15.11.2018

TTTech: Sichere und noch komfortablere Mobilität in der Smart City

Alle reden von der Smart City und dem autonomen Fahren. Aber wer sorgt eigentlich dafür, dass im Straßenverkehr der Zukunft alles sicher abläuft? Das Wiener Unternehmen TTTech arbeitet mit der Safety-Plattform „MotionWise“ an einem "Gehirn" für selbstständig fahrende Autos.
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TTTech
TTTech-Gründer Georg Kopetz | (c) TTTech
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Eine Stadt wird nur dann zur Smart City, wenn alle Bausteine, die den urbanen Raum lebenswert machen, gemeinsam Mehrwert für ihre BewohnerInnen schaffen. Das gilt besonders auch für den Bereich der Mobilität. Der klare Trend zu autonomem Fahren und zu „Shared Mobility“ wird dazu beitragen, die urbane Mobilität nicht nur intelligenter, sondern auch energieeffizienter, sicherer und komfortabler zu gestalten. Die TTTech Auto AG beschäftigt sich seit Jahren mit dieser Thematik und ist Spezialist für zuverlässige Computersysteme und bietet weltweit eine sichere Softwareplattform für Funktionen des autonomen Fahrens an. Die TTTech Auto AG ist Bestandteil der TTTech Group, wo mittlerweile über 1400 MitarbeiterInnen an 12 Standorten daran arbeiten, die Vision des Unternehmens „Advancing safe technologies, improving human lives“ in unterschiedlichen Sektoren der Industrie (von der Raumfähre bis zum Robotaxi) zu realisieren. Georg Kopetz, Co-Founder und CEO der TTTech Auto AG, im Interview zum Thema sichere Mobilität in der Smart City.

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Herr Kopetz, wie sehen Sie die Rolle des autonomen Fahrens in einer Smart City der Zukunft?

Der Trend zu autonomen Fahrzeugen ist mit dem bevorstehenden Aufstieg der Smart Cities eng verbunden. Zum einen wird die Technologie des autonomen Fahrens dazu beitragen, den Individualverkehr sicherer und komfortablerer zu machen. Nicht zuletzt bietet die autonome Funktionalität die Chance, die Zeit im Auto anderweitig zu nutzen, als selbst das Fahrzeug (oft im Stau) zu steuern. Die erfreulicherweise sinkende Zahl an Verkehrstoten und Verletzten im vergangenen Jahrzehnt ist heute auch schon dem Fortschritt im Bereich der elektronischen Sicherheits- und Assistenzsysteme zu verdanken, die wir als Vorstufe des autonomen Fahrens verstehen. Denkt man diese Funktionen weiter in Richtung einer intelligenten vernetzten autonomen Zukunft („shared mobility“), haben ausgereifte Computersysteme enormes Potenzial, um den Alltag in den Smart Cities stark zu verändern. Als Beispiel möchte ich hier die die erhöhte Nutzungsfrequenz der Autos durch Sharing, einen besser abgestimmten und effizienteren Verkehrsfluss sowie die drastische Reduktion des Parkens im öffentlichen Raum nennen.

Was trägt TTTech Auto dazu bei?

Wir sind weltweit die Sicherheits- und Softwarespezialisten auf dem Gebiet des autonomen Fahrens. Genauer gesagt entwickeln wir die zulässige Computerarchitektur, die dafür sorgt, dass alle Funktionen sicher in „real-time“ abgearbeitet werden und damit die Datenflüsse zwischen Sensoren und Aktoren im Auto durch Intelligenz sicher vernetzt funktionieren. Im Fall eines Fehlers tragen wir mit unserer Lösung dazu bei, dass Back-up-Strategien ausgeführt werden können, und das Fahrzeug z.B. sicher weiterfahren kann. Unsere Safety-Plattform „MotionWise“ agiert sozusagen als wichtiger Teil des Gehirns des Fahrzeugs, auf dessen Basis die Fahrentscheidungen auf der Applikationsebene getroffen werden können.

Wann werden sich Ihrer Meinung nach Fahrzeuge autonom in einer Stadt bewegen können?

