28. August 2018
Next Generation Car

Im Crashtest: Leichtbaukarosserie für das Auto von morgen

Video: Neuartige Leichtbaukarosserie im Crashtest
Video 1/7, Quelle: ©DLR
DLR-Forscher bei den letzten Vorbereitungen für den Crashversuch
DLR-Forscher bei den letzten Vorbereitungen für den Crashversuch
Bild 2/7, Quelle: ©DLR.

DLR-Forscher bei den letzten Vorbereitungen für den Crashversuch

Für den Crash haben die Forscher die SLRV-Karosserie auf einen feststehenden Schlitten geschraubt (in Hintergrund). Das Hindernis (im Vordergrund) wurde auf einem beweglichen Schlitten angebracht, der von einem Katapult beschleunigt wird.

Zusammensetzen der Karosserie des SLRV
Bild 3/7, Quelle: ©DLR.

Zusammensetzen der Karosserie des SLRV

Die einzelnen Bestandteile der Karosserie des SLRV bestehen aus Sandwichmaterial, das gesteckt und geklebt werden kann.

Das DLR-Team beim Anbringen des Vorderwagens
Bild 4/7, Quelle: ©DLR.

Das DLR-Team beim Anbringen des Vorderwagens

Vorder- wie Hinterwagen des SLRV dienen als Crashelemente. Außerdem ist in ihnen ein Großteil der Fahrzeugtechnik untergebracht.

Fertig für den Test: SLRV-Karosserie vor dem Crashversuch
Bild 5/7, Quelle: ©DLR.

Fertig für den Test: SLRV-Karosserie vor dem Crashversuch

Auf Komponenten-Testanlage des DLR-Instituts für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart führen die Forscher Crashtests durch - für eigene Projekte und für Auftraggeber.

Pfahlcrash: Der Impaktor (Hindernis) trifft seitlich auf die SLRV-Karosserie
Bild 6/7, Quelle: ©DLR.

Pfahlcrash: Der Impaktor (Hindernis) trifft seitlich auf die SLRV-Karosserie

Der Pfahlcrash ist für Karosserien ein besonders schwieriger Test. Er simuliert den seitlichen Aufprall eines Fahrzeugs auf einen harten Gegenstand.

Nach dem Test: DLR-Wissenschaftler begutachten die Verformung der Karosserie
Bild 7/7, Quelle: ©DLR.

Nach dem Test: DLR-Wissenschaftler begutachten die Verformung der Karosserie

Nach der ersten Begutachtung werten die DLR-Forscher die Verformung der Karosserie im Detail aus. Hier helfen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen aus unterschiedlichen Perspektiven.

  • DLR-Forscher haben im Zug des Großprojekts Next Generation Car (NGC) ein neuartiges Konzept für Kleinfahrzeuge entwickelt.
  • Das Safe Light Regional Vehicle (SLRV) zeichnet sich durch eine sehr leichte und gleichzeitig besonders sichere Karosserie in Sandwich-Bauweise aus.
  • Mit Hilfe von Crahs-Versuchen testen die DLR-Wissenschaftler die von ihnen entwickelte Leichtbaukarosserie in der Praxis.
  • Schwerpunkt(e): Verkehr, Mobilität, Fahrzeugkonzepte, Leichtbau

Kleine, leichte und elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden neben den öffentlichen Verkehrsmitteln den innerständischen und regionalen Pendelverkehr in Zukunft prägen. Im Zuge des Großprojekts Next Generation Car (NGC) haben Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) ein neuartiges Konzept für Kleinfahrzeuge entwickelt: das Safe Light Regional Vehicle (SLRV). "Der Schwerpunkt beim SLRV liegt darauf, eine sehr leichte Karosserie zu bauen, um so möglichst ressourcenschonend unterwegs zu sein. Gleichzeitig wollen wir eine sehr hohe passive Sicherheit bieten, was bestehende Fahrzeuge in diesem leichten Fahrzeugsegment oft nur unzureichend tun", fasst Dr.-Ing. Gerhard Kopp, Gruppenleiter Leichtbaufahrzeuge und Methoden Straßenfahrzeuge am DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte, zusammen.

Mit einer Reichweite von rund 400 Kilometern basierend auf einem kompakten elektrischen Antriebsstrang, der von einer Brennstoffzelle mit Energie versorgt wird, soll das SLRV vorwiegend als Pendler- und Zubringer-Auto dienen: zum Beispiel, um vom Umland in die Großstadt zu gelangen oder im Umland unterwegs zu sein – also überall dort, wo der öffentliche Nahverkehr nicht flächendeckend ausgebaut ist.

