Seminaraufgabe SoSe 2022: EHF Gruppe FKI - Versionsgeschichte

Christian Schwinne: /* Fazit */

2022-07-10T23:09:59Z

Fazit

← Nächstältere Version		Version vom 11. Juli 2022, 01:09 Uhr
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	== Fazit ==		== Fazit ==
	Das Ziel der Seminaraufgabe im Sommersemester 2022 war die Simulation des Energiehaushalts eines Elektrofahrzeugs. Hierzu wurde sich zu Beginn des Seminars für die Vorgehensweise nach dem V-Modell entschieden. Dabei werden anfangs die Anforderungen an das Endprodukt beschrieben, welche Schritt für Schritt an Detail gewinnen. In der Implementierungsphase werden dann (in diesem Fall) die detaillierten Anforderungen mit Matlab Simulink modelliert. In den anschließenden Testphasen wird das Produkt auf allen Ebenen getestet, sodass es im letzten Schritt vom Kunden abgenommen werden kann. Da die Modellierung des Energiehaushalts eines Elektrofahrzeugs sehr umfangreich ist, wurden drei Gruppen gebildet (Antrieb, Farzeugkarosserie Innenraum, Fahrzeuglängsdynamik). Jede Gruppe modellierte ihr jeweiliges Teilgebiet und testete anschließend die Ergebnisse einer anderen Gruppe. Die Gruppe FKI wurde beispielsweise durch das Team ANT getestet, wodurch bis zu dem Zeitpunkt kleine unerkannte Unstimmigkeiten verbessert werden konnten. Durch den Kurs konnte anhand eines praxisnahen Beispiels die Projektabwicklung nach dem V-Modell geübt werden. Im Fokus stand dabei die Definitionsphasen sowie die Implementierungsphase.		Das Ziel der Seminaraufgabe im Sommersemester 2022 war die Simulation des Energiehaushalts eines Elektrofahrzeugs. Hierzu wurde sich zu Beginn des Seminars für die Vorgehensweise nach dem V-Modell entschieden. Dabei werden anfangs die Anforderungen an das Endprodukt beschrieben, welche Schritt für Schritt an Detail gewinnen. In der Implementierungsphase werden dann (in diesem Fall) die detaillierten Anforderungen mit Matlab Simulink modelliert. In den anschließenden Testphasen wird das Produkt auf allen Ebenen getestet, sodass es im letzten Schritt vom Kunden abgenommen werden kann. Da die Modellierung des Energiehaushalts eines Elektrofahrzeugs sehr umfangreich ist, wurden drei Gruppen gebildet (Antrieb, Farzeugkarosserie Innenraum, Fahrzeuglängsdynamik). Jede Gruppe modellierte ihr jeweiliges Teilgebiet und testete anschließend die Ergebnisse einer anderen Gruppe. Die Gruppe FKI wurde beispielsweise durch das Team ANT getestet, wodurch bis zu dem Zeitpunkt kleine unerkannte Unstimmigkeiten verbessert werden konnten. Durch den Kurs konnte anhand eines praxisnahen Beispiels die Projektabwicklung nach dem V-Modell geübt werden. Im Fokus stand dabei die Definitionsphasen sowie die Implementierungsphase.
	Insgesamt ist es trotz ~~verminderter~~ Durchführung einiger Testphasen gelungen, ein lauffähiges ~~Modell~~ zu erstellen, welches ~~zumindest anteilig~~ sinnvolle Simulationsergebnisse liefert.		Die Integration und Ausführung des finalen Gesamtmodells steht noch aus, die Gruppe FLD hat jedoch unter Verwendung einer vorherigen Version des Moduls FKI bereits ein lauffähiges Gesamtmodell im SVN-Order "Software/Bonus" erstellt.
			Insgesamt ist es trotz reduzierter Durchführung einiger Testphasen gelungen, ein lauffähiges Modul zu erstellen, welches zum Großteil sinnvolle Simulationsergebnisse liefert.

	----		----
	→ zum Hauptartikel: [[Systems Design Engineering - Seminaraufgabe SoSe 2022: Energiehaushalt eines E-Fahrzeugs \| Systems Design Engineering - Seminaraufgabe SoSe 2022: Energiehaushalt eines E-Fahrzeugs]]		→ zum Hauptartikel: [[Systems Design Engineering - Seminaraufgabe SoSe 2022: Energiehaushalt eines E-Fahrzeugs \| Systems Design Engineering - Seminaraufgabe SoSe 2022: Energiehaushalt eines E-Fahrzeugs]]

Christian Schwinne: /* Integrationstest */

2022-07-10T23:01:50Z

Integrationstest

← Nächstältere Version		Version vom 11. Juli 2022, 01:01 Uhr
Zeile 445:		Zeile 445:
	[[Datei:FKI Test6.png\|left\|mini\|300px\|Abbildung 14: Innentemperaturverlauf und Leistungsaufnahme Klimatisierung Test 6]]		[[Datei:FKI Test6.png\|left\|mini\|300px\|Abbildung 14: Innentemperaturverlauf und Leistungsaufnahme Klimatisierung Test 6]]
	\|}		\|}

			Die unten abgebildete verwendete Testumgebung besteht aus dem Modul, zur eigenständigen Ausführung sind die Eingänge durch Konstanten ersetzt. Außerdem werden zwei Scopes zur Auswertung verwendet.

