Rüsselsheim/Aachen. Das Mobilitätsunternehmen Streetscooter, ein Spin-Off der RWTH Aachen und ein Konsortium aus rund 80 Unternehmen der Autoindustrie und verwandte Branchen, hat für die Deutsche Post ein Elektrofahrzeug für den Einsatz in der Brief- und Paketzustellung entwickelt. Eine wichtige Rolle spielte dabei die Sicherheit: Nicht nur der Insassenschutz muss im Falle eines Crashs gewährleistet sein, auch alle sicherheitsrelevanten Hochvolt-Komponenten müssen unfallsicher untergebracht werden. Für die Berechnung und Simulation verschiedener Crashszenarien holte Streetscooter den CAE-Entwicklungspartner
Tecosim ins Boot. Die Ingenieure des CAE-Spezialisten simulierten unterschiedliche Frontalcrashs, gleichzeitig mussten sie Aspekte wie das Konstruktionskonzept, Struktursteifigkeit, Fahrzeuggewicht und Kosten berücksichtigen. Gemeinsam konnten Streetscooter und Tecosim anhand der CAD-Konstruktion und Berechnungsergebnisse eine crashoptimierte Karosserie entwickeln, die seit kurzem erfolgreich in Vorserie gefertigt wird.Die Berechnungsingenieure von Tecosim führten die Lastfälle gemäß der gesetzlichen Regelungen ECE-R94 und ECE-R12 durch, also Frontcrash mit deformierbaren Barrieren und Frontcrash gegen starre Wände. Diese Unfallszenarien in der Fahrzeugentwicklung beinhalten bei Elektrofahrzeugen einige besondere Herausforderungen: Die unfallsichere Unterbringung der Hochvolt-Komponenten spielte eine maßgebliche Rolle, denn eine Gefährdung der Insassen sowie eine Beschädigung des Akkus musste ausgeschlossen werden. Die Hochvolt-Batterie ist nun im Boden des Fahrzeugs unter der Fahrerkabine untergebracht. Ein Stahlkäfig stellt hier sicher, dass es zu keiner Deformation kommt.Sicherheit
Tecosim simuliert Unfälle bei E-Fahrzeugen
Der Spezialist für computergestütztes Engineering Tecosim hat für das Mobilitätsunternehmen Streetscooter verschiedene Frontalcrash-Szenarien simuliert. Dabei waren einige Herausforderungen zu meistern.
Mittelweg bei Strukturfestigkeit und Chrashperformance
Für die CAE-Spezialisten von Tecosim stand bei der Crashoptimierung der Karosserie nicht nur die Sicherheit im Fokus: Sie mussten einen Mittelweg finden bei der Struktursteifigkeit und Crashperformance und dabei Fahrzeuggewicht und Kosten im Blick behalten. Das Konzept von Streetscooter sah vor, die Anzahl an Materialien, Blechdicken und Beschaffenheitsvarianten bewusst gering zu halten. Auf diese Weise können Kosten beim Einkauf und für die Lagerhaltung gesenkt werden.
Mithilfe von FE-Berechnungen erarbeiteten die Tecosim Ingenieure Lösungsvorschläge zur Auswahl von Materialgüten und –stärken. Durch die Nutzung hochfester Stähle ließen sich die Materialdicke und somit auch das Gewicht bei gleichzeitig besserer Crashperformance reduzieren. Zusätzlich wurden neben geometrischen Änderungen lokale Versteifungen eingebracht um das Crashverhalten zu optimierten. Hierzu zählen neben eines optimierten Sickenbildes der Fahrzeuglängsträger eine crashgerechte Aussteifung des Batterieschutzkäfigs sowie die optimierte Ladeflächenanbindung an die Fahrerkabine. Das Ergebnis: eine vergleichsweise leichte Karosserie, deren Produktionskosten im angedachten Rahmen liegen und die gleichzeitig alle Sicherheitsanforderungen erfüllt.Höhere Sicherheitsstandards als nötig
„Das Thema Sicherheit hat bei Streetscooter einen großen Stellenwert“, erklärt Ugo Fabrizio Scelsi, Projektleiter Gesamtfahrzeug bei Streetscooter. Das Unternehmen hat sich für den Frontalcrash gemäß ECE R94 und damit den höheren Sicherheitsstandard entschieden,
obwohl dieser für leichte Elektrofahrzeuge der Klasse N1 gesetzlich nicht erforderlich ist. „Durch die virtuelle Crashsimulation und die gute Zusammenarbeit mit Tecosim haben wir die Karosserie in kürzester Zeit crashoptimiert – und das noch, bevor ein Prototyp gefertigt oder ein kostenintensiver realer Test durchgeführt wurde. Mit dem Ergebnis sind wir sehr zufrieden.“
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