Institut für Technik, Ressourcenschonung und Energieeffizienz (TREE)
Mobility-Lab
Elektrische Antriebssysteme
Elektrische Antriebssysteme sind der technische Dreh – und Angelpunkt elektromobiler Fahrzeuge. Die Nutzung elektrischer Energie steht im Fokus der Forschungstätigkeiten an der H-BRS. Forschungsgegenstand ist der elektrische Antriebsstrang als komplexes multiphysikalisches System in Hinblick auf autonomes Fahren, Lebensdauer, Effizienz und Ressourcenschonung. Zusätzlich werden die Komponenten (Antriebsumrichter und Maschine) ausgelegt und anhand neuester Technologien und Konzepten demonstriert.
Ladetechnologie
Ein Forschungsschwerpunkt des TREE liegt auf dem Gebiet der Leistungselektronik (Netzintegration, Speicherung, Elektrolyse). Im Forschungsfeld Bidirektionales Lademanagement wird beispielsweise an technologischen Lösungen geforscht, mit denen Elektromobilität noch emissionsärmer, kostengünstiger und komfortabler werden kann. Ziel ist es Stromnetze, Ladeinfrastruktur und Fahrzeuge mit bidirektionaler Ladetechnologie so miteinander zu verknüpfen, dass Elektrofahrzeuge Teil des Energiespeichersystems werden. Neben dem Fokus auf E-Fahrzeuge forscht das TREE ebenfalls im Bereich der maritimen E-Mobilität.
Wasserstoff-Mobilität
Im Bereich Wasserstoff-Logistik gibt es Forschungsexpertise im Bereich Transportrouten und -netze sowie zu Szenarien zur Umstellung, Hinzukommen und Wegfall neuer Transport-optionen im Bereich Wasserstoff sowie Wasserstoff-Derivate. Auch der Einsatz von drucklos bereitgestelltem Wasserstoff in Form von Metallhydridspeichern kann eine Lösung sein für ausgewählte Einsatzgebiete (z.B. Gabelstapler, Vorratslagerung an Tankstellen) sein. Die H-BRS ist Mitglied in den Wasserstoffnetzwerken HyCologne sowie H2R Wasserstoff Rheinland.
„Elektrische Antriebe haben eine Schlüsselfunktion in der Energiewende, besonders in der nachhaltigen Mobilität sind sie das Herzstück des Fahrzeugs. Ohne sie dreht sich kein Rad. Eine altgediente Technik wurde zum Paradigmenwechsel in der Mobilitätswelt. Auf geht’s in Richtung Zukunft mit den optimalen elektrischen Antrieben für das autonome Fahren!”
Prof. Dr. Anna-Lena Menn - Professorin für Ingenieurmathematik insbesondere Optimierung technischer Systeme/ Foto: @ Phil Dera
Modellbildung und Simulation
Weil nicht allein der Antrieb ausschlaggebend für die Effizienz ist, beschäftigt sich das Forschungsfeld Effiziente Mobilität mit der Effizienzoptimierung von Form, Bauweise, Materialien und Betriebsstrategien von Fahrzeugen. Darunter fallen die Aerodynamik, mathematisch-physikalischen Modellbildung und Simulation, die Entwicklung neuer Verfahren zur Strömungsmessung sowie die Forschung an nachhaltigeren Fahrzeugbauteilen.
Komplementäre Forschungsfelder
Abgerundet wird die Mobilitätsforschung an der H-BRS durch die komplementären Forschungsfelder Ökobilanzierung und Nachhaltigkeitsanalyse (u. a. zu Fahrzeug-komponenten, Kraftstoffe, Transportrouten, alternativen Mobilitätspraktiken). Der Fokus liegt auf Fragen der Klimawirkung von Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen sowohl im Boden gebunden als auch im Luftverkehr. Neben ökologischen werden auch ökonomischeund soziale Aspekte betrachtet, u.a. im Rahmen gesellschaftlicher Akzeptanzforschung (u. a.Verkehrswege, Mobilitätspraktiken, Materialien, Antriebe).