			[[Datei:FKITest.png\|800px\|thumb\|left\|Abbildung 15: Testumgebung für das Modul FKI]]
			<br clear = all>

	== Systemtest ==		== Systemtest ==

Christian Schwinne: Bilder der Testfaelle

2022-07-10T22:54:57Z

Bilder der Testfaelle

← Nächstältere Version		Version vom 11. Juli 2022, 00:54 Uhr
Zeile 427:		Zeile 427:
	! ID !! Test und Parameter !! Erwartung !! Ergebnis !! Ergebnisgrafik (Simulink-Scope)		! ID !! Test und Parameter !! Erwartung !! Ergebnis !! Ergebnisgrafik (Simulink-Scope)
	\|-		\|-
	\| 1 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Klimatisierungsleistung ist konstant 0, die Innenraumtemperatur sinkt langsam mit exponentiellem Verlauf von 20°C auf 10°C ab. \|\| Die Innentemperatur sinkt ~~nach~~ ca. ~~100~~ Sekunden von 20°C auf 10°C ab. Start- und Endwert sowie der Temperaturverlauf sind wie erwartet, jedoch ist die Abkühlungszeit unerwartet kurz. \|\|		\| 1 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Klimatisierungsleistung ist konstant 0, die Innenraumtemperatur sinkt langsam mit exponentiellem Verlauf von 20°C auf 10°C ab. \|\| Die Innentemperatur sinkt innerhalb von ca. 200 Sekunden von 20°C auf 10°C ab. Start- und Endwert sowie der Temperaturverlauf sind wie erwartet, jedoch ist die Abkühlungszeit unerwartet kurz. \|\|
			[[Datei:FKI Test1.png\|left\|mini\|300px\|Abbildung 9: Innentemperaturverlauf Test 1]]
	\|-		\|-
	\| 2 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür offen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Durch die geöffnete Tür sinkt die Temperatur schneller ab. \|\| Die Temperatur sinkt wie erwartet schneller ab und erreicht nach ca. 80 Sekunden 10°C.		\| 2 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür offen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Durch die geöffnete Tür sinkt die Temperatur schneller ab. \|\| Die Temperatur sinkt wie erwartet schneller ab und erreicht nach ca. 10 Sekunden 10°C. \|\|
			[[Datei:FKI Test2.png\|left\|mini\|300px\|Abbildung 10: Innentemperaturverlauf Test 2]]
	\|-		\|-
	\| 3 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, Sonneneinstrahlung 250 W/m^2 \|\| Die Temperatur sinkt langsamer ab und erreicht einen Endwert, der über der Außentemperatur liegt. \|\| Die Temperatur sinkt wie erwartet ~~langsamer und~~ nicht bis auf die Außentemperatur ab, sie erreicht nach ca. 80 Sekunden ~~14°C~~.		\| 3 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, Sonneneinstrahlung 250 W/m^2 \|\| Die Temperatur sinkt langsamer ab und erreicht einen Endwert, der über der Außentemperatur liegt. \|\| Die Temperatur sinkt wie erwartet nicht bis auf die Außentemperatur ab, sie erreicht nach ca. 160 Sekunden knapp 16°C. \|\|
			[[Datei:FKI Test3.png\|left\|mini\|300px\|Abbildung 11: Innentemperaturverlauf Test 3]]
	\|-		\|-
	\| 4 \|\| Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Temperatur wird zwischen 19°C und 20°C gehalten, die Heizung läuft im Intervallbetrieb. \|\| Entspricht der Erwartung. \|\|		\| 4 \|\| Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Temperatur wird zwischen 19°C und 20°C gehalten, die Heizung läuft im Intervallbetrieb. \|\| Entspricht der Erwartung. \|\|
			[[Datei:Test4.png\|left\|mini\|300px\|Abbildung 12: Innentemperaturverlauf und Leistungsaufnahme Klimatisierung Test 4]]
	\|-		\|-
	\| 5 \|\| Klimatisierung an (Resistive Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Temperatur wird zwischen 19°C und 20°C gehalten, die Heizung läuft im Intervallbetrieb, die Intervalldauer und somit der Energieverbrauch ist höher als in Testfall 5. \|\| Entspricht der Erwartung. \|\|		\| 5 \|\| Klimatisierung an (Resistive Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Temperatur wird zwischen 19°C und 20°C gehalten, die Heizung läuft im Intervallbetrieb, die Intervalldauer und somit der Energieverbrauch ist höher als in Testfall 5. \|\| Entspricht der Erwartung. \|\|
			[[Datei:FKI Test5.png\|left\|mini\|300px\|Abbildung 13: Innentemperaturverlauf und Leistungsaufnahme Klimatisierung Test 5]]
	\|-		\|-
	\| 6 \|\| Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 30°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Temperatur wird wie erwartet zwischen 20°C und 21°C gehalten, die Klimatisierung läuft im Intervallbetrieb. \|\| Entspricht der Erwartung. \|\| ~~Work in Progress~~		\| 6 \|\| Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 30°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Temperatur wird wie erwartet zwischen 20°C und 21°C gehalten, die Klimatisierung läuft im Intervallbetrieb. \|\| Entspricht der Erwartung. \|\|
			[[Datei:FKI Test6.png\|left\|mini\|300px\|Abbildung 14: Innentemperaturverlauf und Leistungsaufnahme Klimatisierung Test 6]]
	\|}		\|}

