U-SHIFT

Information zu dem Fahrzeugkonzept

 

Das Konzept

Das autonome, fahrerlose, elektrische Fahrzeugkonzept U-Shift ermöglicht durch die Trennung von Fahrmodul und Transportkapsel eine neue Art der Modularität und damit auch eine neue Intermodalität, neue Produkte und Geschäftsmodelle. Das Fahrmodul kann in Kombination mit verschiedenen Kapseltypen  sowohl zum Transport von Personen als auch von Gütern eingesetzt werden. Anwendungsbeispiele sind z.B. autonome, elektromobile Nachtbelieferung, autonome Intra-Logistik und barrierefreier Personentransport.

 


Driveboard

Das autonome Antriebsmodul integriert alle für den Fahrbetrieb notwendigen Komponenten und Systeme. Neben den elektrischen Antriebs-, Batterie- und Automatisierungskomponenten verfügt das Driveboard über ein integriertes Hubsystem für den einfachen und schnellen Austausch verschiedener Kapselarten.  Die Kapseln werden „on-the-road“, d.h. während des Betriebs, gewechselt, um neue Verkehrs- und Mobilitätsdienste zu ermöglichen.

  • Hochautonom, flexibel, standardisierbar
  • Elektrisches Antriebssystem
  • Hohe Nutzungsgrade (24/7) und geräuscharmer Nachtbetrieb

 

Kapseln

Die Kapseln sind nur mit der nötigsten technischen Ausstattung versehen und können daher kosteneffizient produziert werden.

  • Individualisiert und flexibel
  • Bedarfsgerecht: Einsatz verschiedenster Kapseln im Personenverkehr (People Mover, Privatkapsel) und im Wirtschaftsverkehr (Lieferverkehr, Service, Wertstoffkapsel).
  • „Einfach“, leicht und kosteneffizient

 

Automatisierung

Die Automatisierung ist deutlich stärker mit der Infrastruktur verknüpft als heutige Ansätze des Cooperative Automated Drivings (CAD). Schlüsselelemente dafür sind:

  • Absicherung über Infrastruktursensorik
  • Management über Verkehrsleitzentrale
  • Optimierte Nutzung der Straßeninfrastruktur

 

Aktuelle Projektinitiativen

 

  • Die Machbarkeit des Fahrzeugkonzepts zeigen wir mit anderen Projektpartnern bis Ende 2019 im Projekt „ModECaP“, das vom „Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg“ gefördert wird.

  • Mit mehreren Partnern bauen wir bis Mitte 2020 ein reales Modell des Fahrzeugs inklusive Funktionselementen wie dem Hubsystem. Das Projekt „U-Shift I“ wird vom „Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg“ gefördert.

  • In einem Feldtest wird ein erstes U-Shift-Fahrzeug eingesetzt, um seine Funktionalität unter realen Bedingungen zu demonstrieren. Der erste vorgesehene Anwendungsfall ist der Einsatz im Hub2Hub Güterverkehr inkl. Anbindung an den öffentlichen Verkehr.

  • Gleichzeitig wird eine Studie ("U-Shift Control") für einen neuen Ansatz zur infrastrukturbasierten Automatisierung und Verkehrssteuerung erarbeitet. MAD (Managed Automated Driving) wird ein innovativer Schritt gegenüber CAD (Cooperative Automated Driving) sein und bietet sowohl eine Gesamtoptimierung für Flotten automatisierter Fahrzeuge als auch ein neues Sicherheitsniveau für die Automatisierung im städtischen Umfeld (für U-Shift, aber auch offen für alle AD-, CAD-Anwendungen über eine offene Plattform).

     

ModECaP Projektpartner

 

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Fahrzeugkonzepte

Das DLR Institut für Fahrzeugkonzepte (FK) erforscht, entwickelt und bewertet neue Fahrzeugkonzepte und -Technologien vor dem Hintergrund zukünftiger Anforderungen an das Verkehrssystem. Die Abteilung Fahrzeugsysteme und Technologiebewertung identifiziert, analysiert und motiviert zukünftige Fahrzeugkonzepte für Straßen- und Schienenverkehr aus den Blickwinkeln Technik, Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt. Die Technologiebewertung ist quantitativ, prospektiv und systemisch ausgerichtet, um neuartige Fahrzeugtechnologien im Hinblick auf die Kriterien Energie, Emissionen, Kosten und Nutzen im gesellschaftlichen Kontext ganzheitlich zu bewerten.

