Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben: Leichtbau für Elektrofahrzeuge der nächsten Generation mit besonderem Fokus auf Karosserie, Fahrwerk und radindividuellem Antrieb (DLR@UniST)

Abstract

Zur Reduktion der CO2‐Ausstöße ist das Elektrofahrzeug als lokal emissionsfreies Fortbewegungsmittel ein zielführender Lösungsansatz. Aufgrund begrenzter Kapazität des Akkumulators ist die Reduktion der Fahrwiderstände sowie die Steigerung der Effizienz im Antriebsstrang ein entscheidendes Entwicklungsziel. Hierzu entwickelt das Institut für Fahrzeugkonzepte des Deutschen Zentrums für Luft‐ und Raumfahrt e.V. zusammen mit der Universität Stuttgart die innovative Fahrwerks‐/Antriebseinheit „LEICHT“1, anhand der die Synergien zwischen radindividuellem Antrieb, Leichtbau und Fahrstrategie aufgezeigt und gezielt genutzt werden. Durch ganzheitliche Betrachtung von Fahrwerk, Antrieb und Fahrstrategie wurde den neuen Herausforderungen durch die Elektrifizierung gezielt begegnet und Synergien wurden ausgenutzt. Die Ergebnisse werden im „LEICHT“‐Konzept dargestellt, welches sich durch geringes Gewicht bei gleichzeitiger Bauraumoptimierung auszeichnet. Durch vier Einzelradantriebe kann die Möglichkeit für Torque Vectoring maximal genutzt und der Zielkonflikt zwischen Effizienz und Performance im Fahrwerk weitgehend aufgelöst werden. Durch Mehrkörpersimulation wurde das Fahrwerkskonzept bewertet und validiert. Die Bewertung der Fahrsicherheit und Effizienz der Fahrstrategie des virtuellen Gesamtfahrzeugs erfolgt anhand einer Vielzahl von dynamischen Fahrmanövern sowohl mittels closed‐loop‐ (Vorgabe einer Streckenverlaufs) als auch anhand open‐loop‐Manöver (Vorgabe eines Lenkvorgangs). Hierbei werden insbesondere die Grenzen der Antriebseinheit (Stelldynamik, max. Moment, Effizienz) aber auch der Einfluss der Fahrwerksmasse auf die Gesamtfahrzeugmasse, das Trägheitsmoment und die Schwerpunktlage berücksichtigt. Nach Abschluss der virtuellen Produktentwicklung, bei der vor allem die Eigenschaften der Komponenten sowie deren Zusammenspiel optimiert werden muss, kann ein erster Teilprototyp aufgebaut und getestet werden. Dies soll in einem Folgeprojekt realisiert werden.