Genetische Entwicklung von HV-Batteriesystemen in der frühen Fahrzeuggrobgestaltung
Tobias Stefaniak
Die Verwendung elektrischer Antriebsstränge in zukünftigen automobilen Anwendungen führt letztlich durch das systematische Überdenken der Gesamtarchitektur des Automobils zu einer völlig neuen Herangehensweise an die funktionalen Baugruppen. Ferner ergeben sich durch die Implementierung elektrischer Antriebsstränge neue Gestaltungsmöglichkeiten für die Konstruktion der Gesamtarchitektur, aber auch neue Herausforderungen im Produktentstehungsprozess. Innerhalb der Fahrzeuggrobgestaltung zukünftiger elektrifizierter Fahrzeuge müssen sowohl Fahrzeugarchitektur, Energiespeicher als auch Antriebsart frühzeitig Berücksichtigung finden.
Das Auftreten unterschiedlicher Bauraumgeometrien für verschiedene Gestaltungskonzepte des Fahrzeuges führt zu einem ständig neu zu konzipierenden Energiespeicher. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Lösungsfindung des Energiespeichers bezüglich der durchaus komplexen Anordnungssystematik seiner Einzelzellen im Rahmen eines Tools.
Aufbauend auf ein Maßkonzept sollen in kürzester Zeit realnutzbare Batteriebauräume identifiziert und auch charakterisiert werden. Mittels evolutionärer Algorithmen wird die Einzelzelle (rund, prismatisch oder Pouch-Bag) zu Zellmodulen verschaltet, welche bestmöglich in den vorhandenen Bauraum zu integrieren sind. Für die Durchführung des Optimierungsprozesses wurde ein strukturelles Konzept zur Anordnung der Zellmodule entwickelt, welches auf einzelnen, in ihrer Größe flexiblen Rastern beruht. Das Konzept besitzt hierbei acht miteinander gekoppelte und einen flexiblen Verband bildende Einzelvolumen, in denen sich Raster mit Zellmodulen anordnen und somit der Bauraum effizient ausgenutzt wird.
