Beschreibung

Das Modul „Automotive Engineering 3“ umfasst zwei Veranstaltungen mit 7 ETCS-Punkten. Im Zentrum stehen die Entwicklungskonzepte elektronischer Systeme in der Automobilproduktion. Das Modul konzentriert sich auf die Elektronik im Automobil unter der Berücksichtigung der großen Anwendungsfelder Antrieb, Komfort und Sicherheit mit besonderem Bezug auf deren Störungsfreiheit. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf den Hybrid- und Elektrofahrzeugen. Weiterhin werden Bauelemente, diverse Schaltungs- und Systemkonzepte sowie Berechnungsmethoden vorgestellt und an typischen Anwendungsfällen dargestellt. Besonderer Wert wird auf die Randbedingungen des industriellen Umfeldes gelegt. Da die Beherrschung theoretischer Grundlagen technischer Systeme im Fehlerfall unabdingbar ist, werden die Studierenden qualifiziert, unter den verschiedenen praktisch eingesetzten Methoden diejenigen auszuwählen, die für eine gegebene Aufgabenstellung die am besten begründeten Ergebnisse unter wirtschaftlich vertretbarem Aufwand liefert.

Die einzelnen Veranstaltungen vermitteln die verschiedenen Facetten der Elektrotechnik in Automobilen. Vom Antriebsstrang bis zur Systemverträglichkeit einzelner Komponenten im Automobil werden die verschiedensten Bereiche behandelt. Anhand von Modulteilprüfungen werden die Inhalte zielgerichtet abgefragt.

Ziele

Die Studierenden sind in der Lage, mit den in diesem Modul enthaltenen Veranstaltungen wissenschaftliche Kompetenzen spezialisiert auf die Anforderungen der Automobilindustrie auf Master-Niveau nachzuweisen. Wichtige Schwerpunkte sind die in der Automobilelektronik verankerten Prozesse und Funktionalitäten. In den einzelnen Veranstaltungen werden fachspezifische Detailkenntnisse vermittelt. Die Studierenden erlangen vertiefte theoriegestützte und praxisrelevante Kenntnisse zu aktuellen Fragestellungen der Elektrotechnik mit dem Fokus auf die Automobilindustrie. Die Studierenden haben einen Überblick über den aktuellen ingenieurtechnischen Forschungsstand und sind in der Lage, aktuelle Themenstellungen aus dem Bereich Elektrotechnik in der Automobilindustrie eigenständig zu erarbeiten.

Die Studierenden besitzen die Fähigkeit zur Wissensextraktion im Kontext verschiedener Lehrformen (Vorlesung, Online-Übung); die Fähigkeit zur systematischen und zielgerichteten Erarbeitung neuen Fachwissens in einem begrenzten Zeitraum sowie dem wissenschaftlichen Ausdruck in Wort und Schrift.

Elektromagnetische Verträglichkeit (AEM-e)

Elektrische und elektronische Geräte basieren auf dem gezielten Transport und der Verarbeitung elektrischer und magnetischer Felder. Neben dieser beabsichtigten ist eine unbeabsichtigte Feldausbreitung oder Beeinflussung einer elektrischen Funktion durch Felder möglich, die von anderen Geräten der Umgebung stammen. Genau mit solchen Störphänomenen beschäftigt sich die Vorlesung Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV). Es werden Verfahren zur Sicherstellung der Produkteigenschaft EMV entwickelt. Neben der EMV-Messtechnik und -Messverfahren werden technische Maßnahmen am Produkt besprochen und charakterisiert. In einer Übung werden die Lehrinhalte vertieft.

Fahrzeugelektronik (AEM-e)

Die Innovation der elektrischen Antriebstechnik beruht zurzeit hauptsächlich auf den Fortschritten der Leistungselektronik. Ihre Bauelemente und Grundschaltungen werden besprochen und in typischen Anwendungsfällen dargestellt. Beginnend mit der Darstellung der Notwendigkeit für den Einsatz der Leistungselektronik (Motivation) wird die Entwicklung von der Stromrichtertechnik zur Leistungselektronik aufgezeigt. Aktuelle Bauelemente wie Diode, Thyristor, GTO, Leistungstransistor und IGBT werden besprochen und ihre bevorzugten Einsatzmöglichkeiten herausgearbeitet. Anhand von einfachen Schaltungen werden die Berechnungsverfahren und die Schaltvorgänge vorgestellt (idealisierte, konventionelle und weitgehend genaue Betrachtungsweise durch Differentialgleichungen, Kommutierung, Gleich- und Wechselrichterbetrieb). Für selbstgeführte Wechselrichter werden die Steuerverfahren U-f-Kennlinie und Raumvektorverfahren erklärt und ihr Zusammenwirken mit Drehfeldmaschinen kurz skizziert. Die wichtigsten Grundschaltungen (B4, M3, B6) werden analysiert und ihr Verhalten anhand der Betriebsdiagramme behandelt.