Zuverlässiger Partner bei der Gesamt­fahrzeugentwicklung

Aus einer Hand

10. Mai 2019 | Engineering Service

Teil eins von drei aus der Reihe Gesamtfahrzeugentwicklung aus einer Hand

FEV hat sich innerhalb der letzten Dekade zu einem Engineering-Dienstleister entwickelt, der das gesamte Service-Spektrum in der Fahrzeugentwicklung abdecken kann. In drei Beiträgen wird auf die Fahrzeugmodule Rohbau, Exterieur/Interieur, Licht und Sicht und das Fahrwerk eingegangen. Dabei werden Fahrzeugeigenschaften wie Akustik, Fahrdynamik, passive und aktive Sicherheit und auch Dauerfestigkeit betrachtet. Entwicklungswerkzeuge sind hier die virtuelle und reale Erprobung. Begleitet werden die Aktivitäten von diversen Steuerungsaufgaben wie Benchmarking mit anschließendem Targetsetting, Versuchs- und Prototypenplanung, Gewichtsmanagement und Homologation.

>> HAUPTAUFGABE IN DER ENTWICKLUNG IST DIE AUFLÖSUNG DER ANFORDERUNGS-ZIELKONFLIKTE UNTER BERÜCKSICHTIGUNG VON KOSTEN UND QUALITÄT

FEV übernimmt Verantwortung für die komplette Bandbreite der Gesamtfahrzeugentwicklung sowie für die Entwicklung einzelner Module und für punktuelle Konstruktions- und Berechnungsumfänge einzelner Bauteile. Die Tatsache, dass die Entwicklungskompetenz für Antrieb, Getriebe und Fahrzeug aus einer Hand kommen, macht FEV zu einem optimalen Entwicklungspartner – auch für elektrifizierte Fahrzeuge. Besondere Expertise bietet FEV bei der Konversion konventionell angetriebener Fahrzeuge zu Elektromobilen, da gerade hier die eng verzahnte und parallele Entwicklung von Antriebsstrang und Fahrzeug zu einem optimalen Ergebnis führt. Im Weiteren werden einige Aufgaben aus der Gesamtfahrzeugentwicklung vorgestellt.

Rohbaustruktur

Die Rohbaustruktur ist das Rückgrat des Fahrzeugs. In den l etzten Jahren lag der Schwerpunkt der Entwicklung auf Crash und Gewicht. Mit den zukünftigen Trends des autonomen Fahrens und der Elektrifizierung werden sich die Anforderungen diesbezüglich deutlich verändern, wobei elektrifizierte Fahrzeuge als kritischen Lastfall in den meisten Fällen den lateralen Pfahlaufprall aufweisen: Die Rohbaustruktur muss ein Eindringen oder eine starke Deformation des Batteriegehäuses verhindern, um einen Kurzschluss und damit ein Entflammen in der Batterie zu vermeiden. Darüber hinaus muss die Struktur eine Vielzahl anderer Lastfälle wie zum Beispiel globale, statische und dynamische Steifigkeiten, lokale Steifigkeiten und Festigkeiten, Dauerfestigkeit und vieles mehr erfüllen. Hauptaufgabe in der Entwicklung ist die Auflösung der Zielkonflikte zwischen diesen Anforderungen und den ebenso wichtigen Themen Kosten und Qualität. Bei den künftig zu erwartenden autonom fahrenden Fahrzeugen werden neue Fahrzeugarchitekturen benötigt. Erst bei vollständiger Vernetzung und Autonomisierung der Fahrzeugpopulation wird eine Reduktion der Fahrzeugsicherheitsanforderungen mit entsprechendem Potential zur Gewichtsreduktion zu erwarten sein. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die frühzeitige Einbeziehung der Produktion in die Rohbauentwicklung. Durch intensive Anwendung auch von Simulationstechniken für die Fertigung wird ein hoher Reifegrad in den ersten Erprobungsfahrzeugen erreicht – hohe Kosten für spätere Werkzeugänderungen können so verhindert werden. Auch Standardbauteile wie Schrauben, Muttern, Klammern und Halter müssen zu Projektbeginn definiert werden.

Die Konstruktion jedes Bauteils ist zwingend von Anfang an anhand der Produktionsanforderungen abzuleiten. Wichtigstes Werkzeug in dieser Entwicklungsphase ist die Berechnung. Hier werden Vorschläge zur Optimierung der Teile hinsichtlich Crash, Steifigkeit, NVH und Herstellbarkeit erarbeitet. Die Konstrukteure müssen dabei den richtigen Kompromiss zwischen diesen Anforderungen finden.

