Ein Beitrag zur konzeptionellen Auslegung eines elektrischen Sportwagens unter fahrdynamischen Aspekten

Abstract

Die vorliegende Ausarbeitung stellt die Entwicklung eines elektrischen Sportwagens in den Fokus der Betrachtung. Dabei wird dessen Konzept grundlegend ausgearbeitet und unter fahrdynamischen Aspekten optimiert. Insofern wird sich über substanzielle Anforderungen den interdependenten Eigenschaften eines elektrischen Sportwagens genähert, um dessen Komplexität zu beschreiben. Des Weiteren werden Methoden zur Beherrschung der Komplexität angewandt, um diese zu segmentieren und folglich handhabbare Abgrenzungen zu generieren. Aus diesen wiederum werden singuläre Modellbildungen, die sich sowohl in der Modellierungstiefe als auch in den verwendeten Ansätzen bspw. zur Beschreibung der physikalischen Zusammenhänge unterscheiden, hervorgebracht und mittels Synthese ein Gesamtfahrzeugmodell generiert. Anhand dessen wird sich der sukzessiven Charakterisierung des elektrischen Sportwagens, angefangen mit der Auslegung der Traktionsbatterie, über ein zu favorisierendes Batterielayout bis hin zur Dimensionierung des Antriebsstranges, angenommen. Zudem wird das grundlegende Konzept unter fahrdynamischen Aspekten, sowie einer gezielten Dimensionierung optimiert. Des Weiteren werden die fahrdynamischen Differenzen zwischen den unterschiedlichen Resultaten herausgearbeitet und in einer kontrastierenden Weise, zur Validierung der Methodik, gegenübergestellt.

The main subject of this thesis will be the conceptual development of an electric sports car to optimize driving characteristics in an early stage of processing. Hence, the introductory part will illustrate the complexity of the mechatronic system via product property and their interactions. This results in an identification of product characteristics as a starting point of modelling using design structure matrix technique and Markov cluster algorithm. Dividing the complexity in manageable cluster produces an extensive view in the internal structure of problem and delivers useful insights into the modelling process. In addition, these modelling processes will generate a vehicle model based on unique, different methods in several details. Furthermore, the vehicle model is used for gradual characterization of the electric sports car to begin on electrical definition of the traction battery. Following that the topology of the battery makes the focus of discussion and will lead into the sizing of the propulsion system. This will be under the premise of optimization to avoid oversizing of the overall vehicle mass and an improvement in vehicle dynamics. The completion is formed by using simulation of vehicle dynamics to compare different, conceptual designs and to ensure validity in methodology.