Aktuelles Projekt

Unser derzeitiges Ziel: Minimierung des Fahrzeuggewichts und Maximierung der Nutzlast mit optimierten Energiespeicher und hocheffizienten elektrischen Antrieb bei hoher Fahrsicherheit im urbanen Sektor.

Touchpanel

Energie / Distanz [Wh/km] = Leistung / Geschwindigkeit

bei 20 km/h werden 16 Wh/km verbraucht( entspricht 160 ml Diesel pro 100 km; 10 kWh in 1 l)

       45 km/h werden  23 Wh/km verbraucht (keine Steigung,kein ECO Modus; 230 ml/100 km)

Pitch [°] = + Steigung oder - Gefälle

Roll[°] = + Neigung nach rechts - nach links

Acc [g(9.81 m/s²)] = lineare Beschleunigung in Fahrtrichtung

r.h [%] = relative Luftfeuchtigkeit

Pre [mbar] = Luftdruck


Schalter  [D] = Drive vorwärts [R] Rückwärts (vmax einstellbar)

Schalter  mit "Schneeflocke" = Einschalten Kühlfunktion im Kofferaufbau

Schalter [ECO] = Betrieb im sparsamen Modus(weniger Drehmoment)

Bremsen Symbol mit E = E Bremse Symbol wird grün, falls Bremshebel gezogen wird und Ladung weniger als 98% beträgt, ansonsten wird es rot. Falls grün kann mit Drehgriff gebremst werden.

Lenkrad Symbol wird blau falls autonomes Fahren aktiviert ist.

Schalter {SBC] = Aktivierung der elektrischen Standbremse, falls Geschwindigkeit kleiner als 1 km/h wird und Bremshebel gezogen ist. Nach Loslassen des Drehgriffs und danach des Bremshebels hält das Fahrzeug die Position. Durch erneutes Drehen des Drehgriffs ohne den Bremshebel gezogen zu haben wird die Standbremse gelöst und es kann wieder angefahren werden. Bremsleuchten bleiben bei Standbremse automatisch an. Das benötigte Haltemoment und damit der Haltestrom, welcher auf die drei Phasen gleichzeitig wirkt, wird angepasst um Energie zu sparen und eine Überhitzung der Motorenspulen zu vermeiden. Da Strom von der Batterie entnommen wird, muss der Ladezustand für die SBC mindestens 10 % betragen. Falls SBC aktiviert ist und die Ladung unter 10% fällt wird durch Wechsel des E Bremsen Symbols auf rot der Fahrer aufgefordert wieder die mechanische Bremse zu betätigen. Nach Betätigen der Handbremse wechselt das E Bremsen Symbol auf grün bei mehr als 10 km/h( Rekuperation weiterhin erlaubt) und die SBC kann solange nicht mehr aktiviert werden bis mehr als 10 % Ladezustand wieder erreicht werden. Der SBC Schalter bleibt solange rot.

4,7" Touchpanel

UART communication @ 115200 baud

LiFePO4 Akku 5 kWh 48 V mit

ausziehbaren Haltegriff und verstellbaren Rollen. Integriertes BMS mit BLE Kommunikation.

Derzeitiger Gewichtsanteil am Gesamtfahrzeug 25%. Tendenz stark fallend.

Die Controllino Maxi Automation wird als SPS für das Fahrzeug genutzt. Über eine Adapterplatine kann über  I²C,UART und SPI kommuniziert werden.

Weitere Informationen gibt es unter

https://www.controllino.com/product/controllino-maxi-automation/


Unser neuerster Prototyp ist als multi purpose vehicle (MPV) ausgelegt. Im obigen Bild ist die Variante eines Zweisitzers zu sehen. Im Vergleich zu unserem vorigen Prototypen hat es einen Heckantrieb mit zwei BLDC Nabenmotoren mit Halbach Magnetanordnung. In dieser Variante beläuft sich das Nettogewicht auf 100 kg inklusive Akku. Der Akku mit BTLE BMS ist in einem IP 68 Alugehäuse mit ausziehbarem Haltegriff wie bei einem Trolley im Heck untergebracht und kann über ein Schienensystem herausgezogen und mit verstellbaren Rollen gezogen werden. Der Energieinhalt  des 48 V LiFePO4 Akkus beträgt 5 kWh. Das Ladegerät (IP68) kann am Fahrzeug befestigt werden oder zusammen mit dem Akku entnommen werden, um extern an einer Schukosteckdose mit 45A zu laden. Die maximale Ladezeit beträgt in etwa 2,5 Stunden. Das Entfernen des Akkus ist aus Schutz vor Diebstahl empfehlenswert aber auch bei Aussentemperaturen unter 5°C und längerer Standzeit des Fahrzeuges. Optimal ist eine Temperatur von 20 bis 27°C für den Lade-/Entladevorgang. Die Akkukapazität ist so großzügig gewählt, dass selbst bei Temperaturen im Bereich -10 bis 5°C und maximaler Leistungsabfrage keine Einbussen im Beschleunigungsverhalten zu erwarten sind. Einbussen sind allerdings bei der Reichweite zu erwarten.