Christian Schwinne: /* Integrationstest */

2022-07-10T22:19:13Z

Integrationstest

← Nächstältere Version		Version vom 11. Juli 2022, 00:19 Uhr
Zeile 420:		Zeile 420:
	Der Integrationstest war im Sommersemester 2022 kein Bestandteil der Aufgabe im Kurs "Systems Design Engineering".		Der Integrationstest war im Sommersemester 2022 kein Bestandteil der Aufgabe im Kurs "Systems Design Engineering".

	Eine geringfügige Anzahl von formlosen Modultests wurde dennoch durchgeführt, um die ~~im Ansatz korrekte Funktion~~ des Modells zu überprüfen.<br>		Eine geringfügige Anzahl von formlosen Modultests wurde dennoch durchgeführt, um die Kernfunktionalität des Modells zu überprüfen.<br>
	Folgende Testfälle wurden durchgeführt:		Folgende Testfälle wurden durchgeführt:
	{\| class="wikitable"		{\| class="wikitable"
Zeile 433:		Zeile 433:
	\| 3 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, Sonneneinstrahlung 250 W/m^2 \|\| Die Temperatur sinkt langsamer ab und erreicht einen Endwert, der über der Außentemperatur liegt. \|\| Die Temperatur sinkt wie erwartet langsamer und nicht bis auf die Außentemperatur ab, sie erreicht nach ca. 80 Sekunden 14°C.		\| 3 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, Sonneneinstrahlung 250 W/m^2 \|\| Die Temperatur sinkt langsamer ab und erreicht einen Endwert, der über der Außentemperatur liegt. \|\| Die Temperatur sinkt wie erwartet langsamer und nicht bis auf die Außentemperatur ab, sie erreicht nach ca. 80 Sekunden 14°C.
	\|-		\|-
	\| 4 \|\| Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| ~~Beispiel~~ \|\| ~~Beispiel~~		\| 4 \|\| Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Temperatur wird zwischen 19°C und 20°C gehalten, die Heizung läuft im Intervallbetrieb. \|\| Entspricht der Erwartung. \|\|
	\|-		\|-
	\| 5 \|\| Klimatisierung an (Resistive Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| ~~Beispiel~~ \|\| ~~Beispiel~~		\| 5 \|\| Klimatisierung an (Resistive Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Temperatur wird zwischen 19°C und 20°C gehalten, die Heizung läuft im Intervallbetrieb, die Intervalldauer und somit der Energieverbrauch ist höher als in Testfall 5. \|\| Entspricht der Erwartung. \|\|
	\|-		\|-
	\| 6 \|\| Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 30°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| ~~Beispiel~~ \|\| ~~Beispiel~~ \|\| Work in Progress		\| 6 \|\| Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 30°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Temperatur wird wie erwartet zwischen 20°C und 21°C gehalten, die Klimatisierung läuft im Intervallbetrieb. \|\| Entspricht der Erwartung. \|\| Work in Progress
	\|}		\|}

	~~# Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung:<br>~~
	~~Die Innentemperatur sinkt nach ca. 100 Sekunden von 20°C auf 10°C ab. Start- und Endwert sowie der Temperaturverlauf sind wie erwartet, jedoch ist die Abkühlungszeit unerwartet kurz.~~
	~~# Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür offen, keine Sonneneinstrahlung:<br>~~
	~~Die Temperatur sinkt wie erwartet schneller ab und erreicht nach ca. 80 Sekunden 10°C.~~
	~~# Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, Sonneneinstrahlung 250 W/m^2:<br>~~
	~~Die Temperatur sinkt wie erwartet langsamer und nicht bis auf die Außentemperatur ab, sie erreicht nach ca. 80 Sekunden 14°C.~~
	~~# Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung:<br>~~
	~~Die Temperatur wird wie erwartet zwischen 19°C und 20°C gehalten, die Heizung läuft im Intervallbetrieb.~~
	~~# Klimatisierung an (Resistive Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung:<br>~~
	~~Die Temperatur wird wie erwartet zwischen 19°C und 20°C gehalten, die Heizung läuft im Intervallbetrieb, die Intervalldauer und somit der Energieverbrauch ist höher als in Testfall 5.~~
	~~# Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 30°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung:<br>~~
	~~Die Temperatur wird wie erwartet zwischen 20°C und 21°C gehalten, die Klimatisierung läuft im Intervallbetrieb.~~

	== Systemtest ==		== Systemtest ==

Christian Schwinne: /* Integrationstest */

2022-07-10T19:02:57Z

Integrationstest

← Nächstältere Version		Version vom 10. Juli 2022, 21:02 Uhr
Zeile 419:		Zeile 419:

	Der Integrationstest war im Sommersemester 2022 kein Bestandteil der Aufgabe im Kurs "Systems Design Engineering".		Der Integrationstest war im Sommersemester 2022 kein Bestandteil der Aufgabe im Kurs "Systems Design Engineering".