Sandwich-Bauweise: leicht, sicher und günstig

Die Karosserie des zweisitzigen SLRV ist niedrig und langgestreckt, um einen möglichst geringen Luftwiderstand zu erreichen. Mit nur rund 80 Kilogramm Gewicht ist sie sehr leicht, gleichzeitig aber sehr sicher und günstig zu fertigen. Möglich macht das die sogenannte Sandwich-Bauweise. Das eingesetzte Sandwich-Material besteht aus einer metallenen Decklage und einem Kunststoffschaum im Inneren. Der Vorder- und Hinterwagen des SLRV sind aus Sandwich-Platten zusammengesetzt und dienen als Crashzonen. In ihnen ist auch ein Großteil der Fahrzeugtechnik untergebracht. Die Fahrgastzelle besteht aus einer Wanne mit einer aufgesetzten Ringstruktur. Diese nimmt die Kräfte auf, die während der Fahrt auf das Auto wirken und soll die Insassen bei einem Crash schützen.

"Bisher kommen Strukturen aus Sandwich-Materialien noch nicht in der Serienfertigung von Fahrzeugen vor. Es besteht großer Forschungsbedarf, um das Verhalten solcher Strukturen zu charakterisieren und herauszufinden, wie man mit ihnen am besten baut", erklärt Michael Kriescher, der das SLRV-Projekt leitet. "Wichtig ist dabei vor allem das Verhalten von Sandwich-Strukturen bei Belastungen bis hin zum Extremfall, dem Crash", so der DLR-Forscher weiter.

Auf dem Prüfstand: Die Karosserie im Fontal- und Pfahlcrash

Viele Stunden hat das Team um Michael Kriescher am Computer gesessen, um die Karosserie des SLRV zu konstruieren und unterschiedliche Belastungsfälle zu simulieren. Um ihre Berechnungen zu prüfen, haben die DLR-Wissenschaftler außerdem zwei Prototypen gebaut und auf der hauseigenen Crashanlage des Instituts für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart getestet: "Wir haben einen Frontal- und einen Pfahlcrash durchgeführt, ähnlich wie sie auch in der Automobilindustrie vorkommen. Der Pfahlcrash ist dabei besonders schwierig für jede Karosserie. Er simuliert den seitlichen Aufprall eines Fahrzeugs auf einen harten Gegenstand, wie beispielsweise einen Baum", beschreibt DLR-Ingenieur Kriescher. Für diesen Crash haben die Forscher die SLRV-Karosserie auf einen feststehenden Schlitten geschraubt. Das Hindernis, in diesem Fall ein pfahlähnlicher Impaktor, wurde auf einem beweglichen Schlitten angebracht. Ein Katapult beschleunigte diesen Schlitten innerhalb weniger Meter auf eine Geschwindigkeit von fast 30 Stundenkilometern und ließ ihn auf die Karosserie treffen. Mehrere Hochgeschwindigkeitskameras zeichneten beide Versuche aus unterschiedlichen Perspektiven auf. Mit Hilfe zuvor auf die Karosserie aufgeklebten Messpunkten konnten die DLR-Forscher dann die Bewegung und Verformung an den einzelnen Stellen der Struktur genau auswerten (siehe Video).

"Beide Crashversuche haben gut funktioniert und uns viele interessante Ergebnisse gebracht, die wir jetzt mit unseren Simulationen vergleichen. So können wir die Karosserie des SLRV Schritt für Schritt weiterentwickeln und gezielt verbessern", fasst Michael Kriescher die Tests zusammen. Als nächsten Meilenstein wollen die DLR-Wissenschaftler dann einen Demonstrator bauen, also ein fahrfähiges Forschungsfahrzeug.

Zum Großprojekt Next Generation Car (NGC)

Im Großprojekt Next Generation Car (NGC) entwickeln insgesamt 20 DLR-Institute gemeinsam Technologien für Straßenfahrzeuge der übernächsten Generation. Neben dem SLRVgibt es zwei weitere Fahrzeugkonzepte, die ebenfalls dem Megatrend der Urbanisierung Rechnung tragen: Das Urban Modular Vehicle (UMV) als modular aufgebautes Stadtauto für private wie kommerzielle Anwender sowie das für weitere Strecken zwischen Ballungsräumen entworfene Inter Urban Vehicle (IUV).

Kontakt
  • Denise Nüssle
    Kommunikation Stuttgart und Ulm
    Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

    "Politikbeziehungen und Kommunikation"
    Telefon: +49 711 6862-8086
    Telefax: +49 711 6862-636
    Pfaffenwaldring  38-40
    70569  Stuttgart
    Kontaktieren
  • Michael Kriescher

    Institut für Fahrzeugkonzepte
    Telefon: +49 711 6862-409
    Telefax: +49 711 6862-258
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