 

     

Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV)

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist eine Bildungs- und Forschungseinrichtung mit rund 9300 Angestellten, rund 25500 Studierenden und einem jährlichen Budget von mehr als 900 Millionen Euro. Die Forschungsgruppen von Prof. Dr.-Ing. Dr. h. c. J. Becker und Prof. Dr.-Ing E. Sax am Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV) beschäftigen sich seit vielen Jahren mit dem System-Engineering und der Anwendung von eingebetteten Systemen. Die Forschungsschwerpunkte liegen insbesondere im Bereich des Architekturentwurfs für eingebettete elektronische Systeme, inklusive der zugehörigen Methoden, Tools, Design-Prozesse, des Hardware/Software Co-Designs und anwendungsspezifischer Rechnerarchitekturen. Der Fokus der Forschungsarbeiten liegt auf echtzeitfähigen Architekturen, der Betrachtung von Safety und Security, der Integration in existierende Elektrik/Elektronik(EE)-Architekturen, Methoden, Werkzeuge und Prozesse hinsichtlich ISO 26262, IT-Sicherheit und Software-Schutz. Die Methoden wurden weiterhin an übergeordnete Laufzeitsysteme sowie Betriebssysteme gekoppelt, um eine Unterstützung, Verfügbarkeit und Sicherheit aus Systemsicht zu gewährleisten.

 

    

Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Fahrzeugsystemtechnik (FAST)

Das Institut für Fahrzeugtechnik (FAST) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erarbeitet umfassendes, tiefgehendes Systemverständnis, Methoden und Prozesse zur Beherrschung der Komplexität in der Fahrzeugentwicklung und technologische Ansätze für verbesserte Fahrzeugfunktionalitäten. Dabei steht die ganzheitliche Untersuchung von Gesamtfahrzeugsystemen auf dem Hintergrund der umgebenden Verkehrsbedingungen und der Interaktion mit dem Fahrer im Vordergrund. Erfahrungen bei der Erforschung und Ausarbeitung der Funktionalitäten von Fahrerassistenzsystemen und deren Umsetzung in Demonstratoren liegen ebenso vor wie im Bereich der insbesondere für die Kundenakzeptanz solcher Systeme wichtigen Fahrer-Fahrzeug-Interaktion. Die Erforschung des energieeffizienten Betriebs und der optimalen Nutzung der im Fahrzeug verfügbaren Energieströme ist eine der Kernkompetenzen des Instituts für Fahrzeugsystemtechnik.

 

Universität Ulm, Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik (MRM)

Das Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik (MRM) der Universität Ulm (UULM) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Klaus Dietmayer entwickelt und nutzt moderne Verfahren der Mess- und Regelungstechnik sowie der Signalverarbeitung u.a. in den Anwendungsgebieten automatisiertes Fahren und Elektromobilität. Die Finanzierung der Forschungsprojekte umfasst dabei öffentliche Förderungen auf EU-, Bundes- und Landesebene ebenso wie bilaterale Forschungsaufträge von Unternehmen.
Schwerpunkte auf dem Gebiet der Fahrerassistenzsysteme und des automatisierten Fahrens, in dem seit über 15 Jahren am Institut mit derzeit über 20 Mitarbeitern geforscht wird, sind die Fahrumgebungserfassung, das Situationsverstehen sowie die Verhaltensgenerierung automatisierter Fahrzeuge. Hierzu gehören methodisch insbesondere das Multi-Objekttracking, die Multi-Sensorfusion, die Objektklassifikation, die hochgenaue Lokalisierung auf digitalen Karten und Situationsprädiktion.

 

Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart  (FKFS)

Das Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS) wurde 1930 als unabhängiges Forschungsinstitut gegründet und hat sich in den Jahren seines Bestehens als Ingenieurdienstleister und Partner der Internationalen Automobil‐ und Zuliefererindustrie etabliert. Hochqualifizierte und engagierte Mitarbeiter führen in den Bereichen Kraftfahrwesen, Kraftfahrzeugmechatronik und Fahrzeugantriebe Forschungs‐ und Entwicklungsprojekte durch. Hoch spezialisierte Prüfstände, sowie eigene, am FKFS entwickelte Mess-, Prüf- und Simulationsverfahren ermöglichen die Lösung komplexer und anspruchsvoller Problemstellungen der Automobilentwicklung. Öffentlich und selbst finanzierte Forschungsaktivitäten sowie die direkte Einbindung in Lehrtätigkeiten der Universität ergänzen die Aufgaben des Instituts.

