Mobilität
intelligent, effizient, autonom
Am Fachgebiet für Mobilität und Mobile Systeme der Fakultät für Maschinenbau beschäftigen sich Forscherinnen und Forscher mit der Entwicklung und Analyse von mobilen Systemen. Die Forschung ist sowohl theoretisch als auch praktisch ausgerichtet und umfasst interdisziplinäre Ansätze aus Bereichen wie Elektrotechnik, Informatik und Verkehrswissenschaften.
Energieumwandlung für mobile Anwendungen und Fahrzeuge
Im Fachgebiet für Energiewandlung für mobile Anwendungen und Fahrzeuge arbeiten Forscherinnen und Forscher an der Optimierung von Systemen mit hoher Energieeffizienz. Diese Systeme sind von großer Bedeutung für mobile Anwendungen sowie Fahrzeuge und können dazu beitragen, den Energiebedarf deutlich zu reduzieren.
Diese Forschung wird beispielsweise durch den Einsatz von regenerativen Energiequellen und Wasserstoff getrieben. Sowohl die Entwicklung neuer Technologien und Materialien als auch die Optimierung bestehender Systeme und Anwendungen stehen dabei im Fokus.
Im Mittelpunkt der Forschung an Wasserstoffmotoren und Brennstoffzellen steht die Entwicklung und Optimierung von Systemen, die Wasserstoff als Energiequelle nutzen. Insbesondere Brennstoffzellen sind hier interessant für Anwendungen sowohl in der Automobilindustrie als auch in der Energieversorgung, da sie emissionsfrei und energieeffizient sind.
Bild: 3D Strömungs-Simualtion einer Wasserstoffverbrennung im Motor
Diese Energiewandler verwenden Wasserstoff und Sauerstoff als Brennstoff und Oxidationsmittel, um elektrische Energie zu erzeugen. Die Forschung konzentriert sich sowohl auf die Entwicklung neuer Technologien und Materialien für Brennstoffzellen als auch auf die Optimierung bestehender Systeme und Anwendungen.
Ein weiteres wichtiges Forschungsfeld in diesem Bereich ist die akustische Optimierung von Fahrzeugantrieben jeglicher Art. Hier ergeben sich für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler insbesondere im Bereich der Elektromobilität neue anspruchsvolle Aufgabenfelder.
Logistik
Paketzustellung auf der letzten Meile
Ein Schwerpunkt des Lehrstuhls für Logistik ist die Paketzustellung auf der letzten Meile. Im EU-geförderten Projekt Paket-KV-MD2 wurde zusammen mit der Mediengruppe Magdeburg und der FIApro ein innovatives Zustellsystem aufgebaut. Über ein zentrales Urban-Hub werden Paketlieferungen gebündelt und über ein Hub-and-Spoke-System in die Stadtbezirke verteilt. Innerhalb dieses innovativen Konzepts wurden mehrere Systemkomponenten – Urban Hub, Mikro-Depot, Lastenrad und statische und mobile Paketstation – miteinander kombiniert. Das skalierbare Mikro-Depot dient als Umschlagspunkt für die umweltfreundliche Zustellung mit E-Lastenrädern des Berliner Start-Ups Onomotion. Die Paket-Raketen versorgen die stationären Paketstationen und verteilen die mobilen Paketstationen in Quartiere. Registrierte Bürger:innen entscheiden erstmalig selbst, welche Paketlieferungen, unabhängig von der Herkunft, über das Urban-Hub gebündelt und flexibel aus einer Hand zugestellt werden. Bis Ende 2022 wurden bereits knapp 5.000 Pakete in über 150 Touren mit den Paket-Raketen zugestellt. Nach den ersten Datenauswertungen zeigt sich bereits, dass die Paket-Raketen im innerstädtischen Bereich mit vielen Stopps und kurzen Strecken Pakete ähnlich schnell wie herkömmliche Zustellfahrzeuge zustellen können. Simulationen des Systems mit mobilen Paketstationen zeigen bereits, dass die Kilometerleistung trotz geringerer Kapazität der Lastenräder um bis zu 8 % gesenkt werden kann. Die Zustellzeit kann durch die Konsolidierung der Pakete sogar um bis zu 60 % reduziert werden.
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Automatisiertes Fahren im ÖPNV
Der Lehrstuhl Logistik befasst sich mit den intelligenten und nachhaltigen Transportlösungen sowohl im innerbetrieblichen Bereich als auch im öffentlichen Personenverkehr. Dabei steht die Automatisierung im Fokus der Forschung. Vom Lehrstuhl Logistik wurden im Rahmen der beiden EU-Projekte AS-NaSA und AS-UrbanÖPNV die ersten Pilotbetriebe mit automatisierten Shuttlebussen in Sachsen-Anhalt durchgeführt. Diese bieten das Potenzial flexible, kostengünstige und nachhaltige Mobilitätsangebote zu implementieren, weshalb vor allem im ÖPNV in Deutschland zurzeit vermehrt fahrerlose Kleinbusse in Pilotbetrieben getestet werden. Mit den Projekten wurden die Voraussetzungen und Maßnahmen für den Einsatz solcher Fahrzeuge zum einen in einem ländlichen Raum (Stolberg, Mansfeld-Südharz) und zum anderen in einem urbanen Raum (Magdeburg) definiert und umgesetzt. Da die automatisierten Fahrzeuge heute noch nicht autonom (gemäß SAE Level 5) fahren können, spielt die Infrastruktur, wie bspw. Road-Side-Units oder zusätzliche Lokalisierungspanele, aber auch menschliche Assistenz, eine wichtige Rolle beim Übergang von Pilotbetrieben zum Regelbetrieb. Daher steht die Entwicklung einer Betriebsleitstelle für automatisierte Fahrzeuge im Fokus der Forschung. Es wurde ein Prototyp der Leitstellenanwendung umgesetzt und getestet. Um die hohen Kosten automatisierter Shuttlebusse zu rechtfertigen, ist die Betrachtung des Nutzens essenziell. Nutzerbefragungen, CO2-Berechnungen und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen wurden aus diesem Grund durchgeführt.
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