			Eine geringfügige Anzahl von formlosen Modultests wurde dennoch durchgeführt, um die im Ansatz korrekte Funktion des Modells zu überprüfen.<br>
			Folgende Testfälle wurden durchgeführt:
			{\| class="wikitable"
			\|+ Modultests
			\|-
			! ID !! Test und Parameter !! Erwartung !! Ergebnis !! Ergebnisgrafik (Simulink-Scope)
			\|-
			\| 1 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Die Klimatisierungsleistung ist konstant 0, die Innenraumtemperatur sinkt langsam mit exponentiellem Verlauf von 20°C auf 10°C ab. \|\| Die Innentemperatur sinkt nach ca. 100 Sekunden von 20°C auf 10°C ab. Start- und Endwert sowie der Temperaturverlauf sind wie erwartet, jedoch ist die Abkühlungszeit unerwartet kurz. \|\|
			\|-
			\| 2 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür offen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Durch die geöffnete Tür sinkt die Temperatur schneller ab. \|\| Die Temperatur sinkt wie erwartet schneller ab und erreicht nach ca. 80 Sekunden 10°C.
			\|-
			\| 3 \|\| Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, Sonneneinstrahlung 250 W/m^2 \|\| Die Temperatur sinkt langsamer ab und erreicht einen Endwert, der über der Außentemperatur liegt. \|\| Die Temperatur sinkt wie erwartet langsamer und nicht bis auf die Außentemperatur ab, sie erreicht nach ca. 80 Sekunden 14°C.
			\|-
			\| 4 \|\| Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Beispiel \|\| Beispiel
			\|-
			\| 5 \|\| Klimatisierung an (Resistive Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Beispiel \|\| Beispiel
			\|-
			\| 6 \|\| Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 30°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung \|\| Beispiel \|\| Beispiel \|\| Work in Progress
			\|}

			# Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung:<br>
			Die Innentemperatur sinkt nach ca. 100 Sekunden von 20°C auf 10°C ab. Start- und Endwert sowie der Temperaturverlauf sind wie erwartet, jedoch ist die Abkühlungszeit unerwartet kurz.
			# Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür offen, keine Sonneneinstrahlung:<br>
			Die Temperatur sinkt wie erwartet schneller ab und erreicht nach ca. 80 Sekunden 10°C.
			# Klimatisierung aus (Akkustand < 10%), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, Sonneneinstrahlung 250 W/m^2:<br>
			Die Temperatur sinkt wie erwartet langsamer und nicht bis auf die Außentemperatur ab, sie erreicht nach ca. 80 Sekunden 14°C.
			# Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung:<br>
			Die Temperatur wird wie erwartet zwischen 19°C und 20°C gehalten, die Heizung läuft im Intervallbetrieb.
			# Klimatisierung an (Resistive Heizung), Außentemperatur 10°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung:<br>
			Die Temperatur wird wie erwartet zwischen 19°C und 20°C gehalten, die Heizung läuft im Intervallbetrieb, die Intervalldauer und somit der Energieverbrauch ist höher als in Testfall 5.
			# Klimatisierung an (Wärmepumpen-Heizung), Außentemperatur 30°C, Tür geschlossen, keine Sonneneinstrahlung:<br>
			Die Temperatur wird wie erwartet zwischen 20°C und 21°C gehalten, die Klimatisierung läuft im Intervallbetrieb.

	== Systemtest ==		== Systemtest ==

Christian Schwinne am 10. Juli 2022 um 18:28 Uhr

2022-07-10T18:28:37Z

← Nächstältere Version		Version vom 10. Juli 2022, 20:28 Uhr
Zeile 8:		Zeile 8:

	<!-- Dies hier wird nicht angezeigt -->		<!-- Dies hier wird nicht angezeigt -->
	[[Datei:Postauto.png\|1000px\|thumb\|right\|Absatz\|Abbildung. 1: Symbolbild der Seminaraufgabe]]		[[Datei:Postauto.png\|1000px\|thumb\|right\|Absatz\|Abbildung 1: Symbolbild der Seminaraufgabe]]


Zeile 18:		Zeile 18:
	== V-Modell ==		== V-Modell ==

	[[Datei:V-Modell.png\|500px\|thumb\|left\|Absatz\|Abbildung. 2: V-Modell ]]		[[Datei:V-Modell.png\|500px\|thumb\|left\|Absatz\|Abbildung 2: V-Modell ]]
	<br clear = all>		<br clear = all>

