Optimierung und Verifikation von Reglern für E-Fahrzeuge
Das Delta-Racing-Team der Hochschule Mannheim ist mit einem neuen, 2014 fertiggestellten Rennfahrzeug in den Wettbewerben der Formula Student electric aktiv. Das Team fuhr im ersten Rennen bei der Formula Student Czech Republic Hradec Králové mit dem Fahrzeug DR14-E sofort auf den zweiten Platz. In der Energieeffizienz-Wertung erreichte das Renngerät sogar den ersten Platz mit einem beachtenswert niedrigen Energieverbrauch von nur 0,068 kWh pro Runde.
Grundlage des Erfolgs sind Regleroptimierungen zur Verbesserung der Fahrdynamik und der Energieeffizienz des DR14-E. Da der elektrische Rennwagen am rechten und linken Hinterrad jeweils über einen separaten Antriebsmotor verfügt und damit nicht nur aktiv angetrieben, sondern auch aktiv gebremst werden kann, ergeben sich neue Möglichkeiten für Regeleingriffe. Das Potenzial der Fahrdynamikregelungen konnte dabei besonders in Bezug auf die Verbesserung des Fahrzeughandlings bei Kurvenfahrten und der Energieeffizienz des Fahrzeugs ausgeschöpft werden.
Frühzeitige Analysen mit dem Simulationsmodell ASM Vehicle Dynamics von dSPACE halfen bei der Entwicklung der Algorithmen. Insbesondere die einfache Integration eines eigenen Torque-Vectoring-Konzepts inklusive des benötigten Reglerentwurfs ließen sich aufgrund des modularen Modellaufbaus der ASM (Automotive Simulation Models) effizient umsetzen. Letztendlich konnten sämtliche Ansätze mit dem Modell erfolgreich verifiziert und auf einer dSPACE MicroAutoBox im Fahrzeug implementiert werden.
Im Rahmen der Entwicklungsarbeit wurde das Fahrzeugmodell vollständig parametriert. Es steht nun auch künftigen Team-Generationen zur Optimierung und Weiterentwicklung der Fahrdynamikregelungen zur Verfügung. Denn das ASM-Simulationsmodell bietet weitere, bisher nicht genutzte Möglichkeiten, beispielsweise zur Simulation der Auswirkungen verschiedener Feder-Dämpfer-Kombinationen oder aerodynamischer Optimierungen.