Spezialisierungsfach Kraftfahrzeugmechatronik für MSc der Technischen Kybernetik (18 ETC / 12 SWS)

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1 Spezialisierungsfach Kraftfahrzeugmechatronik für MSc der Technischen Kybernetik (18 ETC / 12 SWS) Kernfächer (Es sind beide Kernfächer zu belegen, falls sie nicht anderweitig belegt wurden) Dozent Benennung ETC / SWS Turnus Reuss Kraftfahrzeugmechatronik I+II 6 / 4 WS/SS Reuss Embedded Controller und Datennetze im KFZ 6 / 4 WS/SS Ergänzungsfächer Jedes Modul kann nur belegt werden, falls es nicht schon anderweitig belegt wurde. Dozent Benennung ETC / SWS Turnus Wiedemann Kraftfahrzeuge I+II 6 / 4 WS Bargende Grundlagen der Verbrennungsmotoren 6 / 4 WS Verschiedene Spezielle Kapitel der KFZ-Mechatronik 6 / 4 WS/SS Göhner Softwaretechnik II 6 / 4 SS Parspour Elektronikmotor 6 / 4 SS

2 Modulcontainer: Spezielle Kapitel der Kraftfahrzeugmechatronik Modulcontainer: Spezielle Kapitel der Kraftfahrzeugmechatronik Aus den folgenden Lehrveranstaltungen sind 6 ETC / 4 SWS auszuwählen und in einem Übersichtsbogen darzustellen. Dozent Benennung ETC / SWS Turnus Hettich Einführung in die KFZ-Systemtechnik 3 / 2 WS Hettich Qualität automobiler Elektroniksysteme 3 / 2 SS Noreikat Hybridantriebe 3 / 2 SS A. Friedrich Elektrochemische Energiespeicherung in Batterien 3 / 2 WS

3 Inhalt: Kraftfahrzeugmechatronik I+II Kraftfahrzeugmechatronik I Vorlesung: Kraftfahrzeugspezifische Anforderungen an die Elektronik Bordnetz (Energiemanagement, Generator, Starter, Batterie, Licht) Motorelektronik (Zündung, Einspritzung) Getriebeelektronik Lenkung ABS, ASR, ESP, elektromechanische Bremse, Dämpfungsregelung, Reifendrucküberwachung Sicherheitssysteme (Airbag, Gurt, Alarmanlage, Wegfahrsperre) Komfortsysteme (Tempomat, Abstandsregelung, Klimaanlage) Kraftfahrzeugmechatronik II Vorlesung: Grundlagen mechatronischer Systeme (Steuerung/Regelung, diskrete Systeme, Echtzeitsysteme, eingebettete Systeme, vernetzte Systeme) Systemarchitektur und Fahrzeugentwicklungsprozesse Kernprozess zur Entwicklung von mechatronischen Systemen und Software (Schwerpunkt V- Modell) Kraftfahrzeugmechatronik II Übungen: Praktische Übungen: Modellierung, Simulation, Rapid Prototyping (Simulink); Festkommatransformation, Autocodegenerierung (TargetLink); Elektronik.

4 Inhalt: Embedded Controller und Datennetze im Kraftfahrzeug Embedded Controller Vorlesung: Mikrorechnertechnik: Eigenschaften von analogen und digitalen Signalen Struktur Mikrorechner: Aufbau eines Mikrorechners und dessen Komponenten (Speicher, Steuerwerk, Befehlssatz, Schnittstellen, ADC, DAC) Embedded Systems, Embedded Controller, verschiedene Architekturen Embedded Controller Übung: Praktische Programmierung von Microcontrollern mit der Programmiersprache C (Taskverwaltung, Ansteuerung eines Schrittmotors, CAN Netzwerk) Datennetze im Kraftfahrzeug Vorlesung: Netztopologien: ISO-OSI Schichtenmodell, Schnittstellen, Buszugriffsverfahren, Fehlererkennung, Arbitration, Leitungscodes Verschiedene Bussysteme (CAN, Flexray, LIN), Vertiefung der einzelnen Bussysteme (Botschaftsaufbau, Fehlererkennung und Behandlung, Bitcodierung, Eigenschaften, Vor- und Nachteile) Datennetze im Kraftfahrzeug Übung: Praktische Nutzung eines Entwicklungsprogramms, Aufbau eines CAN-Netzwerkes Praktikum: CAN: physikalisch technische Grundlagen, Eigenheiten und Problemfelder Flexray: physikalisch technische Grundlagen, Unterschiede zwischen Flexray und CAN

