Elektromobilität mit virtueller Produktentwicklung meistern

Die virtuelle Produktentwicklung nutzt mathematische Modellierungs-, Simulations- und Optimierungsmethoden, um herausragende elektrische Antriebslösungen zu schaffen, die an die Grenzen des physikalisch Machbaren gehen. Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der holistischen Sichtweise über Komponenten und physikalische Domänen hinweg.

Dynamische Produktentwicklung

Bei der herkömmlichen Produktentwicklung wurden zumeist Prototypen gebaut, deren Leistung experimentell ermittelt und schrittweise verbessert. Ein solcher manueller Entwicklungszyklus eignet sich jedoch nicht für die Aufgabe, die elektrischen Antriebe der Zukunft zu entwerfen.

Elektrische Antriebe sind komplexe Systeme. Um sie verstehen und optimieren zu können, müssen Komponenten wie E-Motor, Leistungselektronik, Getriebe, Batterie und Regelung ganzheitlich betrachtet werden. Das bedeutet Elektromagnetik, Strukturmechanik, Thermodynamik und vieles mehr gleichermaßen einzubeziehen.

Elektromotoren sollen sowohl leistungsstark als auch kompakt, geräuscharm und kosteneffizient sein. Mithilfe der sogenannten Mehrzieloptimierung lässt sich der beste Designkompromiss ermitteln, aus dem die Produktentwickler dann die optimale Lösung auswählen können.

Bessere Lösungen

In einem gemeinsamen Projekt mit anderen Bosch-Geschäftseinheiten und weltweit führenden Hochschulinstituten stand das Bosch-Forschungsteam vor der Herausforderung, eine Mehrzieloptimierungsumgebung für elektrische Antriebe zu schaffen. Mit Erfolg: Durch die Senkung der Kosten um 20 Prozent und die Erhöhung der Performance um 30 Prozent konnte die Wettbewerbsfähigkeit spürbar verbessert werden. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden modernste Modellierungs-, Simulations- und Optimierungstechnologien eingesetzt, die sowohl handelsübliche Tools als auch Bosch-interne Lösungen umfassten.

Synergien für Elektromobilität

Die dabei entwickelten leistungsstarken Werkzeugketten verwendet Bosch mittlerweile im gesamten E-Antriebsgeschäft. Durch die Entwicklung von herausragenden Produkten an der Grenze des physikalisch Machbaren und die systematische Ausnutzung von Designkompromissen können sowohl die Marktanforderungen als auch die Kundenwünsche erfüllt werden. Die Produktion von E-Antrieben im industriellen Maßstab kann simuliert und optimiert werden, noch bevor sie überhaupt losgeht. Ein spezielles Team pflegt die dazu nötigen Werkzeugumgebungen und kann sich dabei auf das internationale Bosch-Netzwerk stützen.

Stetige Verbesserung ist unser Anspruch

Bosch Forscher arbeiten fortlaufend an der Optimierung der Methodik, indem sie beispielsweise die Freiform- und Topologieoptimierung mit adjungierten Methoden und künstlicher Intelligenz verknüpfen. Ziel ist es, die menschliche Kreativität mit computergestützter Inspiration zu koppeln und dadurch zu Produktdesigns zu gelangen, die nicht nur neuartig, sondern auch ästhetisch hochwertig sind.

Zusammenfassung

Bosch hat die Leistung von Elektroantrieben verbessert und dank innovativer virtueller Produktentwicklung gleichzeitig die Kosten reduziert. Der Erfolg öffnet Türen für noch größere Fortschritte bei der Elektromobilität.