Stabilitätsuntersuchung an einem Elektrofahrzeug

Abstract

Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Analyse von Fehlern an einem vierradangetriebenen Elektrofahrzeug. Dabei fungiert ein Elektromotor je Rad als Antriebseinheit, bei dem unterschiedliche Fehler plötzlich auftreten können. Die Auswirkungen auf die Fahrdynamik stellen dabei den Hauptfokus dar. Als Ergänzung werden noch zwei unterschiedliche Antriebskonzepte im Fehlerfall miteinander verglichen und das Fahrverhalten auf nasser Straße analysiert. Um diese Fahrmanöver simulieren zu können, wurde ein Programm in MATLAB geschrieben. Dabei beschreibt diese Arbeit allgemein die Simulationstechnik der heutigen Zeit und präsentiert einige bereits vorhandene Studien. Außerdem vermittelt diese Diplomarbeit einen Einblick in die implementierte Simulation. Die Beschreibung erfolgt dabei für die vordefinierten Fahrzeugspezifikationen wie auch für das mathematische Modell, um ein Fahrzeug virtuell gestalten zu können. Außerdem durchläuft das Programm mehrere Testfunktionen, welche auch in der Praxis zur Fahrdynamikanalyse herangezogen werden. Nach erfolgreichen Resultaten daraus, sollen bestimmte Manöver die Auswirkungen auf Grund eines fehlerbehafteten Antriebssystems aufzeigen. Untersuchungen auf gerader Fahrbahn, auf unterschiedlichen Straßenverhältnissen sowie während einer Kurvenfahrt werden unternommen. Ferner erweitern diese Versuche die Analyse der zwei vorgestellten Fahrzeugkonzepte und beschreiben dadurch anschaulicher die Vor- und Nachteile beider Entwürfe. Zusätzlich verhilft eine tabellarische Übersicht aller ausgeführten Experimente die kritischen, wie auch die unkritischen Fälle herauszufiltern.<br />

This master thesis describes the analysis of failures at a four wheel drive electric vehicle. In the car are four separate engines installed. Each of them activates one wheel at which different failures could occur. The main point of interest is to analyze the influences on the vehicle dynamics. In addition different drive concepts in case of failure will be compared and the behavior on a wet road will be investigated. To simulate these drive maneuvers a program was written in MATLAB. This thesis explains the simulation technology in a general way and presents some studies on this topic. Also the specific simulation will be focused exactly. There the car, which is used for the process, will be parameterized and the mathematical model introduced. Furthermore some standard test procedures commonly used in practice are simulated to validate the virtual car. So several test drives could be started and show the consequences due to defective power engines. Experiments at a straight road, in curves and for different road conditions will be done.<br />Additionally the test series demonstrates the differences between the two car concepts and shows the advantages and handicaps of both. Besides a table gives an overview about all maneuvers and helps to classify the severity of each failure.