Leichtbau und Modulbauweisen für zukünftige Fahrzeugkonzepte / Lightweight construction and modular designs for future vehicle concepts

Abstract

Herausragende Motivation für die Entwicklung neuer Fahrzeugstrukturen ist neben der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs die Verringerung klimawirksamer Emissionen. Dies adressiert u. a. die Reduzierung der Fahrzeugmasse und damit die verschiedenen Strategien zum Leichtbau. Anhand verschiedener Leichtbauarten werden im Folgenden die technisch relevanten Kriterien für Bauweisen und Werkstoffkonzepte herausgearbeitet. Im Zentrum heutiger Bemühungen steht dabei die Synthese von Bauweisen- und Werkstoffentwicklung mit dem Ziel eines Multi-Material-Designs [1, 2]. Modularisierung ist ein wirtschaftlicher Ansatz, um die Diversifizierung der Fahrzeugkonzepte zu gestalten und effektiv umzusetzen [3]. Infolge von Hybrid- und später Brennstoffzellenantrieben werden die Anforderungen an Fahrzeugkonzepte in Zukunft weiter zunehmen. Auch steht die Modularisierung dem Bestreben nach einer hohen Integrationsdichte teilweise entgegen. Das modulare Leichtbaukonzept des DLR verfolgt das Ziel, Antriebsstrangevolutionen skalierbar und wirtschaftlich zu gestalten und dabei die Konzeptflexibilität zu erhalten oder fallweise sogar zu erhöhen. Diese Ansätze führen zur Strategie „Hybrid³“. Hierbei werden nicht nur 1. unterschiedliche Werkstoffe und 2. verschiedene Bauweisen aufeinander abgestimmt, sondern auch 3. wird die Integration funktionaler Effekte berücksichtigt. Dies bedeutet z. B. dünnwandige Strukturbauteile in ihrem Schwingungs- oder akustischen Verhalten mit strukturintegrierten, aktiven Materialien optimal zu gestalten. Weitere Beispiele für den Ansatz mit „Hybrid³“-Effekten könnten schaltbare Oberflächen oder integrierte Energiewandlung sein.