5 Inhalt: Kraftfahrzeuge I+II Kraftfahrzeuge I+II Vorlesung: Historie des Automobils Kfz-Entwicklung Karosserie Antriebskonzepte Fahrleistungen und widerstände Leistungsangebot Fahrgrenzen Räder und Reifen Bremsen Kraftübertragung Fahrwerk alternative Antriebskonzepte

6 Inhalt: Grundlagen der Verbrennungsmotoren Grundlagen der Verbrennungsmotoren Vorlesung: Thermodynamische Vergleichsprozesse Kraftstoffe Otto- und dieselmotorische Gemischbildung Zündung und Verbrennung Ladungswechsel Aufladung Auslegung eines Verbrennungsmotors Triebwerksdynamik Konstruktionselemente Abgas- und Geräuschemissionen

7 Inhalt: Softwaretechnik II Softwaretechnik II Vorlesung: Konfigurationsmanagement Prototyping bei der Softwareentwicklung Metriken Formale Methoden zur Entwicklung qualitativ hochwertiger Software Wartung & Pflege von Software Reengineering Datenbanksysteme Software-Wiederverwendung Agentenorientierte Softwareentwicklung Agile Softwareentwicklung

8 Inhalt: Elektronikmotor Elektronikmotor Vorlesung: Einführung in den Aufbau und die Modellierung elektromagnetischer Kreise Magnetische und elektrische Ersatzschaltbilder Aufbau und Funktion des Elektronikmotors Praktische Auslegungsmethode für EC-Motoren Selbständiger Entwurf und Bau eines Prototypmotors und seine Inbetriebnahme

9 Inhalt: Einführung in die KFZ-Systemtechnik Einführung in die KFZ-Systemtechnik Vorlesung: Definition Historie der Systeme Sensoren Aktoren Steuergeräte Stecker und Kabelbäume Bordnetz Bussysteme Systemarchitektur Elektrische Antriebe

10 Inhalt: Qualität automobiler Elektroniksysteme Qualität automobiler Elektroniksysteme Vorlesung: Einführung in die Qualitätssicherung ISO/TS EFQM-Modell Qualität von EE Systemen in Kraftfahrzeugen V - Modell Lastenheft FMEA (failure mode effect analysis) SPC (statistical process control) Prozesse und Methoden Qualitätsbegriffe Fehlerlandschaft und Treiber Systemintegration Erfahrungstransfer

11 Inhalt: Hybridantriebe Hybridantriebe Vorlesung: Rahmenbedingungen und kraftfahrzeugspezifische Anforderungen an den hybriden Antriebsstrang im Kfz. Verschiedenen Hybridantriebe (Parallel-, Serieller- und Leistungsverzweigter Hybrid, Plug-In- Hybrid, Range Extender, Elektromobilität). Differenzierung des Hybrids in Start/Stopp-, Mikro-, Mild-, Full- und Power-Hybrid und dessen Bedeutung auf den baulichen Aufwand und die Kraftstoffeinsparung. Bedeutung der verschiedenen Kfz-Testzyklen auf die Auslegung der Hybridkomponenten und den Einfluss auf die Kraftstoff- und CO2- Minderung. Anforderungen an die Schlüsselkomponenten: Verbrennungsmotor, Elektromotor/Generator, Leistungselektronik, Hochvoltbatterie, Kühlung der Komponenten, Bordnetz, Steuerelektronik mit Hard- und Software (Energiemanagement und Thermomanagement). Rechnerische Simulation des Kraftstoffverbrauchs von Hybridfahrzeugen. Ausgeführte Hybridfahrzeuge.

12 Inhalt: Elektrochemische Energiespeicherung in Batterien Elektrochemische Energiespeicherung in Batterien Vorlesung: Elektrochemische Thermodynamik und Kinetik Primärsysteme (Alkali-Mangan, Zink-Luft) Sekundärsysteme (Blei, Lithium-Ionen) Elektrofahrzeuge Hybridfahrzeuge Portable und stationäre Anwendungen Systemtechnik Sicherheitstechnik Herstellung und Entsorgung