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Elektrifizierung der Mobilität: neue Ansätze gefragt

| Autor/ Redakteur: Michael Werner* / Thomas Günnel

Die Elektrifizierung des Antriebs bringt diverse Gewerke zusammen. Bestehende „Best Practices“ in Design und Konstruktion der Fahrzeuge müssen nicht mehr zwingend sinnvoll sein – neue Ansätze sind gefragt.

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Die Elektrifizierung des Antriebs vereint diverse Gewerke. Für das Design und die Konstruktion der Fahrzeuge sind neue Ansätze gefragt.
Die Elektrifizierung des Antriebs vereint diverse Gewerke. Für das Design und die Konstruktion der Fahrzeuge sind neue Ansätze gefragt.
(Bild: Andrew Ostrovsky/Bosch)

Die Elektromobilitätskonzepte von morgen bringen Entwicklungsingenieure auf neues Terrain: mit zusätzlichen physikalischen Disziplinen, die gekoppelt betrachtet wichtiger werden. Die bestehenden Best Practices in Design und Konstruktion der Fahrzeuge können dabei weiter funktionieren, müssen aber nicht mehr zwingend die beste Herangehensweise sein.

Ein Beispiel: Falls Sie in Berlin am Flughafen Tegel landen und dann mit dem Linienbus der Berliner Verkehrsbetriebe fahren sollten, haben Sie die Chance, mit einem blauen Versuchsfahrzeug in die Hauptstadt gebracht zu werden. Nur sieht dieser Linienbus einfach nicht mehr aus wie ein gewohnter Bus – eher wie eine Mischung aus Straßenbahn und Bus. Der Hersteller hat dabei neben dem Elektroantrieb die aus seiner Sicht besten Eigenschaften beider Welten kombiniert. Entstanden ist ein elektrisch angetriebener Linienbus mit gesteigerter Wendigkeit, mehr Platz und Komfort für Fahrgäste und zum Beispiel größeren Fenstern.

Getrennte Entwicklungs-Disziplinen vereint betrachten – ein wichtiger Schritt bei der elektrifizierten Mobilität.
Getrennte Entwicklungs-Disziplinen vereint betrachten – ein wichtiger Schritt bei der elektrifizierten Mobilität.
(Bild: Dassault Systémes)

Physikalische Disziplinen aufeinander abstimmen

Um solche Mobilitätskonzepte zu ermöglichen, kann ein virtuelles Modell eine gute Basis sein. Denn so können die physikalischen Disziplinen aufeinander abgestimmt, bekannte Konstruktionen und Designs hinterfragt und gegebenenfalls mit neuen Lösungen ersetzt werden. Themen wie Aerodynamik, Vibrationen und Geräuschentwicklung, Fahrzeuggesamtstruktur, elektromagnetische Verträglichkeit, NVH und Crash verlangen nach Jahren der Evolution nun nach revolutionären Ideen und neuen Antworten.

Antworten, die mit dem traditionellen Ansatz „konstruieren und dann ausprobieren“ nicht mehr wettbewerbsfähig erreichbar sind. Selbst als Expertentool für einzelne Disziplinen hilft häufig nur noch bedingt weiter. Der künftige Erfolg verlangt nach einer Kombination von Geometrie und Physik – und der Physikdisziplinen und ihrer Experten. Nur so lassen sich der Einfluss einer Geometrieänderung auf die tatsächliche Produktperformance schnell und einfach abschätzen und möglichst viele Varianten vorab digital testen.

Geometrie und Physik

In der „3D Experience Plattform“ können die physikalischen Eigenschaften direkt assoziativ zur Geometrie definiert und in einem gemeinsamen Datenmodell gespeichert werden. Ändert sich die Geometrie, bleibt die Physikdefinition erhalten oder muss nur auf eine zum Beispiel neu entstandene Fläche gemappt werden.

Unterschiedliche Physikdisziplinen lassen sich mit ihren Modellen auf der Plattform per Co-Simulation zusammenbringen. Die Ingenieure gewinnen durch den modellbasierten Ansatz Zeit und bessere Erkenntnisse, da sich Geometrieänderungen oder auch Änderungen an den Simulationsmodellen schnell und einfach weiter nutzen lassen.

*Michael Werner, Simulia Portfolio Introduction Specialist, Dassault Systémes

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