Das Fahrzeugkonzept U-Shift wurde vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickelt und basiert auf einem modularen Aufbau. Es kombiniert eine u-förmige Antriebseinheit, das sogenannte Driveboard, mit kapselförmigen Aufbauten für den Transport von Personen und Gütern. Forschungseinrichtungen und Universitäten aus Baden-Württemberg arbeiteten im Projekt U-Shift II an der Weiterentwicklung des Konzepts. Das Vorhaben wurde wie bereits das Vorgängerprojekt vom Ministerium für Wirtschaft, Handwerk und Tourismus Baden-Württemberg mit rund zehn Millionen Euro gefördert.
Das U-Shift-Konzept ist für unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten ausgelegt. Genannt werden unter anderem On-demand-Shuttles, Rufbusse, Verteilzentren für Güter und Pakete sowie mobile Verkaufsgeschäfte. Das „Driveboard“ enthält die technischen Systeme für einen autonomen und elektrischen Betrieb. Die sogneunten Kapseln können für verschiedene Anwendungen gestaltet werden.
Einen ersten fahrbaren, noch ferngesteuerten Prototypen präsentierte das Projektteam im September 2020. Im Juni dieses Jahres stellten die Forscher Ergebnisse aus U-Shift II vor. Dabei berichteten sie über die Weiterentwicklung zentraler Funktionen und die Erprobung der dafür benötigten Technologien.
Ein Schwerpunkt von U-Shift II lag auf dem präzisen Rangieren und Koppeln von Driveboard und Kapseln. Dafür wurde ein weiterer Driveboard-Prototyp aufgebaut, der automatisiert fährt. Das Fahrzeug nutzt einen batterieelektrischen Antrieb mit Radnaben-Motoren. Mit dem Prototypen führte das Team automatisierte Fahrmanöver durch und demonstrierte unter anderem erfolgreich den automatisierten Wechsel von Kapseln.
Modular und autonom unterwegs
„Im Projekt U-Shift II haben wir viele neue Erkenntnisse gewonnen, um modulare, automatisierte Fahrzeugkonzepte und die damit verbundenen Technologien voranzubringen. Mit dieser Forschung unterstützen wir den Automotive-Standort und schaffen wichtige Grundlagen, um solche innovativen Mobilitätsideen in den praktischen Einsatz zu bringen und den Transfer auf die Straßen vorzubereiten“, so Meike Jipp, DLR-Bereichsvorständin Energie und Verkehr.
Das DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte koordinierte das Packaging der Komponenten im Driveboard und entwickelte einen Konnektor für die mechanische, elektrische und datentechnische Verbindung zwischen Driveboard und Kapsel. Zudem erarbeitete das Institut verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für U-Shift. In einem begleitenden Dialog wurden außerdem Anforderungen von Bürgern an neuartige Mobilitätskonzepte erhoben.
Das Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS) beschäftigte sich mit Antriebsstrang, Energie- und Thermomanagement sowie der Steuerung und Überwachung zentraler Fahrzeugfunktionen. Die beteiligten KIT-Institute entwickelten elektrische und elektronische Komponenten sowie Funktionen für dynamische Over-the-Air-Rekonfigurationen. Außerdem entstand ein Fahrwerk mit integriertem Hubsystem, das einen schnellen Kapselwechsel ohne externe Hilfsmittel ermöglichen soll.
Das Institut für Mess-, Regel- und Mikrotechnik der Universität Ulm entwickelte die Automatisierung des Systems von der Sensorik bis zur Bewegungsplanung. Für automatisierte Kapselwechsel müssen die Systeme sehr präzise arbeiten, da nur wenige Zentimeter Spielraum vorhanden sind. Gemeinsam mit den am FKFS entwickelten Lokalisierungs- und Motion-Control-Systemen wurden hochpräzise Rangier- und Andockmanöver ermöglicht.
Forschungsbetrieb mit U-Shift bereits 2023
Bereits 2023 war ein weiterer U-Shift-Prototyp im Rahmen eines Forschungsbetriebs auf dem Gelände der Bundesgartenschau in Mannheim im Einsatz. Rund 10.000 Personen nutzten das Fahrzeug auf einer speziellen Strecke. Der eigens für diesen Einsatz gebaute Prototyp legte insgesamt 2800 Kilometer zurück.
Im Projekt IMoGer (Innovative modulare Mobilität Made in Germany) entwickelt und testet das DLR ein Mobilitätsangebot für die sogenannte letzte Meile. Darunter versteht man etwa den Weg vom Bahnhof nach Hause oder den letzten Teil der Transportkette bei Paketlieferungen vom Verteilzentrum zu den Kunden. Als mobile Plattform kommt das am DLR entwickelte U-Shift zum Einsatz.
„Tagsüber Personen in der Stadt befördern und nachts Waren von A nach B bringen: Die mobile Plattform U-Shift vom DLR ermöglicht ein innovatives Mobilitätskonzept. In den auswechselbaren, kapselförmigen Aufbauten können sowohl Personen als auch Güter transportiert werden“, erklärt Bundesverkehrsminister Patrick Schnieder. „Mit unserer Förderung von 35 Millionen Euro wollen wir effizientere Abläufe, nachhaltigen Verkehr und maximale Wirtschaftlichkeit voranbringen. So beschleunigen wir die Entwicklung autonomer Fahrzeugsysteme und stärken den Innovationsstandort Deutschland“
Ab Mitte 2027 soll eine Testflotte das Konzept über mehrere Wochen im Braunschweiger Stadtteil Schwarzer Berg erproben und dabei den öffentlichen Nahverkehr sowie Fahrten im Bereich der Kurier-, Express- und Paketlogistik übernehmen. Beteiligt am Projekt sind auch Unternehmen der Mobilitätsbranche, der Verkehrswirtschaft und Logistik.
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