Das Wechselspiel zwischen Bauraum, Struktur und den darin zu platzierenden Komponenten stellt seit je her eine Herausforderung in der Fahrzeugentwicklung dar. Im Zeitalter der Elektromobilität müssen für batterieelektrische Fahrzeuge die erforderlichen großvolumigen Batteriepakete mit einbezogen werden, was zu einer deutlich höheren Komplexität führt. Die Herausforderung ist die Identifikation der Abhängigkeiten zwischen Bauraum und Strukturkomponenten sowie die daraus abgeleitete Entwicklung einer Methode für das Finden eines gewichtsoptimalen Konzepts. Parametrische Entwurfswerkzeuge ermöglichen den schnellen Aufbau unterschiedlicher Tragstrukturen in Abhängigkeit von variablen Anforderungen. In dieser Veröffentlichung wird ein Verfahren beschrieben, das in einem teilautomatisierten Ablauf die einzelnen Teilaufgaben bis zum validierten Konzept löst. Es stehen erstmals parametrische Verknüpfungen der Karosseriestruktur sowie der Package-Komponenten inkl. der Batteriemodule zur Verfügung, die eine konsequente Bauraumkontrolle und Bauraumausnutzung für neue strukturintegrierte Traktions-Batteriekonzepte erlauben. Aus Fahrzeug- und marktspezifischen Anforderung werden Varianten von Batteriesystemen unterschiedlicher Lage, bestehend aus einzelnen Batteriemodulen, erzeugt. In dem noch zur Verfügung stehenden Bauraum werden mittels intensitätsbasierter Lastpfadanalyse die Belastungen ausgehend von den Batterieanbindungspunkten bestimmt. Unter Nutzung einer Profildatenbank, die Material- und Fertigungs- sowie Kostenkriterien berücksichtigt, wird ein Strukturmodell erstellt, welches in ein rechenfähiges FE- Modell diskretisiert werden kann. Durch den hohen Grad der Parametrisierung lassen sich sehr einfach unterschiedlichste Anordnungsvarianten der Batterie automatisiert erstellen. Die nachfolgende Absicherung dieser unterschiedlichen Varianten erfolgt in einer geschlossenen Optimierungsschleife. Hierbei ist hervorzuheben, dass die geometrischen und topologischen Änderungen über "records" der zugeordneten Designvariablen beschrieben werden und die Zielgrößen (z.B. gewünschte Torsions- oder Biegesteifigkeit) der Bodengruppe zur Steuerung der Designvariablen genutzt werden können. Dieses Vorgehen unterscheidet sich von der herkömmlichen "sequentiellen" Nachrechnung einzelner Varianten und ermöglicht den schnellen Aufbau und die Bewertung unterschiedlicher Tragkonzepte, dient aber auch zur Potentialabschätztung unterschiedlicher Batteriekonzepte.

The iterative process of positioning a structure in the design space is a big challenge in itself. In the era of electro-mobility the consideration of bulky battery packs in electric vehicles increase the degree of complexity. The challenge lies in identifying dependencies between the construction space and the structure and also the identification of a method to find lightweight concepts. Parametric design tools enable quick creation of different structural concepts based on various requirements. In this paper a process is described which in a semiautomatic manner fulfils the individual steps from topology finding to a validated concept. Parametric relationships between vehicle body structure and package objects like battery module are defined. These relationships enable optimal usage of design space for positioning the structurally integrated traction-battery concepts and a design space conflict check.