DigiTain - Digitalization for Sustainability: Prozesse, Methoden und Modelle zur volldigitalen Produktentwicklung nachhaltiger Elektroantriebsarchitekturen im Rahmen des Konjunkturpakets, Ziffer 35c im Modul b "Neue, innovative Produkte als Schlüssel für Fahrzeuge und Mobilität der Zukunft"

Abstract

DigiTain verfolgt das Ziel, einen volldigitalen, nachhaltigkeitsorientierten Produktentstehungsprozess für Elektroantriebe zu entwickeln, in dem technische, ökonomische und ökologische Anforderungen frühzeitig und integriert berücksichtigt werden. Hintergrund ist der Wandel zur Elektromobilität, der neue Anforderungen an Wettbewerbsfähigkeit, Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz stellt und klassische, primär technisch-ökonomisch ausgerichtete Entwicklungsprozesse an ihre Grenzen bringt. Im Projekt werden digitale Prozesse, Methoden und Modelle geschaffen, um die Nachhaltigkeit von Gesamtfahrzeug und Antriebskomponenten bereits während der Entwicklung multidisziplinär zu bewerten und zu optimieren, mit besonderem Fokus auf der Verzahnung von passiver Sicherheit und Nachhaltigkeitsbewertung. Am Beispiel eines elektrischen Fahrzeugs mit hybrider Antriebsstrategie aus Brennstoffzellenaggregat und HV-Batteriesystem werden geeignete Werkstoff- und Recyclingkonzepte erarbeitet, multiphysikalische und skalenüberbrückende CAE-Modelle zur Crash-Absicherung eingesetzt und die Antriebskomponenten sowohl digital als auch am Demonstratorfahrzeug integriert. Ergänzend werden kundenorientierte Studien zur ressourceneffizienten Betriebsstrategie und zur Nutzerakzeptanz durchgeführt. Ein zentrales Ergebnis ist eine Methodik zur digitalen Zertifizierung mechanischer und ökologischer Anforderungen, die physische Absicherungsversuche reduziert und standardisierte, ökologische Bilanzierungen ermöglicht. DigiTain pursues the goal of developing a fully digital, sustainability-oriented product development process for electric powertrains, in which technical, economic, and ecological requirements are taken into account early on and in an integrated manner. The background is the transition to electromobility, which creates new demands on competitiveness, sustainability, and resource efficiency and pushes conventional development processes, which are primarily focused on technical and economic aspects, to their limits. Within the project, digital processes, methods, and models are created in order to evaluate and optimize the sustainability of the complete vehicle and powertrain components in a multidisciplinary way already during development, with a particular focus on the integration of passive safety and sustainability assessment. Using the example of an electric vehicle with a hybrid powertrain strategy based on a fuel cell unit and a high-voltage battery system, suitable material and recycling concepts are developed, multiphysical and scale-bridging CAE models are used for crash validation, and the powertrain components are integrated both digitally and in the demonstrator vehicle. In addition, customer-oriented studies on resource-efficient operating strategies and user acceptance are conducted. A key outcome is a methodology for the digital certification of mechanical and ecological requirements, which reduces physical validation tests and enables standardized ecological assessments.