ELEKTROMOBILITÄT

FORSCHERGRUPPE

EDITHA

Die Verwendung elektrischer Antriebsstränge in zukünftigen automobilen Anwendungen führt letztlich durch das systematische Überdenken der Gesamtsystemarchitektur des Automobils zu einer völlig neuen Herangehensweise an die funktionalen Baugruppen. Der verbrennungsmotorische Antriebsstrang war ein wesentlicher Bestandteil für die jahrzehntelange Entwicklung der derzeitig geläufigen automobilen Gesamtsystemarchitektur und den daraus abgeleiteten Produktionssystemen. Schon hier ist ein deutlicher Trend der Modularisierung von Baugruppen ersichtlich und wird konsequent weiterentwickelt. Durch die Implementierung elektrischer Antriebssträngen ergeben sich neue Gestaltungsmöglichkeiten für die Konstruktion der Gesamtsystemarchitektur des Automobils, aber auch neue Herausforderungen im Produktentstehungsprozess. Die verstärkte Implementierung von Modulbaugruppen von Systemlieferanten (Batteriemodul, Antriebsmodul,) führt zu einer weiteren Verringerung der Eigenfertigungstiefe. Die Planung und Beherrschung der Produktions- und Montagesysteme und damit einhergehend das Herausarbeiten von Alleinstellungsmerkmalen als die verbleibende Kern-Kompetenz im Produktentstehungsprozess rückt dabei zwangsläufig in den Fokus wirtschaftlicher Betrachtungen. Die Sicherstellung hochflexibler und kundenspezifischer Montageabläufe durch bisherig angewandte Anordnungsverfahren im Produktionssystem stößt dabei verstärkt an funktionale Grenzen, welche thematisiert und überwunden werden müssen.

Im Mai 2016 starteten die Arbeiten zum Verbundprojekt Competence in Mobility (CoMo) III. Das IAF verantwortet hierin das Teilprojekt Gesamtfahrzeug und ist federführend bei der Konzeption und Realisierung der zu beforschenden elektrisch angetriebenen automobilen Funktionsmuster. Forschungsziel des IAF ist, die Analyse, Gestaltung und Organisation von Produktionssystemen hochmodularisierter Elektrofahrzeuge. Die Arbeiten erfolgen innerhalb der institutsübergreifenden Forschergruppe für Elektromobilität „Editha“.

Im Como III-Vorprojekt „Editha 3.0“ wurde ein automobiles Funktionsmuster als  Versuchsplattform für die Beforschung des elektrischen Antriebs mittels Radnabenmotoren entwickelt. Die Umsetzung von Editha 3.0 erfolgte unter konsequenter Abstimmung aus konstruktiver und produktionstechnischer Sicht. Basierend auf den aufgebauten Kompetenzen bereits realisierter Elektrofahrzeugfunktionsmustern war die stringente Entwicklung und Implementierung von skalierbaren Plug & Play Modullösungen für die Baugruppen des elektrischen Antriebsstrangs das Entwicklungsziel.

Durchführung und Ziel des Forschungsvorhabens CoMo III

Zur Verifizierung der Auswirkungen auf die Produktions- und Montagesysteme sowie zur Erhebung der funktionalen Grenzen bisher angewandter Anordnungsverfahren werden den Forschungstätigkeiten die erarbeiteten Ergebnisse elektromobiler Forschungsvorhaben (Elektroauto Editha 1.0, COMOI+II, ELISA - Modulare Leichtbaukomponenten für periphere E-Mobilitätssystemlösungen, Bau eines Funktionsträgers für Radnabenantriebe "Editha 3.0") zugrunde gelegt und systematisch durch die bei der Umsetzung eines weiteren realen automobilen Funktionsmuster gewonnenen Erkenntnisse innerhalb CoMo III ergänzt. Ziel des Editha Teams ist es, den Entwicklungsansätzen des Purpose Designs zu folgen und somit auch die zukünftige automobile Gesamtsystemarchitektur zu beurteilen und bewerten zu können.

Entgegen den Umbauten auf einen elektrischen Antrieb bei denen die Systemarchitektur des elektrischen Antriebsstrangs (Komponenten, Konfektionierung und Layout) an die Fahrzeugarchitektur angepasst wird, wird bei dem Purpose Design die Systemarchitektur des elektrischen Antriebsstrangs priorisiert und die Fahrzeugarchitektur angepasst bzw. ein bestmögliches Fahrzeugkonzept zugrunde gelegt. Dies ermöglicht dem Editha Team eine Entwicklung unter geringeren konstruktiven Zwängen, wodurch das Forschungsziel von modularen skalierbaren Plug & Play Baugruppen stringent verfolgt werden kann.

Seitens des Editha Teams wird angestrebt, die Umsetzung des automobilen Funktionsmusters im Verbundprojekt CoMo III mit einer hohen Eigenfertigungstiefe durchzuführen. Basierend auf den aufgebauten Kompetenzen zur Gestaltung und Konfektionierung des elektrischen Antriebsstrang und dessen Komponenten erfolgt die Realisierung des Funktionsmuster mit Fokus auf den Aspekten der Reichweitensicherheit, Alltagtauglichkeit und Nachhaltigkeit. Dabei soll herauskristallisiert werden, inwieweit und in welchem Umfang Kern-Kompetenzen für zukünftige automobile E-Mobilitätsprojekte realisierbar sind und wie diese durch organisatorische Modelle und Strategien im Produktionssystem gestützt werden. Die aus den Forschungstätigkeiten resultierenden Ergebnisse ermöglichen eine Handlungsgrundlage zur Organisation und Strukturierung E-Mobiler-Produktionssysteme und zur Befähigung von wirtschaftlichen Alleinstellungsmerkmalen.

Abbildung1: Herausforderungen und Ergebnisse E-Mobiler Produktionssysteme

ComoIII  "COmpetence in MObility" wird gefördert von: