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Elektroleichtfahrzeug:Mit Leichtigkeit zum Ziel
Prof. Dr. Markus Hennee´mobile-Hilton-Apéro, Basel04.Oktober 2007
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Konzept
Entwicklung eines ganzjährig einsetzbaren Elektro-Leichtfahrzeuges:Optimale Manövrierfähigkeit, gute Ein- und Aussteigemöglichkeiten, genügend Transportkapazität und ausreichende Reichweite im urbanen Umfeld, Witterungsschutz mit der Möglichkeit den Fahrgastraum zu beheizen.
Ökonomisch: Günstiger in der Anschaffung und im Betrieb als herkömmliche Automobile.
Flexibel: Agil zum Manövrieren in einem urbanen, engen Umfeld.
Ökologisch: Sehr wenig Lärm- und Schadstoffemissionen. Mit gutem Gewissen Auto fahren.
Sicher: Besserer Schutz als Fahrräder, Mopeds oder Motorräder dank Sicherheitszelle.
Design ID-Connect 2007
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Pflichtenheft
Fahrzeugkategorie Kleinmotorfahrzeug (VTS Art. 136)
Abmessungen (l x b x h) / Leergewicht
244 x 132 x 149 cm / 350 kg
Anzahl Plätze & Stauraum 2 Erwachsene + 2 Kinder oder Gepäck
Maximale Geschwindigkeit 80 km/h
Reichweite 50 - 100 km, je nach Anzahl Batterien
Anzahl Türen / Räder 2 Türen & Heckklappe / 4 Räder
Karosserie Aluminium Rohrrahmen
Verkleidung (faserverstärkter) Kunststoff
Fahrwerk Starrachsen hinten und vorne
Elektromotoren / Maximale Leistung 2 Scheibenläufermotoren / 7 kW
Antriebsart Hinterradantrieb, offenes Differential
Energiespeicher Li-Ionen Batterien
Bremssystem Scheiben vorne / Trommeln hinten
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Fahrwerk &Karosserie
Fahrleistung
Motorisierung Gesamtmasse
Batterien
Leichtbau
singmmmb2
vcAfgmF rot
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WLuftRW
Motivation für Leichtbaulösungen: Energieverbrauch reduzieren Schwerpunkt möglichst tief Achslasten gleich gross
Leichtbauspirale Elektrofahrzeug:
kosteneffiziente Leichtbaulösungen
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Kosteneffizienter Leichtbau
Ziel: Stückzahlen: Einige hundert bis wenige tausend
Fahrzeuge Anspruch: Seriennahes Fahrzeug, keine Studie!
Anforderungen an …
A. Bauweise: einfach (!)
B. Materialien: bekannt, verfügbar, kostengünstig
C. Prozess: zuverlässig, beherrschbar, robust
Material- und Prozessauswahl für jedes Bauteil Multimateriallösung
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Trend - Multimaterialbauweise
Quelle: Volkswagen 2002
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Werkstoffanteile
Quelle: Prof. Dr. R. Haldenwanger: Komplexität des Leichbaus im Pkw
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Kostenstruktur
Es gibt zwei geeignete Massnahmen, um die Gesamtkosten des Fahrzeuges möglichst niedrig zu halten:1. Durch ausgeprägten Leichtbau den Energiebedarf und somit den Batterieanteil tief zu halten 2. Die Kosten durch einfache Konstruktionen zu minimieren.
5% Chassis
10% Karosserie
20% Antriebsstrang
50% Batterien
5% Interieur
10% Verschiedenes
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Funktionsmuster 2006
2006: Aufbau eines Funktionsmusters ohne 3D Verkleidungsbauteile
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Film (1/2)
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Film (2/2)
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Fazit Fahrversuche
Funktionalität: Space Frame Bauweise bewährt Antriebskonzept funktioniert Motorleistung ausreichend Gute Leichtbaulösung
Fahreigenschaften: Wendig Spurtreue mangelhaft Vibrationen & Schläge
Design: Aussendesign wurde von Experten kritisiert
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Neues Design
ID-Connect 2007
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Chassis & Karosserie
Aluminium Gitterrohrrahmen (Space-frame) Verbindung über Eckbleche mit Kaltfügetechniken (Kleben & Nieten) Hinterwagen: Motorenträgerplatte mit Antriebselementen
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Chassis & Karosserie
Schubfelder zu Versteifung der Karosserie Vorderwagen aus Sandwichelementen (Energieabsorption) Sandwichboden über die gesamte Fahrzeuglänge Verbunden mit Polyurethan Dickschichtverklebung:
Toleranzausgleich, Vibrationen und -Problematik
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Chassis & Karosserie
Thermogeformte (ABS/PMMA) Paneele für die Aussenverkleidung Frontscheibe und Dachpaneel aus Polycarbonat Speziell entwickelte Stahlfelgen
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Aktueller Stand: 06.09.2007
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Aktueller Stand: 03.10.2007
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Vergleich mit bestehenden Elektrofahrzeugen
Alle bisherigen Elektrofahrzeugprojekte sind am hohen Anschaffungspreis, ungenügender Alltagstauglichkeit und teilweise verfehlter Konzepte des Fahrzeuges gescheitert.
* Alltagstauglichkeit: Fahrkomfort, Ein-/Ausstieg, Witterungsschutz# Umgerüstete Kleinfahrzeuge von verschiedenen grossen Fahrzeugherstellern
*
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Sponsoren – Herzlichen Dank!
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Ausblick
Fazit: Kosteneffizienter Leichtbau auch bei kleinen Stückzahlen
möglich Gezielte Material und Prozessauswahl für jedes Bauteil Der Schlüssel zum Erfolg ist die Einfachheit der
Konstruktion
Ausblick: 2007: Aufbau von zwei kompletten Prototypen Ende 2007: Typenzulassung für die Schweiz März 2008: Präsentation am Automobilsalon Mitte 2008: Fertigung 0-Serie 56km/h Crashversuch bis Mitte 2008 geplant
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Weniger ist mehr!Mies van der Rohe, Architekt und Designer
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