Zeile 187:		Zeile 187:
	Jedes Modul hat nur einen Ausgang, ebenfalls in Form eines Busses. Dieser fasst alle Ausgangssignale des Moduls zusammen. Für das Modul "Fahrzeugkarosserie und Innenraum" heißt dieser "FKI_BUS" und fasst die vier Ausgangssignale aktuelle Innentemperatur "FKI_T_Innenraum_f64", gesamte elektrische Leistungsaufnahme "FKI_P_Gesamt_f64", Leistungsaufnahme der Klimatisierung "FKI_P_Klimatisierung_f64" sowie die Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher "FKI_P_Nebenverbraucher_f64", zusammen.		Jedes Modul hat nur einen Ausgang, ebenfalls in Form eines Busses. Dieser fasst alle Ausgangssignale des Moduls zusammen. Für das Modul "Fahrzeugkarosserie und Innenraum" heißt dieser "FKI_BUS" und fasst die vier Ausgangssignale aktuelle Innentemperatur "FKI_T_Innenraum_f64", gesamte elektrische Leistungsaufnahme "FKI_P_Gesamt_f64", Leistungsaufnahme der Klimatisierung "FKI_P_Klimatisierung_f64" sowie die Leistungsaufnahme der Nebenverbraucher "FKI_P_Nebenverbraucher_f64", zusammen.
	Die drei Komponenten thermischer Energiehaushalt, Klimatisierung, und Nebenverbraucher, sowie deren Schnittstellen untereinander werden ebenfalls angelegt.		Die drei Komponenten thermischer Energiehaushalt, Klimatisierung, und Nebenverbraucher, sowie deren Schnittstellen untereinander werden ebenfalls angelegt.
	Der technische Systementwurf für das Modul FKI ist der folgenden Abbildung zu entnehmen.		Der technische Systementwurf für das Modul FKI ist der folgenden Abbildung 4 zu entnehmen.

	[[Datei:TechnischerSystementwurf.png~~\|800px\|thumb\|left~~\|Abbildung 3: Finaler technischer Systementwurf / Verbindung der Komponenten]]		<gallery widths="450" heights="300">
			Datei:TechnischerSystementwurfSketch.jpg\|Abbildung 3: Erste Skizzierung des technischen Systementwurfs
			Datei:TechnischerSystementwurf.png\|Abbildung 4: Finaler technischer Systementwurf / Verbindung der Komponenten
			</gallery>
	<br clear = all>		<br clear = all>

Zeile 202:		Zeile 205:
	Die Eckpunkte der Windschutzscheibe liegen somit jeweils auf der Hälfte der Länge und Breite der Fahrgastzelle, die Scheibe liegt in einem 45°-Winkel.		Die Eckpunkte der Windschutzscheibe liegen somit jeweils auf der Hälfte der Länge und Breite der Fahrgastzelle, die Scheibe liegt in einem 45°-Winkel.

	[[Datei:Spezifikation Fahrgastzelle.png\|350px\|thumb\|left\|Abbildung X: Schematische Darstellung der Fahrgastzelle]]		[[Datei:Spezifikation Fahrgastzelle.png\|350px\|thumb\|left\|Abbildung 5: Schematische Darstellung der Fahrgastzelle]]
	<br clear = all>		<br clear = all>

Zeile 283:		Zeile 286:
	Die nachfolgende Abbildung zeigt die Modellierung der Komponente Thermischer Energiehaushalt.		Die nachfolgende Abbildung zeigt die Modellierung der Komponente Thermischer Energiehaushalt.

	[[Datei:Thermischer Energiehaushalt Modellierung.png\|800px\|thumb\|left\|Abbildung X: Modellierung ~~der Klimatisierung~~]]		[[Datei:Thermischer Energiehaushalt Modellierung.png\|800px\|thumb\|left\|Abbildung 6: Modellierung des thermischen Energiehaushalts]]
	<br clear = all>		<br clear = all>

Zeile 293:		Zeile 296:
	Mitteils Switch-Blöcken wurde die Logik realisiert.		Mitteils Switch-Blöcken wurde die Logik realisiert.

