltigkeit

Inhalte:

• Produktentstehungsprozess PEP
• Fahrzeug Plattformen und Baukästen
• Organisation und Ablauf einer Fahrzeugentwicklung
• Anforderungsmanagement Gesetzliche Randbedingungen
• Fahrzeug Architekturen (BEV / HEV / FCEV vs. konventionelles Fahrzeug)
• Komponenten (Antriebstechnik, Speichertechnologie)
• Software- Management / Konnektivität Sicherheit / Virtuelle Infrastruktur für das Fahrzeug
• Funktionssicherheit Erprobung, Absicherung Prototypen
• Produktionsbedingungen, Vertrieb und After-Market
• Recycling Life-Cycle Assessment (LCA) 

Wasserstofftechnologie und -antriebe

Ziele und Kompetenzen: 

• Analyse der Anforderungen an den alternativen Kraftstoff Wasserstoff
• Einschätzung Nachhaltigkeits-Potenzial
• Einschätzung der Sicherheitsstandards für Wasserstoff
• Grundlagen der technischen Möglichkeiten
• Beitrag von Wasserstoff für die Energie- und Verkehrswende

Inhalte:

• Einführung in das Thema Wasserstoff als alternativer Energieträger
• Materialeigenschaften, Sicherheit und Normen
• Verfügbarkeit und Produktion von Wasserstoff
• Wasserstoffspeicherung, -verteilung und -infrastruktur
• Rentabilität und "Life-Cycle-Assessment" (LCA)
• Wasserstoff-Verbrennungsmotoren
• Brennstoffzellensysteme für mobile Antriebssysteme