 

 

Veröffentlichungen

 

  •  Ulrich C., Friedrich H.E., Weimer J., Hahn R., Kopp G., Münster M. (2019) Technologies for a modular vehicle concept used in passenger and goods transport. In: Bargende M., Reuss HC., Wagner A., Wiedemann J. (eds) 19. Internationales Stuttgarter Symposium. Proceedings. Springer Vieweg, Wiesbaden (https://doi.org/10.1007/978-3-658-25939-6_49)
  • Friedrich H.E., Ulrich C., Schmid S. (2019) New vehicle concepts for future business model. In: Bargende M., Reuss HC., Wagner A., Wiedemann J. (eds) 19. Internationales Stuttgarter Symposium. Proceedings. Springer Vieweg, Wiesbaden (https://doi.org/10.1007/978-3-658-25939-6_64)
  • Ulrich C., Friedrich H.E., Weimer J., Schmid S. (2019) A highly innovative on-the-road modular vehicle and operation concept to solve today traffic issues. In: 32nd Electric Vehicle Symposium (EVS32)
  • Ulrich, C.; Friedrich, H.E.; Weimer, J.; Schmid, S.A. New Operating Strategies for an On-the-Road Modular, Electric and Autonomous Vehicle Concept in Urban Transportation. World Electr. Veh. J. 2019, 10, 91 (https://doi.org/10.3390/wevj10040091)

 

Newsfeed

 

04.07.2019 – wm.baden-wuerttemberg.de

Zweiter Fortschrittsbericht des Wirtschaftsministeriums Baden-Württemberg

Der zweite Fortschrittsbericht des „Strategiedialogs Automobilwirtschaft BW“ beschreibt den aktuellen Stand der Projekte „ModECaP“ und „U-Shift I“:
“[…] In  der  Machbarkeitsstudie […] ModECaP hat ein  Konsortium  um  den  Konsortialführer  Deutsches  Zentrum  für  Luft-  und  Raumfahrt,  Institut  für  Fahrzeugkonzepte  ein innovatives Fahrzeugkonzept entwickelt, das aus drei Hauptmodulen (DriveBoard, Personenkapsel, Güterkapsel) besteht […]. Im zur Förderung durch das Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg vorgesehenen Folgeprojekt U-Shift I – Mock-up soll dieses Fahrzeugkonzept nun aufgebaut und weiterentwickelt werden.”

https://www.baden-wuerttemberg.de/de/service/presse/pressemitteilung/pid/spitzen-des-strategiedialogs-automobilwirtschaft-bw-treffen-sich-in-berlin/

22.03.2019 – golem.de

Das Fahrzeug der Zukunft ist modular
Im Interview mit Herrn Dipl.-Ing. Marco Münster, Mitarbeiter am DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte und Teammitglied im U-Shift-Projekt, wurde ein Artikel über verschiedene zukünftige Fahrzeugkonzepte geschrieben. Neben dem Projekt „Next Generation Car“ wird auch unser on-the-road modulares Fahrzeugkonzept U-Shift behandelt:
„[…] Es nennt sich U-Shift, das Fahrzeug wird dabei in eine Antriebs- und eine Nutzeinheit aufgelöst: Erstere ist ein U-förmiges Chassis mit Antriebsstrang und Rädern, Driveboard genannt. Die Driveboards soll es, je nach Einsatzszenario, in unterschiedlicher Ausführung geben - etwa was die Länge oder die Leistung des Antriebsstrangs betrifft.[…]“

https://www.golem.de/news/next-generation-car-das-fahrzeug-der-zukunft-ist-modular-1903-140149.html

20.07.2018 – electrive.net

Baden-Württemberg fördert weitere Projekte für neue Technologien

„[…] Mit rund 2,3 Millionen Euro fördert das Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg sechs weitere Forschungsvorhaben, um neue Technologien im Bereich Elektromobilität und Fahrzeug-Digitalisierung voranzubringen. Die Projekte befassen sich mit den Themenfeldern […] modulare autonome Fahrzeugkonzepte […].”

https://www.electrive.net/2018/08/27/baden-wuerttemberg-foerdert-weitere-projekte-fuer-neue-technologien/

06.12.2019 - baden-wuerttemberg.de

Zwei Millionen Euro für innovatives Fahrzeugkonzept „U-Shift“
„Mit dem Fahrzeugkonzept „U-Shift“ geht das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt neue Wege, um die urbane Mobilität von morgen nachhaltiger, effizienter und komfortabler zu gestalten. Im Rahmen des Strategiedialogs Automobilwirtschaft fördert das Wirtschaftsministerium das Projekt mit rund zwei Millionen Euro. […]“

https://www.baden-wuerttemberg.de/de/service/presse/pressemitteilung/pid/zwei-millionen-euro-fuer-innovatives-fahrzeugkonzept-u-shift/

 

Impressionen

 

Alle Design Renderings wurden von dem DLR-FK-Mitarbeiter Herrn Robert Hahn erstellt. Die Vervielfältigung, Bearbeitung, Verbreitung und jede Form der Verwertung außerhalb der Grenzen des Urheberrechts bedürfen der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Projektleiters (Juergen.Weimer@dlr.de).