	[[Datei:Klimatisierung Modellierung.png\|800px\|thumb\|left\|Abbildung X: Modellierung der Klimatisierung]]		[[Datei:Klimatisierung Modellierung.png\|800px\|thumb\|left\|Abbildung 7: Modellierung der Klimatisierung]]
	<br clear = all>		<br clear = all>

Zeile 301:		Zeile 304:
	Für die Beleuchtung wird ein Simulink Switch-Block verwendet. In Port 1 wird das Inputsignal "0" eingegeben, wodurch die Beleuchtung als "ausgeschaltet" angesehen wird. In Port 2 wird der Booleanparameter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" übermittelt, welcher überprüft ob die Beleuchtung eingeschaltet ist. Port 3 enthält den Parameter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" also den Wert der Leistungsaufnahme der eingeschalteten Beleuchtung.		Für die Beleuchtung wird ein Simulink Switch-Block verwendet. In Port 1 wird das Inputsignal "0" eingegeben, wodurch die Beleuchtung als "ausgeschaltet" angesehen wird. In Port 2 wird der Booleanparameter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" übermittelt, welcher überprüft ob die Beleuchtung eingeschaltet ist. Port 3 enthält den Parameter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" also den Wert der Leistungsaufnahme der eingeschalteten Beleuchtung.
	Dieser Wert der Leistungsaufnahme wird mit einem Simulink Sum-Block mit den Parametern "PAR_EHF_P_Weitere_Nebenverbraucher_f64" und "PAR_FKI_P_Steuergeraete_f64" verrechnet.		Dieser Wert der Leistungsaufnahme wird mit einem Simulink Sum-Block mit den Parametern "PAR_EHF_P_Weitere_Nebenverbraucher_f64" und "PAR_FKI_P_Steuergeraete_f64" verrechnet.
	[[Datei:Nebenverbraucher Modellierung2.png\|800px\|thumb\|left\|Abbildung X: Nebenverbraucher ~~Modellierung~~]]		[[Datei:Nebenverbraucher Modellierung2.png\|800px\|thumb\|left\|Abbildung 8: Modellierung Nebenverbraucher]]
	<br clear = all>		<br clear = all>

Christian Schwinne: /* Klimatisierung */

2022-07-10T18:07:53Z

Klimatisierung

← Nächstältere Version		Version vom 10. Juli 2022, 20:07 Uhr
Zeile 255:		Zeile 255:
	Die Komponente Klimatisierung dient zur Reglung der Innenraumtemperatur auf einen konstanten Sollwert "PAR_EHF_T_Soll_Innenraum_f64".<br>		Die Komponente Klimatisierung dient zur Reglung der Innenraumtemperatur auf einen konstanten Sollwert "PAR_EHF_T_Soll_Innenraum_f64".<br>
	Zur Kühlung kommt eine Wärmepumpe/Klimaanlage zum Einsatz. Die elektrische Leistungsaufnahme des Kompressors wird als konstant "PAR_FKI_P_WP_el_f64" angenommen, der Betrag der thermischen Leistung (Wärmestrom) wird als höher angenommen. Da Wärmepumpen i.A. bei geringer Differenz zwischen Außen- und Innentemperatur effizienter arbeiten, wird eine Abhängigkeit der Effizienz von der Temperaturdifferenz mittels eines eindimensionalen Lookup-Tables modelliert.<br>		Zur Kühlung kommt eine Wärmepumpe/Klimaanlage zum Einsatz. Die elektrische Leistungsaufnahme des Kompressors wird als konstant "PAR_FKI_P_WP_el_f64" angenommen, der Betrag der thermischen Leistung (Wärmestrom) wird als höher angenommen. Da Wärmepumpen i.A. bei geringer Differenz zwischen Außen- und Innentemperatur effizienter arbeiten, wird eine Abhängigkeit der Effizienz von der Temperaturdifferenz mittels eines eindimensionalen Lookup-Tables modelliert.<br>
	Zum Heizen werden zwecks Vergleichbarkeit der Effizienz bzw. des Energieverbrauchs zwei Ansätze modelliert, zunächst die Verwendung der Wärmepumpe als Heizung, als auch die ~~Verwendugn~~ einer resistiven Heizung (vgl. Heizlüfter).<br>		Zum Heizen werden zwecks Vergleichbarkeit der Effizienz bzw. des Energieverbrauchs zwei Ansätze modelliert, zunächst die Verwendung der Wärmepumpe als Heizung, als auch die Verwendung einer rein resistiven Heizung (vgl. Heizlüfter).<br>
	Zwischen den beiden Ansätzen kann mittels des Parameters "PAR_EHF_Resistiv_Heizen" gewechselt werden.		Zwischen den beiden Ansätzen kann mittels des Parameters "PAR_EHF_Resistiv_Heizen" gewechselt werden.

Christian Schwinne: /* Komponentenspezifikation */

2022-07-10T18:07:17Z

Komponentenspezifikation

← Nächstältere Version		Version vom 10. Juli 2022, 20:07 Uhr
Zeile 247:		Zeile 247:
	<math>\Delta T = \frac{Q}{c\cdot m} = \frac{Q}{c\cdot \rho \cdot V}</math><br><br>		<math>\Delta T = \frac{Q}{c\cdot m} = \frac{Q}{c\cdot \rho \cdot V}</math><br><br>
	Durch Addition eines konstanten Startwertes "PAR_EHF_T_Innenraum_Initial_f64" ergibt sich der absolute Wert für die Innenraumtemperatur.		Durch Addition eines konstanten Startwertes "PAR_EHF_T_Innenraum_Initial_f64" ergibt sich der absolute Wert für die Innenraumtemperatur.

