Auslegungs- und Absicherungsprozess im Fokus der Elektromobilität - Herausforderungen der Betriebsfestigkeit

Die Konzepte der automobilen Mobilität der Zukunft unterscheiden sich nicht unerheblich von heutigen, konventionell angetrieben Fahrzeugen und sorgen für neue Randbedingungen für das Fahrzeug. Die Energiespeicher und Elektromotoren dieser Fahrzeuge beeinflussen mit ihren mechanischen, thermischen und elektrischen Randbedingungen maßgeblich den Entwicklungsprozess. Das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF beschäftigt sich seit vielen Jahren erfolgreich mit dem Thema Elektromobilität in Forschungsvorhaben und Industrieprojekten. In diesem Beitrag wird die Prozesskette von den Lastannahmen bis zur Absicherung am Beispiel eines Radnabenmotors als neuem Traktionskonzept dargestellt und auf die dabei genutzten rechnerischen und experimentellen Verfahren für die Absicherung der Betriebsfestigkeit eingegangen. Radnabenmotoren unterliegen durch die unmittelbare Integration in die Lastpfade des Fahrwerks anderen Beanspruchungen als die Traktionskomponenten eines Zentralantriebs, die es im Auslegungsprozess mit den Lastannahmen zu berücksichtigen und im Versuch - sowohl im vorausgehenden Prüfstandsversuch als auch im Fahrbetrieb auf der Teststrecke - abzusichern gilt. Ein besonderes Augenmerk ist darauf gerichtet, dass mit der komplexen Belastungssituation einerseits die Systemfunktionalität gewährleistet und die Systemsicherheit sichergestellt ist. Hierbei stehen die experimentellen Verfahren in sehr enger Verzahnung mit den numerischen Verfahren.