Exzellentes Know-how, ein einzigartiges Spektrum an hoch spezialisierten Prüfständen und selbst entwickelte Mess-, Prüf- und Simulationsverfahren machen das unabhängige Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart FKFS zu einem gesuchten Partner der internationalen Automobilindustrie. Etwa 180 hoch qualifizierte und engagierte MitarbeiterInnen arbeiten an der Lösung komplexer und anspruchsvoller Problemstellungen und realisieren Forschungs- und Entwicklungsprojekte in den Bereichen Fahrzeugantriebe, Fahrzeugtechnik und Fahrzeugmechatronik. Mit seiner herausragenden Infrastruktur und seiner Interdisziplinarität ist das Institut bestens gerüstet für die Herausforderungen zukünftiger Mobilität. Die 1930 gegründete unabhängige Stiftung bürgerlichen Rechts FKFS arbeitet auf der Grundlage eines Kooperationsvertrages eng mit dem Institut für Fahrzeugtechnik Stuttgart IFS der Universität Stuttgart zusammen. Die drei Vorstände des FKFS haben zugleich auch die drei Lehrstühle des IFS für Kraftfahrwesen, Fahrzeugantriebe und Kraftfahrzeugmechatronik inne.

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Erfahrungen und Beiträge des FKFS für EP 4.0

Im Bereich Forschung hat das FKFS langjährige Erfahrung in der phänomenologischen Modellierung von Vorgängen im Brennraum. In dieser Modellklasse liegt der Schwerpunkt darauf, dreidimensionale physikalische Effekte sowie komplexe chemische Abläufe auf die relevanten Phänomene zu reduzieren und diese über vergleichsweise einfache Gleichungen abzubilden. Dazu gehören beispielsweise Modelle zur Abbildung der Turbulenz, laminaren Flammengeschwindigkeit, Brennraumkalorik, Wandwärme, Einspritzung und Verdampfung, Klopfen und Zyklenschwankungen. Durch die Reduktion auf das Wesentliche erhält man vergleichsweise schnellrechnende Modelle, mit denen beispielsweise auch transiente Vorgänge untersucht werden können, die bei Verbrennungsmotoren vorherrschend sind.

Zur 1D-Simulation verwendet das FKFS die kommerzielle Multi-Physics Software GT-Suite, welche die Möglichkeit anbietet, eigenen Code einzubinden. Die oben genannten Brennraumodelle werden vom FKFS in Form des Produkts UserCylinder® an OEMs, Zulieferer und Dienstleister vertrieben. In diesem Bereich ist das FKFS seit über 15 Jahren weltweit erfolgreich tätig und in führender Position. Als rein datenbasierte Variante bietet das FKFS zusätzlich seit einigen Jahren den RapidCylinder® an, der eine nochmals schnellere 1D-Simulation ermöglicht. Aus diesen Tätigkeiten ergibt sich das am FKFS vorhandene Wissen bezüglich Softwareentwicklung sowie Detailwissen zum Aufbau von GT-Suite, was für die Bearbeitung von AP 1.3 hilfreich ist.

Der Bereich 0D/1D Simulation am FKFS führt auch Entwicklungsdienstleistungen für verschiedene OEMs und Zulieferer durch. Neben Konzeptvergleichen verschiedener Antriebsstrangsysteme bzw. deren Varianten gehören dazu aber auch schnelle Abschätzungen bei kleineren Detailproblemen in der Serie. Aus diesen Tätigkeiten ergeben sich häufig auch die Entwicklungsfelder für die Forschung und Werkzeugentwicklung.

Zur Ergänzung der Leistungspalette wurde 2019 der Forschungsschwerpunkt „KI-unterstützte Entwicklung“ eingerichtet, mit dem sich momentan drei Mitarbeiter beschäftigen. Zunächst lag der Entwicklungsfokus in der Abbildung der am FKFS vorhandenen Brennraummodelle über Neuronale Netze auf dem Ziel, die notwendige Rechenzeit deutlich zu verringern. Ein erster Meilenstein zur Einbindung innerhalb von GT-Suite ist ebenfalls erreicht. Die geplanten Arbeiten in AP 3 bauen auf dieser Expertise auf. Es wurden außerdem erste Versuche unternommen, einen Reinforcement-Learning Agenten unter Verwendung der zuvor genannten Netze als schnelle Umgebung für bestimmte Regelaufgaben zu trainieren.

Weitere Informationen finden Sie unter: https://www.fkfs.de/