Bis zu einem echten City-Autopiloten, der ein Fahrzeug sicher autonom durch Städte bewegen kann, wird es noch dauern. In einer Stadt gibt es viele Szenarien, die man in absehbarer Zeit mit den heutigen Technologien noch nicht ausreichend sicher abdecken kann. Jedoch ist es heute gut vorstellbar, dass autonome Shuttles in gewissen Anwendungsszenarien, verbunden mit intelligent unterstützter Infrastruktur, nicht nur im Probebetrieb schon bald unser Straßenbild bereichern werden. Heute sind die meisten Systeme auf einem Automatisierungsgrund der Stufe 2, die damit als intelligente Fahrhilfen eingestuft werden können. Erste Level-3-fähige Computersysteme mit unserer Technologie stehen jedoch bei Audi kurz vor der Straßenfreigabe: Ein Staupilot wird das Fahrzeug sicher durch Stop-and-Go Verkehr steuern. Der nächste Innovationsschritt wird wohl ein Highway-Pilot sein, der das teilautonome Fahren auf gewissen Autobahnstrecken ermöglicht. An solchen Projekten arbeiten wir bereits heute mit mehreren namhaften Automobilherstellern.


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Strom aus Wind und Sonne braucht Speicher. Für sie entwickelt das Projekt Phoenics neue Batteriezellen. Konzeptbild, mit KI erstellt. | (c) Virtual Vehicle
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Wind und Sonne liefern Strom, wann sie wollen, nicht wann ihn jemand braucht. Diese Lücke schließen Batteriespeicher. Sie werden damit zur Schlüsseltechnologie der Energiewende. Genau hier setzt Phoenics an: Ein steirisches Konsortium entwickelt die nächste Generation von Lithium-Ionen-Zellen für stationäre Speicher.

Koordiniert wird das Projekt von der Virtual Vehicle Research GmbH in Graz. Partner sind Varta Innovation, die Materials Center Leoben Forschung GmbH (MCL) und AVL List. Phoenics läuft 36 Monate und kostet 2,9 Millionen Euro. Knapp zwei Millionen davon kommen von der FFG, aus der Ausschreibung „Energieforschung 2024″.

Ein Material, zwei Ziele

Im Zentrum steht ein Kathodenmaterial: Lithium-Mangan-Eisenphosphat, kurz LMFP. Es ist eine Weiterentwicklung des etablierten Lithium-Eisenphosphats (LFP). LFP-Zellen gelten als sicher und robust, und sie kommen ohne kritische Rohstoffe wie Kobalt oder Nickel aus. LMFP soll zusätzlich bis zu 20 Prozent mehr spezifische Energiedichte liefern. Auf gleichem Bauraum ließe sich damit mehr Energie speichern.

Diesen Materialvorteil will das Konsortium in die fertige Zelle bringen. Die Zielmarken: 20 Prozent mehr Energiedichte, 40 Prozent längere Lebensdauer.

Was noch offen ist

Bis dahin bleiben Fragen. Wie verhält sich das Material über die Lebensdauer, wie altert es, und lässt es sich industriell verarbeiten und skalieren?

Das Konsortium kombiniert deshalb Experiment und Simulation. Die Partner untersuchen das Kathodenmaterial über den gesamten Lebenszyklus, mit Materialcharakterisierung, hochauflösender Bildgebung und KI-gestützter Auswertung. Parallel entstehen physikbasierte und datengetriebene Modelle. Sie bilden das Verhalten der Zelle von der Mikrostruktur bis zum kompletten Speichermodul ab und sollen Entwicklungszyklen verkürzen.

„Die Mikrostruktur von Elektrodenmaterialien beeinflusst maßgeblich Leistung, Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Batteriezellen“, sagt Roland Brunner, Gruppenleiter am MCL.

Ein eigener Schwerpunkt gilt der Sicherheit. Spezielle Testverfahren sollen zeigen, ob LMFP-Zellen den Anforderungen an Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit genügen. AVL bringt dafür seine Erfahrung in der elektrochemischen Modellierung ein. Verbinde man physikalische Modelle mit Methoden des maschinellen Lernens, ließen sich kritische Betriebszustände und Sicherheitsaspekte frühzeitig vorhersagen, sagt Roland Wanker, Geschäftsbereichsleiter Advanced Simulation Technologies bei AVL.

Aufbauen statt neu anfangen

Phoenics setzt die Zusammenarbeit aus dem Vorgängerprojekt OpMoSi fort. „Unsere Stärke liegt darin, modernste Simulations- und Analysemethoden mit industrieller Entwicklungskompetenz zu verbinden“, sagt Projektleiter Philip Kargl von Virtual Vehicle.

Varta Innovation steuert die Fertigungsseite bei, von der Materialentwicklung über die Elektrodenfertigung bis zur Zellintegration. Großes Potenzial sehen die Partner vorerst bei stationären Speichern. Langfristig könnten die Ergebnisse auch der Elektromobilität nützen.

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