Elektrische Antriebssysteme

Die überwiegend in der Automobil- oder Luftfahrtindustrie eingesetzte Methode der Hardware-in-the-Loop-Simulation (HIL) bezeichnet die Kopplung von realen Komponenten (z.B. einem Steuergerät) mit virtuellen Komponenten (z.B. dynamisches Fahrzeug-Modell). Die realen Komponenten werden dabei mit der simulierten Komponente gekoppelt, indem nur die Information über Ein- und Ausgangsgrößen, wie z.B. Energie- , Stoff- und Informationsflüsse, ausgetauscht werden. Die tatsächlich auftretenden Energie- und Stoffflüsse, werden dazu lediglich gemessen, ansonsten aber in die lokale Infrastruktur eingespeist bzw. aus dieser entnommen (z.B. Elektronische Lasten oder Wärme- bzw. Stoffsenke). Voraussetzung ist, dass sowohl die Simulation der virtuellen Komponenten als auch der bidirektionale Informationsaustausch mit den realen Komponenten in Echtzeit erfolgt.

Wir nutzen den HIL-Ansatz zur Kopplung realer Komponenten eines Energieversorgungssystems (Energiewandler und Speicher) in Kombination mit virtuell eingebundenen spezifischen Nutzerprofilen und Energiemanagement-Strategien. Somit lässt sich z.B. ein bestehender realer Wärmeerzeuger mit thermischem Speicher um eine virtuell eingebundene Solarthermie-Anlage erweitern, die eine jahreszeitbedingte schwankende thermische Leistung liefert. Hiermit könne bereits in frühen Phasen der Entwicklung Aussagen zur Gesamteffizient oder den Einsparpotenzialen vorhersagt werden, ohne Feldversuche durchgeführt zu haben. Der Hauptvorteil des HIL-Ansatzes ist die Modularität, Erweiterbarkeit und die virtuelle Skalierbarkeit.  Dieser Ansatz erlaubt somit die ganzheitliche Untersuchung von Energieversorgungssystemen durch Simulation unter Berücksichtigung reale eingebundener Komponenten.