Identifizierung und Analyse der primären technischen Herausforderungen bei der Bewältigung der Gewichtsverlagerung während der Entwicklung eines batterieelektrischen Luxus-SUV, der sich von einer V8-Biturbo-Konfiguration mit Verbrennungsmotor zu einer 480-kW-Dual-Motor-BEV-Architektur entwickelt.
Kontext des Anwendungsfalls
Im Mittelpunkt des Projekts steht die Umwandlung einer Luxus-SUV-Plattform mit 400 kW ICE in eine vollelektrische Version mit 480 kW Leistung. Die ICE-Version umfasst einen V8-Biturbomotor, einen Allradantrieb und ein aluminiumintensives Fahrwerk. Der Übergang zu BEV bringt große Änderungen in Bezug auf das Layout des Antriebsstrangs, die Batterieintegration, die Fahrwerksdynamik und die Gesamtmasse des Fahrzeugs mit sich.
Die wichtigsten Herausforderungen bei der Gewichtsumstellung
Batteriemasse und -platzierung
Hochleistungs-Batteriepacks (≥ 120 kWh) wiegen 600–650 kg. Die Integration in den Fahrzeugboden wirkt sich auf den Schwerpunkt, die Crashstrukturen und die Höhe des Kabinenbodens aus.
Strukturelle Anpassung für Batteriemodule
Der Fahrzeugunterboden muss für den Schutz des Batteriemoduls und die Integration in die Lastpfade überarbeitet werden. Erfordert neue strukturelle Leichtbauansätze, z. B. Hybrid-Aluminium-Stahl-Chassis oder Sandwichpaneele.
Gewichtsverteilung und Handhabung
Die BEV-Architektur verändert die Gewichtsverteilung zwischen Vorder- und Hinterrad (≈ 50:50). Erfordert eine Neukalibrierung der Aufhängung, der Lenkgeometrie und der aktiven Fahrwerkssysteme.
Änderungen des Wärmemanagementsystems
Neue thermische Systeme für Batterie, Wechselrichter und Motoren erhöhen die Komplexität und die Systemmasse. Modulare und thermisch effiziente Lösungen (z. B. Phasenwechselmaterialien, Dual-Loop-Kühlung) müssen in Betracht gezogen werden.
Beibehaltung von Luxus- und Komfortstandards
Eine erhöhte BEV-Masse darf weder das NVH, die Fahrqualität noch den Luxus im Innenraum beeinträchtigen. Innovationen bei werkstofflichen Leichtbaustrategien (z. B. CFK-Innenstrukturen, akustische Leichtbauschäume) sind erforderlich.
Leichtbau-Strategien
Material Leichtgewicht: Hochfeste Hybridbauteile aus Aluminium, CFK und Verbundwerkstoffen
System Lightweight: Integration von elektrischen Antrieben, Steer-by-Wire, Brake-by-Wire
Strukturelles Leichtgewicht: Batterie als tragendes Element, optimierte Crashstrukturen
Fazit
Die frühe Entwicklungsphase eines Luxus-SUV auf Basis einer ehemaligen ICE-Plattform stellt erhebliche Herausforderungen in Bezug auf das Massenmanagement und die strukturelle Integration dar. Ein umfassender, multidisziplinärer Ansatz für den Leichtbau ist entscheidend, um die Eigenschaften von Luxusfahrzeugen zu erhalten und gleichzeitig die Leistungs-, Sicherheits- und Reichweitenziele zu erreichen.
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