Die verbleibende Ladung im Akku wird geschätzt zum Einen nach der Integration des gemessenen Stromes über die Zeit und Anderen über eine Angleichung der Ladung über die Ladungskennlinie als Funktion des sequentiellen arithmetischen Mittelwertes der Batteriespannung falls ein vernachlässigbarer Stromfluss stattfindet. Die Batteriespannung ist massgeblich von der Umgebungstemperatur abhängig. Somit wird indirekt der Einfluß der Temperatur über die Batteriespannung mit einbezogen. Es kann also durchaus sein, dass bei niedrigen Temperaturen ein Ladungszustand von weniger als 100% angezeigt wird, obwohl das Ladegerät gerade die Aufladung beendet hat. Ein weiterer bedeutender Fakt ist der verstärkte Spannungsabfall innerhalb einer Periode durch Alterung der Zellchemie. Unter Berücksichtigung des zuvor Genannten kann automatisch auch die mögliche Reichweite sofort angeglichen werden.


Die Maximale Stromabgabe des Akkus  beträgt 250 A und damit steht eine maximale Systemleistung von  ca. 12,5 kW bei einem Anfangsdrehmoment von 200 Nm zur Verfügung. Die maximale Beschleunigung bei einem maximal zulässigem Gewicht von 300 kg beträgt 1 g und 45 km/h können innerhalb von zwei Sekunden erreicht werden(Erreichen der Bodenhaftungsgrenze auf trockenem Asphalt). Die maximale mechanische Antriebsleistung ist gemäß EU Richtlinien L1e auf 4 kW limitiert. Bei moderater Fahrweise in der Ebene ist eine Reichweite von 200 km möglich.

Die Sensorik umfasst einen Lenkwinkelsensor, eine 9 DOF Sensoreinheit und Stromsensoren für cloosed loop current control mit Field oriented control (FOC ). EABS, Traktionskontrolle und Stabilisationskontrolle bei Erfassung von Dreh- und Linearbeschleunigung werden ermöglicht durch gezieltes Beschleunigen oder Abbremsen der Hinterräder. Eine elektrische Unterstützung der Lenkung mittels Linearachse kann für das autonome Fahren bzw. bei Behinderung optional implementiert werden. Die Elektrobremse kann zusätzlich mit einem(bevorzugt rechten) Handbremshebel aktiviert und mit dem Drehgriff links die Bremswirkung bzw. Rekuperation dosiert werden. Dabei ist zur Zeit die Rekuperation durch den Ladezustand der Batterie limitiert. Denkbar wäre eine Umleitung der Bremsenergie auf einen Bremswiderstand in Form von Wärme bei voller Batterie.


Über eine Taste auf der Oberseite des Displaygehäuses kann der Tempomat aktiviert werden. Dabei wird bei Überschreiten der Geschwindigkeit elektrisch gebremst und Unterschreiten das Drehmoment erhöht.


Die Fahrzeugdaten können über einen seitlichen 4,7" Touchpanel eingesehen und variiert werden. Dabei sorgt ein Sonnenschirm für gute Sichtbarkeit bei Tageslicht..

Vorne kann ein Smartphone angebracht und über einen USB Port aufgeladen werden( zweimal 5V 2A). Navigieren über das Smartphone ist also bequem mit Bluetooth Lautsprechern im Motorradhelm möglich.

Vorne befindet sich ein 20" Rad und hinten 24" Räder bereift mit Schwalbe Big Ben und Crazy Bob.


Das Gesamtkonzept ist modular aufgebaut. Die Zentrale Steuereinheit beinhaltet eine SPS welche über I²C, UART oder SPI mit den Controllern, Sensoren und Datenlogger kommuniziert. Die Systemleistung kann nach oben durch Montage leistungsstärkerer Controller angepasst werden während die Sensorik übernommen werden kann.


Die Sitze werden über Silentblöcke gefedert und die Hinterachse durch ein Federbein an der Mittenachsschwinge. Das Fahrzeug neigt sich mitsamt Fahrer in eine Kurve um den Schwerpunkt in das Kurveninnere zu verlagern und hohe Kurven- geschwindigkeiten zu ermöglichen.

Abgebremst werden könnte alleine durch Rekuperation. Es sind aber vorne und hinten Hydraulikscheibenbremsen( 203 mm Durchmesser)zur Sicherheit verbaut. Verzögerungsweg von 45 km/h auf 0 beträgt bei 300 kg Gewicht ca. 10 m.


Weitere Varianten des MPV sind u. a. eine Pritsche, ein Kofferaufbau mit oder ohne Solaranlage bzw. Kühlfunktion.


BLDC Controller Einstellungen können auch über Smartphone vorgenommen werden.

Akkustandsanzeige und Inbetriebnahme des Fahrzeugs erfolgen optional über BLE Kommunikation. Beim Einschalten des Fahrzeuges werden die Lauflicht Blinker aktiviert, sodass ein Wiederfinden bei Dunkelheit erleichtert wird. 

Konventionell kann mit Schlüssel und Codeeingabe das Fahrzeug aktiviert werden. Ein Bremsscheibenschloss mit Alarmmelder kann angebracht werden. GPS Tracking bei Diebstahl kann aktiviert werden.