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Ziel dieser Diplomarbeit war eine vergleichende Charakterisierung von ausgewählten Brennstoffzellenstacks für mobile Anwendungen. Zum Vergleich wurden Tests an vier Brennstoffzellenstacks von unterschiedlichen Herstellern durchgeführt bzw. deren Testergebnisse ausgewertet und verglichen. Zur Modellierung wurde ein Ersatzschaltbild aus einem ohmschen Widerstand und zwei RC-Elemente eingesetzt. Der Schwerpunkt lag darin, eine eindeutige Beziehung zwischen der kathodenseitigen Gasdurchflussgeschwindigkeit und der charakteristischen Frequenz des niederfrequenten Bogens der Impedanzkurve zu bestimmen. Dafür wurden die Messwerte an die Modellwerte angefittet und so die charakteristische Frequenz des niederfrequenten Bogens bestimmt. Die Ergebnisse im Falle des ausführlich charakterisierten Stacks zeigten, dass die charakteristische Frequenz des niederfrequenten Bogens deutlich durch Änderungen der Stöchiometrie und Stromdichte beeinflusst wird. Beide Faktoren bedingen auch eine Änderung der Gasdurchflussgeschwindigkeit. Feuchte, Temperatur und Druckvariationen zeigten keine bzw. eine nur geringe Beeinflussung. Diese Faktoren bedingen auch keine bzw. nur eine geringe Änderung der Gasdurchflussgeschwindigkeit. Somit konnte die Hypothese, dass die charakteristische Frequenz des niederfrequenten Impedanzbogens vor allem durch die Gasdurchflussgeschwindigkeit beeinflusst wird, bestätigt werden. Der Vergleich mit drei weiteren Stacks bekräftigte die Einzelergebnisse. Trotz unterschiedlicher Größe, Flussfeldgeometrie und verwendeter Materialien zeigte sich bei allen eine qualitativ gleiche Abhängigkeit zwischen Gasdurchflussgeschwindigkeit und charakteristischer Frequenz des niederfrequenten Impedanzbogens. Speziell bei der Variation der Stromdichte konnten jedoch Unterschiede in der quantitativen Beziehung zwischen charakteristischer Frequenz und Durchflussgeschwindigkeit festgestellt werden. Ein möglicher Erklärungsansatz hierfür wurde in dieser Arbeit vorgestellt. Mit im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Tests, Messdatenauswertungen, Modellierung und Charakterisierung wurde nachgewiesen, dass es eine eindeutige Beziehung zwischen der kathodenseitigen Gasdurchflussgeschwindigkeit und der charakteristischen Frequenz des niederfrequenten Bogens gibt.
In den letzten Jahren hat sich die Entwicklung automobiler Steuergeräte von einer reinen Elektrotechnik und Maschienenbau-Disziplin zu einer Kombination von Software- und Systemengineering gewandelt. Die Motorsteuerung nimmt in der Antriebsentwicklung der heutigen Zeit eine fundamentale Rolle ein. Die Aufgaben derer umfassen die Forderungen des Gesetzgebers hinsichtlich Emissionen und Diagnosen. Den Wünschen des Endkunden auf Betriebsfestigkeit sowie den Bauteilschutz. Hierzu ist auf dem Steuergerät eine Software gespeichert. Die Verbindung der ständig zunehmenden Zahl von Softwarefunktionen mit den mechanischen, hydraulischen und elektronischen Teilsystemen eines Fahrzeugs erzeugt eine neue Dimension von Komplexität. Um dem immer größer werdenden Aufgabenbereich gerecht zu werden, muss die Software kontinuierlich weiterentwickelt werden. Des Weiteren wird in jedem Entwicklungszyklus die Motorsteuergerätesoftware auf ihre Spezifikation hin über definierte Tests mit bestimmten Kriterien geprüft. In eine Software können verschiedene Datenstände integriert werden. Das heißt die Funktion bleibt bestehen, doch die Kennfelder, -linien und -größen variieren. Da heutzutage die Anzahl an Fahrzeugvarianten in Form von Motorleistung und unterschiedlichen Komfortausstattungen stetig steigt, erhöht sich dementsprechend auch die Menge und Komplexität der Datenstände. Mit jedem neu entwickelten Datenstand muss letztlich ein Operational Test durchgeführt werden. Um deshalb den Serienfreigabeprozess in Bezug auf den Operational Test in seiner Effizienz und Qualität, wie der Standardisierung oder der Reproduzierbarkeit, zu steigern, ist es von großem Vorteil diesen an einem LabCar durchzuführen. Jedoch muss dazu die Simulation ein hohes Maß an Genauigkeit aufweisen. Die Bewertung der Genauigkeit ist Aufgabe dieser Diplomarbeit.