Exterieur und Interieur

FEV kann alle Themen in den Bereichen Exterieur und Interieur abbilden. Dies beginnt bereits in der frühen Konzeptphase mit Bauraumanalysen und verschiedenen Themen der Designbegleitung. Weitere Themen sind die Erzeugung von technischen Oberflächen in „Class-A“-Qualität im Bereich Oberflächenkonstruktion sowie die werkzeug- und seriengerechte Bauteilentwicklung – FEV ist ein ganzheitlich aufgestellter Entwicklungspartner an den Schnittstellen zu den OEMs und Tier1.

Abb. 1: Oberflächenkonstruktion im Entwicklungsprozess

Um die Konvergenzen zwischen Design und Technik sicherzustellen, spielt im gesamten Prozessverlauf der Oberflächenkonstruktion eine entscheidende Rolle (Abbildung 1). Dabei übernimmt FEV die Verantwortung in der Optimierung von Oberflächen und deren Übergängen im Sicht- sowie Grauzonenbereich (stetige, störungsfreie Geometrien), sorgt für definierte Bauteilübergänge und harmonische Fugenverläufe und stellt die technischen Anforderungen hinsichtlich der Produktion (u.a. Oberflächenbeschaffenheit und Materialität) sicher (Abbildung 2). Die Einhaltung von Mindestradien nach ECE R26, rechtlicher Bestimmungen zum Fußgängerschutz oder „Impact-Crash”-Anforderungen ist für das Team von Spezialisten eine Selbstverständlichkeit. Insbesondere die letzte Entwicklungsphase ist durch eine enge Zusammenarbeit zwischen Werkzeugbau, Konstruktion und Oberflächenkonstruktion gekennzeichnet.

Abb. 2: Beispiel eines Inserts mit Wellenmuster, das in der Form transformiert und in die Fläche übergeht

Angesichts der automobilen Megatrends kommt dem Interieur aktuell eine wachsende Bedeutung zu. Lag das Hauptaugenmerk in der Interieur-Entwicklung früher vielfach auf rein praktischen Gesichtspunkten, sorgen die zunehmende Vernetzung und neue Mobilitätskonzepte wie Carsharing, Elektroautos oder autonome Fahrzeuge für radikale Veränderungen mit starkem Einfluss auf die gesamte Ausstattung des Innenraums. Dabei liegt ein Fokus auf der Sitzgestaltung und -entwicklung. Die Stichworte lauten unter anderem Variabilität, Komfort, Funktionalität und Konnektivität.

FEV hat in den Ausbau der Teamstärke im Bereich der Sitzentwicklung investiert und setzt auch künftig auf einen nachhaltigen Ausbau der Ressourcen in diesem Segment. Die Entwickler verstehen die Sitze als künftige „Kommandozentrale“ im Fahrzeug, die neben Individualisierungsmöglichkeiten (Memoryfunktionen für dezidierte Fahrerprofil-Unterscheidungen), auch die Möglichkeit zur Integration von Gesundheits- und Wellnessfunktionen (zum Beispiel Vitalmonitoring) vorhält. Darüber hinaus drückt sich die Bedeutung der Sitze auch über die Relation von Kosten- und Gewichtsanteilen im Vergleich zum Gesamtfahrzeug aus.

Auch im Bereich Modellbau/Prototypenbau und Trimshop profitieren FEVs Kunden von einem breiten Spektrum von Dienstleistungen und großer Kompetenz in der Umsetzung einfacher wie komplexer Themen. So gehört der Aufbau von Carbucks und Sitzkisten, die Unterstützung im Hinblick auf Sitzmodifikationen und der Umbau von Aggregateträgern zum Angebot. In der Entwicklung von Bezügen werden alle Facetten und Materialien abgebildet (Leder, Kunstleder, Stoffe, künstliche Gewebe; Abbildung 3); die Kunden werden von Näh- und Kaschierungsarbeiten über die Integration von Heizungs- und Klimatisierungssystemen bis hin zur technischen Dokumentation begleitet. Vom Beziehen einzelner Lenkräder, Schaltstulpen, Mittelarmlehnen, Fahrzeughimmeln bis hin zur Fertigung kompletter Carsets und Gesamtinterieurs, ist FEV weitreichend aufgestellt.

Aktuell beschäftigen sich alleine deutschlandweit rund einhundert FEV Mitarbeiter mit der Gesamt-Interieurentwicklung (Dachhimmel, Säulen, Boden/Dämmungen, Kofferraum/Cargomanagement, Mittelkonsole, Türverkleidungen und I-Tafel).

Abb. 3: Integration unterschiedlichster Materialien im Interieur
Klicken Sie hier um den zweiten Teil dieser Artikelreihe zu lesen.
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