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Virtual Vehicle Research Center

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Kurzbeschreibung des Forschungszentrums

VIRTUAL VEHICLE ist ein international führendes Forschungszentrum in Graz, Österreich, das leistbare, sichere und umweltfreundliche Fahrzeugkonzepte für Straße und Schiene entwickelt. Wesentliche Elemente der Forschung und Entwicklung sind die Verknüpfung von numerischer Simulation und experimenteller Absicherung sowie eine umfassende Systemsimulation bis hin zum Gesamtfahrzeug.

Über 200 Expertinnen und Experten realisieren in einem internationalen Netzwerk aus Industrie- und Forschungspartnern innovative Lösungen und entwickeln neue Methoden und Technologien für das Fahrzeug von morgen. Aktuell arbeiten über 85 Industriepartner (u.a. Audi, AVL, BMW, Daimler, MAN, MAGNA, Porsche, Renault, Siemens oder Volkswagen), sowie neben der TU Graz mehr als 30 weltweite universitäre Forschungsinstitute (u.a. KTH Stockholm, KU Leuven, Universidad Politécnica de Valencia, St. Petersburg State Politechnical University, TU München, KIT Karlsruhe, University of Sheffield oder CRIM Centre de Recherche Informatique de Montreal) eng mit dem VIRTUAL VEHICLE zusammen. Im Geschäftsjahr 2012 wurde ein Umsatz von 20 Millionen Euro erzielt.

Das COMET K2-Programm bietet die Basis für geförderte Forschungsaktivitäten bis mindestens Ende 2017. VIRTUAL VEHICLE leitet und begleitet eine Vielzahl zukunftsweisender EU Projekte und bietet zugleich ein breites Portfolio an Auftragsforschung und Dienstleistungen an.

Kontakt

Dr. Aldo Ofenheimer / Organisation & Business Development

VIRTUAL VEHICLE Kompetenzzentrum – Das Virtuelle Fahrzeug Forschungsgesellschaft mbH
Inffeldgasse 21a, 8010 Graz, Tel. 0316/873-9020, Fax 0316/873-9002

Daten
  • Gründungsjahr: 2002
  • Betriebsleistung 2012: EUR 22,5 Mio.
  • Personalstand: ca. 200 (Stand Dez. 2012)
Forschungsbereiche

VIRTUAL VEHICLE entwickelt leistbare, sichere und umweltfreundliche Fahrzeugkonzepte für Straße und Schiene. Die Forschung gliedert sich in folgende Arbeitsbereiche:

  • Information & Process Management
  • Thermo & Fluid Dynamics
  • NVH & Friction
  • Mechanics & Materials
  • Electrics/Electronics & Software
  • Integrated Vehicle Development
Wichtige Kooperationspartner aus dem Bereich Wissenschaft

30 wissenschaftliche Partner, u. a. TU Graz, Montan-Uni Leoben,TU Wien, FH JOANNEUM, Helmut-Schmidt-Universität Hamburg, TU Kaiserslautern, KIT Karlsruhe, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, TU München, KTH Stockholm, KU Leuven, Universidad Politécnica de Valencia, St. Petersburg State Politechnical University, University of Sheffield, CRIM Centre de Recherche Informatique de Montreal

Wichtige Kooperationspartner aus dem Bereich Wirtschaft

Über 85 Unternehmenspartner, u. a. Audi, AVL, BMW, Daimler, MAN, MAGNA, Porsche, Renault, Siemens, Volkswagen sowie zahlreiche Tier-1 und Software-Vendoren.

 

Technologien

Das Technologie-Portfolio des VIRTUAL VEHICLE reicht einerseits tief in Einzeltechnologien wie z.B. Traktionsbatterien, spezielle Aspekte im Leichtbau (z.B. Verbindungstechnik für Faserverbundwerkstoffe) oder Fahrzeugsicherheit und widmet sich andererseits dem Zusammenfügen verschiedener Einzelaspekte zu einer Gesamtfahrzeugsicht (z.B. Antriebsstrangoptimierung zur Verringerung des Treibstoffverbrauchs). Diese Kombination von profunder Kompetenz in Einzeltechnologien mit dem umfassenden Systemverständnis vom Gesamtfahrzeug stellt eines der charakteristischen Merkmale des VIRTUAL VEHICLE dar. Ausgewählte Technologie-Schwerpunkte sind:

Mensch-Modell

Herkömmliche Crash-Test-Dummies sind leblose Puppen ohne Reaktionsvermögen. Um einer realen Situation eines Crashs näher zu kommen, bei der ein Passagier eine Gefahr erkennt und dementsprechend reagiert, wird zusammen mit der TU Graz ein «reaktives Mensch-Modell» entwickelt, welches Muskeln hat und sich bei einem Unfall menschenähnlich verhält. Die bei der Simulation gewonnenen Ergebnisse fließen in die Entwicklung von Sicherheitssystemen (Airbag, Gurtstraffer, u. a.) ein.

Batterie und Sicherheit

Im Bereich der Komponentenentwicklung erforschte das VIRTUAL VEHICLE in mehreren Projekten den Anwendungsbereich von Batteriesysteme in E-Fahrzeugen. Beim einem Projekt werden in Zusammenarbeit mit AVL List, TU Graz, Volkswagen und Westfälischer Wilhelms-Universität Münster Batteriemodelle in Bezug auf Kosten und Lebensdauer untersucht. Das zweite Projekt behandelt die Sicherheit von E-Fahrzeugen. Gemeinsam mit der TU Graz erforscht das VIRTUAL VEHICLE, wie Batteriesysteme betriebssicher ausgelegt werden müssen, um gemäß ISO-Norm 26262 die funktionale Sicherheit im Fahrzeug zu gewährleisten. Auch das Thema Sicherheit der Batterie beim Crash ist ein wesentliches Thema.

Komponentenversuche statt teure Gesamtfahrzeug-Crashtests

Ein innovativer und günstiger Ersatz zur experimentellen Untersuchung von crash-relevanten Strukturbauteilen (z.B. der B-Säule) in teuren Gesamtfahrzeug-Crashtests ist die Untersuchung der jeweiligen Komponente in einem Komponentenversuch. In diesem neuartigen Verfahren wird im Fall der B-Säule diese lediglich schlagartig mit einem einfachen Stoßkörper beansprucht – ein teurer Gesamtfahrzeugprototyp-Crashversuch ist nicht mehr notwendig. Die große Schwierigkeit bei Komponentenversuchen ist es jedoch, in der Komponente eine möglichst ähnliche Belastung zu realisieren wie im Gesamtfahrzeugversuch. Die Aussagefähigkeit der Ergebnisse hängt davon wesentlich ab. Durch geschickte Kombination von numerischer Simulation und einem neu entwickelten Komponentenprüfstand erzielt dieses Verfahren aussagekräftige Ergebnisse im Komponentenversuch, welche den Gesamtfahrzeugversuch in einer höheren als der für die Fahrzeugentwicklung erforderlichen Genauigkeit widerspiegelt.

Der entwickelte Komponentenversuch ermöglicht eine schnelle und kostengünstige Überprüfung gleiche Baugruppen aus unterschiedlichen Fahrzeugmodellen (bis hin zur kompletten Fahrzeugpalette eines Fahrzeugherstellers). Die frühe Kenntnis des Crashverhaltens von sicherheitskritischen Strukturbauteilen stellt einen Meilenstein auf dem Weg zur prototypfreien Fahrzeugentwicklung dar. Die Kostenersparnis durch weniger Gesamtfahrzeugversuche und rasche sowie effiziente Konzeptbewertungen ist beträchtlich. Ein weiterer Vorteil: Die Methodik ist auch einfach auf andere Branchen und Anwendungen übertragbar.

FRIDA - Reibleistungsprüfstand für Serienmotoren

FRIDA (Friction Dynamometer) heißt der am VIRTUAL VEHICLE entwickelte und aufgebaute Reibleistungsprüfstand. Er erlaubt eine ökonomische Bestimmung der Reibungsverluste für Serienmotoren. Dabei können nicht nur die Gesamtverluste bestimmt werden, sondern auch eine detaillierte Zuordnung der Verluste in die einzelnen Teilsysteme Kolbengruppe, Gleitlager des Kurbeltriebs und Ventiltrieb ist möglich. Mit seiner Flexibilität eignet sich FRIDA für eine Vielzahl von Anwendungen – zum Bestimmen der Verluste in Normfahrzyklen bis hin zum gezielten Prüfen der Effizienz von Beschichtungen, niedrigviskoser Motoröle und anderer konstruktiver Maßnahmen.