Es wurden Faktoren betrachtet, welche den Lenkwinkeloffset beeinflussen. Diese wurden mathematisch beschrieben, wenn das möglich war. Anschließend sind Methoden zur Lenkwinkeloffsetkompensation betrachtet worden. Diese wurden verschiedenen Tests unterzogen und anschließend ausgewertet. Als Ergebnis steht ein Algortihmus , welcher es ermöglicht den Lenkwinkeloffset während der automatiserten Fahrt dynamisch zu kompensieren.
Die Diplomarbeit beschreibt den Herstellungsprozess sowie das Prüfverfahren eines eigens entwickelten Prüfstandes für Getriebe-Drehzahlsensoren. Dabei wird nicht nur auf die Richtlinien und die Entwicklung eines Prüfstandes eingegangen, sondern auch auf das Messverfahren, die Funktionalität und die Bauteilanalyse. Diesen Bedingungen liegen die Anforderungen an das Prüfverfahren durch die Eigenschaften des Sensors zugrunde.
Das Ziel war es einen neuen Photoresist in die Lithographie, im Aluminium BEOL in der 28 nm Technologie, einzuführen. Um dies zu gewährleisten war es nötig einen Vergleich zwi-schen dem POR Resist und dem neuen Resist anzustellen. Nicht nur durch Experimente, wie Belichten verschiedener FEMs, sondern auch durch die Charakterisierung der Pro-zessparameter und des Prozessfensters ist es möglich eine Resistevaluierung durchzuführen. Aber auch auf nachfolgende Prozesse, wie Resistverhalten nach dem Ätzen oder Verhalten der elektrischen Werte, muss eingegangen werden um eine erfolgreiche Resistumstellung zu garantieren.
Diese Diplomarbeit befasst sich mit der Entwicklung einer SPS-Lösung unter STEP7 und einer Benutzeroberfläche unter GP-Pro Ex für eine Kugelrotationsanlage des Unternehmens PP-PLASTIC. Die Kugelrotation ist ein neues Verfahren, basierend auf dem Rotationsformen für die Herstellung von nahtlosen und hohlen Formkörpern. Nach einer Einführung in die Grundlagen des Rotationsformens, der Kugelrotation und der verwendeten Hard- und Software wird eine Testreihe zur Ermittlung von Parametern für verschiedene Rotationsbilder beschrieben. Anschließend werden die Umsetzung dieser Rotationsbilder und die Umsetzung der Benutzeroberfläche anhand der STEP7 und GP-Pro Ex Programme dargestellt.
Ein sich weiter entwickelnder Bereich in der Programmierung von Embedded Systems ist die Generierung von Programmen aus Modellen. Für die Ausbildung an der WHZ soll ein nachvollziehbarer Algorithmus zur Umsetzung von Matlab-Similink-Modellen in ausführbare Module auf Embedded Systemen erstellt werden. Die Embedded Systeme basieren auf ARM-Cortex-M3 bzw. M4 Prozessoren. Auf diesen Systemen werden einfache Echtzeitsysteme (FreeRTOS) oder keine Betriebssysteme eingesetzt. Als Referenzbeispiel soll ein mittels Simulink modelliertes FIR-Filter dienen. Die im Modell zusätzlich realisierten Signalgenerierung und Funktionsdarstellung werden im realem System durch Hardwarekomponenten bzw. Treiber ersetzt (ADU, DAU). In der Arbeit sind folgende Schwerpunkte umzusetzen: - Einarbeitung in Matlab-Simulink - Erarbeitung der Möglichkeiten zur C-Codegenerierung aus Matlab-Simulink - Ableitungen an Anforderungen an das Zielsystem - Erstellung eines Algorithmus zur Ermittlung der Exporteinstellungen in Matlab-Simulink in Abhängigkeit der Anforderungen aus dem Modell und des Zielsystems. - Modellierung und Generierung des Filters in C - Portierung auf das Zielsystem - Validierung des Ergebnisses - Eruierung von Optimierungsmöglichkeiten
Um verschiedene Konzepte untersuchen zu können besteht der Wunsch nach einer Systemsimulation eines zukünftig elektrisch angetriebenen, kommunalen Kehrfahrzeugs. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird hierzu ein Simulationsmodell erstellt und verschiedene Konzeptstudien zum Leistungsbedarf der Maschine durchgeführt. So lassen sich, ohne kostenintensiv einen entsprechenden Prototypen zu entwickeln, Systemgrößen einsehen und Auslegungen treffen.