			'''Hinweis''': Während der Projektphasen der Komponentenspezifikation und der Implementierung war zunächst die Modellierung des Energiehaushaltes mittels eines PT1-Glieds angedacht.<br>
			Da die Herleitung des Faktors K sich als schwierig erwies, wurde zur Sicherstellung eines lauffähigen Programms auf den oben beschriebenen Ansatz ausgewichen.

	=== Klimatisierung ===		=== Klimatisierung ===

			Die Komponente Klimatisierung dient zur Reglung der Innenraumtemperatur auf einen konstanten Sollwert "PAR_EHF_T_Soll_Innenraum_f64".<br>
			Zur Kühlung kommt eine Wärmepumpe/Klimaanlage zum Einsatz. Die elektrische Leistungsaufnahme des Kompressors wird als konstant "PAR_FKI_P_WP_el_f64" angenommen, der Betrag der thermischen Leistung (Wärmestrom) wird als höher angenommen. Da Wärmepumpen i.A. bei geringer Differenz zwischen Außen- und Innentemperatur effizienter arbeiten, wird eine Abhängigkeit der Effizienz von der Temperaturdifferenz mittels eines eindimensionalen Lookup-Tables modelliert.<br>
			Zum Heizen werden zwecks Vergleichbarkeit der Effizienz bzw. des Energieverbrauchs zwei Ansätze modelliert, zunächst die Verwendung der Wärmepumpe als Heizung, als auch die Verwendugn einer resistiven Heizung (vgl. Heizlüfter).<br>
			Zwischen den beiden Ansätzen kann mittels des Parameters "PAR_EHF_Resistiv_Heizen" gewechselt werden.

			Zur Regelung kommt ein einfacher Vergleichsregler mit Hysterese von 1°C zum Einsatz, so wird etwa die Heizung eingeschaltet, wenn die Ist-Temperatur um mindestens 1°C niedriger als die Soll-Temperatur ist und wieder ausgeschaltet,
			sobald diese erreicht ist. Für die Kühlung ist das Logik identisch, nur dass Soll- und Ist-Temperatur als Eingänge vertauscht sind.
			Die Benutzung einer Hysterese ist inbesondere beim Kompressor sinnvoll, um die Menge an Ein- und Ausschaltvorgängen zu reduzieren.<br>
			Weiterhin ist eine Zwangsabschaltung der Klimatisierung zur Energieeinsparung vorgesehen, wenn der vom Modul ANT bereitgestellte Akkustand unter den Wert von "PAR_EHF_Energiespar_Schwellwert_f64" (z.B. 10 %) fällt.

	=== Nebenverbraucher ===		=== Nebenverbraucher ===

Christian Schwinne: /* Komponentenspezifikation */

2022-07-10T17:37:30Z

Komponentenspezifikation

← Nächstältere Version		Version vom 10. Juli 2022, 19:37 Uhr
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	Die Funktionalität des thermischen Energiehaushalts lässt sich in zwei Schritte unterteilen:		Die Funktionalität des thermischen Energiehaushalts lässt sich in zwei Schritte unterteilen:

	1. Bestimmung des Gesamtwärmestroms <math>\dot{Q}</math>, dieser ergibt sich aus der Summe der Einzelwärmeströme (welche jeweils positiv oder negativ sein können) von:		1. '''Bestimmung des Gesamtwärmestroms''' <math>\dot{Q}</math>, dieser ergibt sich aus der Summe der Einzelwärmeströme (welche jeweils positiv oder negativ sein können) von:
	* der Klimatisierung (s.u.),		* der Klimatisierung (s.u.),
	* der Wärmeleitung, die sich aufgrund einer Differenz zwischer Innenraum- und Außentemperatur durch die (gedämmte) Karosserie und das Fensterglas ergibt,		* der Wärmeleitung, die sich aufgrund einer Differenz zwischer Innenraum- und Außentemperatur durch die (gedämmte) Karosserie und das Fensterglas ergibt,
	* und der Wärmestrahlung durch Sonneneinstrahlung auf die Dachfläche.		* und der Wärmestrahlung durch Sonneneinstrahlung auf die Dachfläche.

	2. Berechnung der Innenraumtemperatur, dazu wird zunächst die zugeführte Wärme <math>Q</math> durch Integration des Wärmestroms ermittelt. Die resultierende Änderung der Innenraumtemperatur ergibt sich wie folgt, wobei <math>c</math>, <math>\rho</math> und <math>V</math> jeweils Konstanten für die spezifische Wärmekapazität von Luft, die Dichte von Luft, und das Innenvolumen der Fahrgastzelle sind:<br><br>		2. '''Berechnung der Innenraumtemperatur''', dazu wird zunächst die zugeführte Wärme <math>Q</math> durch Integration des Wärmestroms ermittelt. Die resultierende Änderung der Innenraumtemperatur ergibt sich wie folgt, wobei <math>c</math>, <math>\rho</math> und <math>V</math> jeweils Konstanten für die spezifische Wärmekapazität von Luft, die Dichte von Luft, und das Innenvolumen der Fahrgastzelle sind:<br><br>
	<math>\Delta T = \frac{Q}{c\cdot m} = \frac{Q}{c\cdot \rho \cdot V}</math><br><br>		<math>\Delta T = \frac{Q}{c\cdot m} = \frac{Q}{c\cdot \rho \cdot V}</math><br><br>
	Durch Addition eines konstanten Startwertes "PAR_EHF_T_Innenraum_Initial_f64" ergibt sich der absolute Wert für die Innenraumtemperatur.		Durch Addition eines konstanten Startwertes "PAR_EHF_T_Innenraum_Initial_f64" ergibt sich der absolute Wert für die Innenraumtemperatur.

