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Methode zur Betriebsfestigkeitsprüfung strukturintegrierter Hochvoltspeicher mittels eines multiaxialen Schwingtischs

Im Fahrzeugbau eingesetzte Methoden wie Predictive Maintenance und Online-Monitoring erfordern eine aussagekräftige Charakterisierung von Komponenten- und Systemeigenschaften.

In diesem Beitrag wird ein Konzept für eine vereinfachte Erprobung und Charakterisierung strukturintegrierter Hochvoltspeicher (HVS) von E-Fahrzeugen und ein entsprechender prototypischer Versuchsaufbau vorgestellt. Dabei wird der HVS als tragende Teilstruktur der Karosserie genutzt. Der HVS muss dann sowohl Massenkräfte als auch die Lasten aus dem Strukturlastpfad ertragen. Bei einer solchen Gestaltung erfolgt die experimentelle Festigkeitserprobung der Struktur typischerweise im Gesamtfahrzeug. Im vorgestellten Konzept wird zur Prüfung und Charakterisierung ein Teilbereich der Karosserie bestehend…

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Im Fahrzeugbau eingesetzte Methoden wie Predictive Maintenance und Online-Monitoring erfordern eine aussagekräftige Charakterisierung von Komponenten- und Systemeigenschaften.

In diesem Beitrag wird ein Konzept für eine vereinfachte Erprobung und Charakterisierung strukturintegrierter Hochvoltspeicher (HVS) von E-Fahrzeugen und ein entsprechender prototypischer Versuchsaufbau vorgestellt. Dabei wird der HVS als tragende Teilstruktur der Karosserie genutzt. Der HVS muss dann sowohl Massenkräfte als auch die Lasten aus dem Strukturlastpfad ertragen. Bei einer solchen Gestaltung erfolgt die experimentelle Festigkeitserprobung der Struktur typischerweise im Gesamtfahrzeug. Im vorgestellten Konzept wird zur Prüfung und Charakterisierung ein Teilbereich der Karosserie bestehend aus dem HVS und angrenzenden Karosseriebereichen auf einem multiaxialen Schwingtisch verwendet. Zur Nachbildung der Karosseriesteifigkeit und der Karosserieverformung in Folge von Strukturlasten werden einstellbare Steifigkeitselemente verwendet. Diese ermöglichen es, unter Beschleunigungsanregung verschiedene Beanspruchungs- und Verformungszustände der Prüfbaugruppe zu realisieren. Mit numerischen Modellen des Gesamtsystems und des Prüflings auf dem multiaxialen Schwingtisch werden Anordnung und Einstellung der Steifigkeitselemente im Hinblick auf globale Verformungen bzw. lokale Beanspruchungen optimiert.

Die für dieses Versuchskonzept benötigten Prüflinge sind deutlich kostengünstiger als ein Gesamtfahrzeug. Das Prüfkonzept ermöglicht im Entwicklungsprozess eine frühere Integrationsprüfung, eine effiziente Validierung numerischer Modelle, eine bessere statistische Absicherung der Prüfergebnisse dieser Strukturbereiche und somit eine aussagekräftigere Charakterisierung wichtiger Systemeigenschaften.

Artikelnummer
BF-2024-424

Titel
Methode zur Betriebsfestigkeitsprüfung strukturintegrierter Hochvoltspeicher mittels eines multiaxialen Schwingtischs
Autor(en)
V. Landersheim, J. Hansmann, M. Wallmichrath, S. Chéreau, T. Bruder, F. Bilger
DOI
10.48447/BF-2024-424
Veranstaltung
50. Tagung DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit – Tagung 2024
Jahr der Veröffentlichung
2024
Publikationsart
Tagungsmanuskript (PDF)
Sprache
Deutsch
Stichwörter
Hochvoltspeicher,Schwingtisch,Anbindungssteifigkeit,numerische Versuchsoptimierung,Integrationsprüfung