Methodik zur Identifikation und zum Entwurf packageoptimierter Elektrofahrzeuge
von Kai KuchenbuchDie vorliegende Arbeit stellt eine Methodik vor, mit der es möglich ist, den sich durch die Elektrifizierung des automobilen Antriebsstrangs eröffnenden Lösungsraum neuer und unkonventioneller Fahrzeugkonzepte nach geeigneten Lösungen zu durchsuchen und dem Anwender diese Purpose-Design Fahrzeugkonzepte in Form von CAD-Modellen und Maßkonzeptplänen zugänglich zu machen.
Nach Analyse und Bewertung bestehender allgemeiner und fahrzeugspezifischer Entwurfsmethoden werden parametrische Rechenmodelle in Kombination mit Optimierungsalgorithmen als geeignete Grundlage für die Methodik identifiziert.
Das für diese Arbeit entwickelte eigenschaftsorientierte Parametermodell für die frühe Konzeptphase des Fahrzeugentwurfs berücksichtigt dabei neben Fahrleistung und Verbrauch ebenso die Achslastverteilung, die Verschaltung der Batteriezellen oder den Sitzkomfort der Insassen.
Das zugrundeliegende 2,5-D Packagemodell baut auf der aus dem Chip-Layout stammenden Sequence-Pair Positionscodierung auf und kann damit eine sehr hohe Varianz alternativer Fahrzeugkonzepte erzeugen. Die vorgestellten Beispiele zeigen, wie daraus mit dem eingesetzten Genetischen Algorithmus (NSGA-II) Pareto-Fronten und Kennzahlen abgeleitet werden können, die dem Anwender einen umfangreichen Vergleich alternativer Konzepte ermöglichen. Die Erweiterbarkeit der Methodik um zusätzliche Module wird ebenso wie die Absicherung der Ergebnisgüte in einem separaten Kapitel vorgestellt.