Im Vergleich zu Floating-Liner Messungen bietet FRIDA den Vorteil, dass keine tiefgreifenden Umbauten des Motors, also kein Herauslösen der Laufbüchsen und auch keine Einschränkungen bzgl. Drehzahlen und Lasten erforderlich sind. Das macht die am VIRTUAL VEHICLE entwickelte Methode zu einer sehr ökonomischen Möglichkeit, die Reibungsverluste für Serienmotoren unter realistischen Bedingungen zu bestimmen.

Innovation 1

ICOS Co-Simulation: Gesamtsystem-Simulation durch Verknüpfung von Teilsystemen

In den vergangenen Jahrzehnten wurden in der Automobilindustrie zahlreiche, zum Teil sehr spezifische und auf einzelne Fachgebiete spezialisierte Simulationswerkzeuge etabliert. In dieser heterogenen Simulationslandschaft gibt es jedoch kaum eine Unterstützung für übergeordnete Simulationsaufgaben.

Die am VIRTUAL VEHICLE entwickelte „Independent Co-Simulation“ ICOS ist eine innovative, hersteller- und anwenderunabhängige Co-Simulationsplattform, die CAE-Modellierungswerkzeuge aus unterschiedlichen Fachdisziplinen dynamisch integriert. Die Plattform kann bereits mehr als 25 verschiedene Simulationswerkzeuge miteinander verbinden. Durch modernste Kopplungsalgorithmen können diese Werkzeuge in ICOS perfekt miteinander interagieren, um so eine globale Optimierung des Gesamtsystems zu erzielen. Besonderes Augenmerk wird hierbei auf - in der Praxis wesentlich einfacher anwendbare - nicht-iterative Lösungsvarianten gelegt, zu deren Stabilisierung das von VIRTUAL VEHICLE zum Patent angemeldete NEPCE-Verfahren („nearly energy-preserving coupling element“) eingesetzt wird. Die aktuell im Rahmen des K2-Forschungsprojekts ACoRTA durchgeführte Erweiterung von ICOS hin zu HiL(hardware-in-the-loop)-Systemen ist bereits für einen Testbetrieb, etwa an Motor- oder Steuergeräteprüfständen, verfügbar.

Innovation 2

ViFDAQ - Der kleine, robuste und smarte Universalforscher

ViFDAQ ist ein mobiles und drahtloses Messdaten-Erfassungssystem, das am VIRTUAL VEHICLE entwickelt wurde. Die Summe seiner Eigenschaften macht ViFDAQ nahezu konkurrenzlos und hochinteressant für zahlreiche Industrieanwendungen: Minimale Baugröße (etwas größer als eine 2-€-Münze), integrierte Sensorik, drahtlose Datenübertragung, integrierte Energieversorgung, lange Laufzeit und hohe Energie-Effizienz. Zugleich ist das Spektrum der Messgrößen, die ViFDAQ erheben kann, enorm: 3D Beschleunigung, 3D Magnetometer, 3D Gyroskop sowie Temperatur, Feuchtigkeit und Luftdruck.

ViFDAQ bietet einen erstaunlichen Leistungsumfang auf minimaler Baugröße. Es arbeitet völlig autonom und unabhängig von einem Host (z.B. PC, Notebook oder Handy) und kann eine Vielzahl von Messaufgaben erfüllen, ohne das System zu verändern. Auf diese Weise werden Messungen einfacher und kostengünstiger. Die Anwendungsgebiete von ViFDAQ sind keineswegs auf den Automotive-Bereich beschränkt. Sie reichen von Windkraftanlagen über Industrieanwendungen und -prozesse bis in den Medizinbereich, wo beispielsweise die Funktionalität von Hüftgelenken überprüft werden kann. Der kleine Universalforscher ist momentan in Forschungsprojekten zur Kraft-Momenten-Messung und einer Magnetfeld-Messung im Einsatz. In naher Zukunft wird er auch gegen die Wand fahren – nämlich in Crash-Test-Versuchen im Bereich der Materialforschung.

Kontaktaufnahme

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