Christian Schwinne: /* Komponentenspezifikation */

2022-07-10T17:17:08Z

Komponentenspezifikation

← Nächstältere Version		Version vom 10. Juli 2022, 19:17 Uhr
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	In diesem Entwicklungsschritt wird die Funktionsweise der einzelnen Komponenten konkretisiert, die Ein- und Ausgänge festgelegt, und verwendete Konstanten und Werte angelegt.		In diesem Entwicklungsschritt wird die Funktionsweise der einzelnen Komponenten konkretisiert, die Ein- und Ausgänge festgelegt, und verwendete Konstanten und Werte angelegt.


	=== Thermischer Energiehaushalt ===		=== Thermischer Energiehaushalt ===
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	\| Volumen \|\| <math>4.03\,m^{3}</math> \|\| <math>\frac{7}{8}\,l\cdot h\cdot b</math>		\| Volumen \|\| <math>4.03\,m^{3}</math> \|\| <math>\frac{7}{8}\,l\cdot h\cdot b</math>
	\|}		\|}

			Die Funktionalität des thermischen Energiehaushalts lässt sich in zwei Schritte unterteilen:

			1. Bestimmung des Gesamtwärmestroms <math>\dot{Q}</math>, dieser ergibt sich aus der Summe der Einzelwärmeströme (welche jeweils positiv oder negativ sein können) von:
			* der Klimatisierung (s.u.),
			* der Wärmeleitung, die sich aufgrund einer Differenz zwischer Innenraum- und Außentemperatur durch die (gedämmte) Karosserie und das Fensterglas ergibt,
			* und der Wärmestrahlung durch Sonneneinstrahlung auf die Dachfläche.

			2. Berechnung der Innenraumtemperatur, dazu wird zunächst die zugeführte Wärme <math>Q</math> durch Integration des Wärmestroms ermittelt. Die resultierende Änderung der Innenraumtemperatur ergibt sich wie folgt, wobei <math>c</math>, <math>\rho</math> und <math>V</math> jeweils Konstanten für die spezifische Wärmekapazität von Luft, die Dichte von Luft, und das Innenvolumen der Fahrgastzelle sind:<br><br>
			<math>\Delta T = \frac{Q}{c\cdot m} = \frac{Q}{c\cdot \rho \cdot V}</math><br><br>
			Durch Addition eines konstanten Startwertes "PAR_EHF_T_Innenraum_Initial_f64" ergibt sich der absolute Wert für die Innenraumtemperatur.

	=== Klimatisierung ===		=== Klimatisierung ===
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	Alle drei Werte wurden durch Parameter beschrieben.		Alle drei Werte wurden durch Parameter beschrieben.

	*'''Beleuchtung:''' Die Beleuchtung besteht aus einem Parameter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" welcher den Wert für die Leistungsaufnahme der Beleuchtung angibt und einem ~~Wharheitswert~~ (Boolean) "PAR_EHF_Beleuchtung_Aktiv_bool" mit welchem beschrieben wird ob die Beleuchtung an oder ausgeschaltet wird. Der Paramter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" erhält im eingeschalteten Zusatnd den konstanten Wert 200 W und im ausgeschalteten Zusatnd den Wert 0 W.		*'''Beleuchtung:''' Die Beleuchtung besteht aus einem Parameter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" welcher den Wert für die Leistungsaufnahme der Beleuchtung angibt und einem Wahrheitswert (Boolean) "PAR_EHF_Beleuchtung_Aktiv_bool" mit welchem beschrieben wird ob die Beleuchtung an oder ausgeschaltet wird. Der Paramter "PAR_FKI_P_Beleuchtung_f64" erhält im eingeschalteten Zusatnd den konstanten Wert 200 W und im ausgeschalteten Zusatnd den Wert 0 W.

	*'''Steuergeräte:''' Auch die Leistungsaufnahme der Steuergeraäte wird durch einen konstanten Wert von 15 W beschrieben. Hierfür wird der Parameter "PAR_FKI_P_Steuergeraete_f64" verwendet.		*'''Steuergeräte:''' Auch die Leistungsaufnahme der Steuergeraäte wird durch einen konstanten Wert von 15 W beschrieben. Hierfür wird der Parameter "PAR_FKI_P_Steuergeraete_f64" verwendet.