BRS-Motorsport
Im Formula Student Team der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg erweitern über 60 Studierende aller Fachbereiche ihr Wissen aus dem Studium und entwickeln und fertigen jedes Jahr einen elektrischen Rennwagen. An den Internationalen Wettbewerben treten die Teams gegeneinander an und werden neben den Fahrleistungen des Prototypen auch durch theoretische Disziplinen bewertet. Diese beinhalten sowohl die Konstruktion des Rennwagens, als auch eine Kosten- und Fertigungsaufstellung, sowie die Entwicklung eines Geschäftsmodells.
Themenschwerpunkte im Überblick
- Alternative und effiziente Mobilitätskonzepte
- Antriebstechnologieentwicklung: Leistungselektronik, Maschine und Regelung
- Modellbasierte Systems Engineering (MBSE)
- Bauteilcharakterisierung und Alterungsuntersuchungen
- Technik-Akzeptanz
- Optimale Energie-Effizienz von Fahrzeugen
- Gewichts- und kostenoptimierter Einsatz von Materialien
- Bidirektionales Laden (konduktiv und induktiv) und Lademanagement
- Power-to-X
- Ökobilanzierung und Nachhaltigkeitsanalyse (LCA) insb. im Bereich E-Fuels
- Power-Hardware-in-the-Loop und „Digitale Zwillinge“
- Energiekreisläufe und Sektorkopplung
- Big Data & Mobilität 4.0
- Regelungsverfahren von Systemdienstleistungen von E-Fahrzeugen
- Technikfolgenabschätzung, insbesondere Nachhaltigkeit von autonomen Fahrzeugen
Forschen und Kooperieren
In vielen Unternehmensstrategien ist die Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen längst als wichtiges Element der Open Innovation etabliert. Bei konkreten Forschungsideen oder bei der Unterstützung unternehmerischer Herausforderungen, steht die Hochschule als wissenschaftliche Partnerin mit ihrer Expertise zur Seite.
Bei Interesse an einer Zusammenarbeit, nehmen Sie gerne Kontakt auf.
Kontakt
Dirk Reith
Mathematik, Physik und Simulationsanwendungen (Forschungsprofessur), Direktor des TREE-Instituts, Präsidialbeauftragter - Institutionelle Forschungskooperationen, Faculty Advisor - BRS Motorsport (Formula Student)
Forschungsfelder
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Grantham-Allee 20
53757 Sankt Augustin
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+49 2241 865 9678
Stefanie Meilinger
Professorin für Nachhaltige Technologien, insb. Energieeffizienz und Erneuerbare Energien, Direktorin des Internationalen Zentrums für Nachhaltige Entwicklung (IZNE) und Mitglied des Instituts für Technik, Ressourcen- und Energieeffizienz (TREE), Mitglied des Promotionskollegs NRW , Studiengangleiterin Nachhaltige Ingenieurwissenschaft (NI) , Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Kommunikation (IWK)
Forschungsfelder
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Grantham-Allee 20
53757 Sankt Augustin
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+49 2241 865 718
Marco Jung
Professur für Elektromobilität und elektrische Infrastruktur mit dem Schwerpunkt Leistungselektronik, Leiter der Forschungsgruppe Leistungselektronik für erneuerbare Energien, Elektromobilität und zur Sektorenkopplung , Leiter des Power Electronics and Power Systems-LAB (PEPS-Lab), Leiter der Abteilung Stromrichter und elektrische Antriebe Fraunhofer IEE, Professorales Mitglied Promotionskolleg NRW
Forschungsfelder
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+ 49 2241 865 316
Tanja Clees
Ingenieurwissenschaften, insbesondere Ingenieurinformatik, Modellbildung und Simulation, Forschungsprofessur, Mitglied des TREE-Direktoriums
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+49 (2241) 865-9854Fraunhofer SCAI
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Schloss Birlinghoven
53757 Sankt Augustin
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+49 (2241) 14-4074
Anna-Lena Menn
Professorin für Ingenieurmathematik insbesondere Optimierung technischer Systeme , Leitung des Forschungsfeldes "Modellbildung und Simulation" im TREE , Transferprofessorin
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Alexander Asteroth
Professor für Theoretische Grundlagen der Informatik, Geschäftsführender Direktor des Instituts TREE, Sprecher des Forschungsfelds Effiziente Mobilität
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