Knickgelenkte Radlader erfreuen sich seit ihrer Erfindung einer großen Beliebtheit. Aufgrund ihrer hohen Wendigkeit und einer beträchtlichen Anzahl von Anbauwerkzeugen werden sie besonders in der Landwirtschaft vermehrt eingesetzt. Die Vielzahl reicht dabei von kleinen Ladern, welche problemlos durch eine schmale Stalltür fahren können, bis hin zu speziell für große landwirtschaftliche Betriebe entwickelte Maschinen. Die Fa. Weidemann, für die diese Arbeit angefertigt wurde, ist in der Landmaschinenbranche besonders für ihre kleinen Radlader bekannt, stellt jedoch seit vielen Jahren auch Maschinen höherer Leistungsklassen her. Die derzeitig angebotenen Maschinen decken einen Bereich von 1,6 bis 7,2 Tonnen Betriebsgewicht ab. Die Radlader der Fa. Weidemann bestehen aus zwei Maschinenhälften, dem Vorder- und Hinterwagen. Diese sind über ein sog. Knick-Pendelgelenk miteinander verbunden. Die Pendelfunktion des Knick-Pendelgelenks hat den Vorteil, Unebenheiten des Untergrunds ausgleichen zu können. Ein großer Nachteil dieser Funktion liegt jedoch darin, dass sich die Maschine während der Pendelbewegung aufschaukeln kann, wodurch die Standsicherheit der Maschine stark beeinträchtigt wird und die Maschine zur Seite kippen kann. Kommt es zum Umkippen der Maschine, sind Verletzungen des Maschinenführers nicht auszuschließen. Ziel der Arbeit ist es, die Standsicherheit der Maschine zu erhöhen, indem die Pendelbewegung des Mittelgelenks durch ein elektrisch verstellbares Dämpfungssystem gedämpft wird. Dazu wird nachfolgend der grundsätzliche Aufbau eines knickgelenkten Radladers näher erläutert, die konstruktiven Änderungen zur Anbindung des Dämpfungssystems dargelegt, sowie dessen Funktionsweise näher erläutert. Mit Hilfe von Messfahrten werden aufbauend darauf die Einflüsse auf das Mittelgelenk ermittelt und das System auf diese Parameter ausgelegt.
Die elektrochemische Bearbeitung ist ein abtragendes Fertigungsverfahren zur Bearbeitung elektrisch leitfähiger Materialien mit äußerer Spannungsquelle. Dabei wird die Abtragrate des aufzulösenden Werkstückwerkstoffes ausschließlich durch dessen elektrochemische Eigenschaften bestimmt. Da eine Bearbeitung unabhängig von den mechanischen Werkstoffeigenschaften, wie Härte und Zähigkeit erfolgt, eignet sich dieses Fertigungsverfahren für die Durchführung von einfachen Entgratearbeiten bis hin zur Herstellung komplexer dreidimensionaler Formen. Eine Verfahrensvariante des elektrochemischen Abtragens ist das Verfahren Jet-ECM. Bei diesem wird eine Elektrolytlösung mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit durch eine feine Düse gepresst. Bedingt durch die hohe Lokalisierung der Stromdichte beim Auftreffen des Elektrolytstrahls auf die Werkstückoberfläche des abzutragenden Materials kann durch die Steuerung der Düse ein gezielter Materialabtrag im Mikrometerbereich realisiert werden. Dies bedingt jedoch eine hochpräzise Steuerung und Regelung der Achsen des Jet-ECM Versuchsstandes. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wurde im Rahmen dieser Arbeit eine Steuersoftware konzeptioniert und in die vorhandene Jet-ECM Prototypenanlage implementiert. Aufbauend auf der aktuell vorhandenen Steuersoftware wurde ein Konzept zur Neuprogrammierung entwickelt und mit der Programmiersoftware LabVIEW umgesetzt. Nach der Neuprogrammierung und Implementierung der entwickelten Software in die Prototypenanlage konnte durch verschiedene Funktionstests deren Funktionsfähigkeit nachgewiesen werden.
Das Ziel dieser Diplomarbeit war die Integration eines zentralen Bedien- und Kommunikationskonzeptes in ein Serienfahrzeug, welches zum Behördenfahrzeug modifiziert werden sollte. Das System konnte erfolgreich in das Fahrzeug eingegliedert und angebunden werden. Somit können nun alle benötigten Sonderfunktionen über ein zentrales Display gesteuert werden. Die Auslegung und der Verbau des Systems sollen zukünftig als Grundlage dienen, um weitere Fahrzeuge mit diesem oder anderen adäquaten Systemen auszurüsten. Dem Verbau ging eine umfassende Prozess- und Marktanalyse voraus. Somit konnten bereits erste Erkenntnisse gewonnen und das passende System ausgewählt werden. Einer anschließenden Beschreibung aller benötigten Komponenten, deren Spezifikationen und möglichen Einbaupositionen folgte die Erstellung der Systemschaltpläne. Dort sind alle benötigten Teile integriert und mit passendem Vernetzungskonzept versehen. Weiterhin erfolgte die Konzeptionierung der Leitungen, Sicherungsauslegung und die Planung benötigter Adapterleitungen. Somit konnte im Anschluss eine Stückliste erstellt werden, welche alle benötigten Bauteile und Leitungen für den Verbau des Systems enthält. Zum besseren Verständnis wurde eine ausführliche, bebilderte Produktdokumentation des Fahrzeugs, sowie eine Einbau-anleitung mit optimaler Leitungsverlegung, hinzugefügt. Ein entsprechendes Prüfprotokoll wurde erstellt, das einen Leitfaden zur technischen Abnahme beinhaltet. Anschließend erfolgte eine umfangreiche EMV-Prüfung des Gesamtfahrzeuges mit Fokus auf das neu integrierte Bedienkonzept. Es wurde gezeigt, dass das System alle Messungen nach ECE-R-10 positiv abschließen, jedoch eine Prüfung nach der strenger bemessenen VW Norm TL81000 nicht bestehen konnte. Daraus kann geschlussfolgert werden, dass im Bereich der EMV-Anforderungen weitere Maßnahmen zur Verbesserung des Systemverhaltens untersucht werden können, falls dieser Sachverhalt gefordert oder benötigt werden sollte. Schlussendlich soll ein erstellter Integrationsprozess für Fahrzeugkommunikationssysteme in Kombination mit einem Flussdiagramm den zukünftigen Verbau solcher Systeme erleichtern. In Zukunft werden Systeme dieser Art noch mehr an Bedeutung gewinnen und, aufgrund der Zunahme von Vernetzung und Mobilität, in Sonderfahrzeugen zum Standard avancieren. Mit Hilfe der Erkenntnisse der vorliegenden Diplomarbeit kann dabei ein Verbau vereinfacht und somit eine Zeit- und Kosteneinsparung erzielt werden.
Vereisungen am Rotorblatt einer Windkraftanlage führen zur Verschlechterung sicherheitstechnischer und wirtschaftlicher Bedingungen. Ziel ist es, ein Steuer- und Regelkonzept für ein Enteisungssystem zu konzeptionieren und aufzu-bauen. Das System überwacht das Rotorblatt einer Windkraftanlage kontinuierlich und reagiert mittels einer Enteisungsstrategie. Somit wird ein Gefährdungspotential durch Eiswurf verhindert.
Das langjährig bewährte Konzept der Stationskonstruktion sieht eine standortgebundene Aufstellung der Energieversorgungsstation vor. Um die Produktvielfalt zu erweitern ist eine transportable Gestaltung gefragt, welche neben umfassender Sicherheit ein hohes Leistungspotential besitzt. Anwendung solcher transportablen Container-Systeme im Spannungsbereich von 30 kV soll die Baustromversorgung und die Energieversorgung bei öffentlichen Veranstaltungen sein. Darüber hinaus ist der Einsatz als Einspeisung von regenerativen Energiequellen aufgrund deren steigendem Anteil im Versorgungsnetz in Betracht zu ziehen.