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Wie Simulation die Automobilentwicklung vorantreibt

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CADFEM Germany GmbH

Mechanik, Elektronik, Software und künstliche Intelligenz verschmelzen

Wer Elektromotoren entwickelt, ohne Leistungselektronik und Thermomanagement zu optimieren, wird scheitern. Wer Software entwickelt, ohne die physikalischen Grenzen der Hardware zu kennen, wird ausgebremst.

Dr. Thorsten Koch über aktuelle Trends in der Automobilentwicklung
Dr. Thorsten Koch, Managing Director, Comsol Multiphysics GmbH.
(Bild: Comsol GmbH)

  • Was sehen Sie als die wichtigsten Trends im Automobildesign?

    Wer heute nur über Elektrifizierung redet, verpasst die eigentliche Revolution: Die komplette Neudefinition des Entwicklungsprozesses. Mechanik, Elektronik, Software und künstliche Intelligenz verschmelzen und müssen künftig immer stärker gemeinsam gedacht werden. Wer Elektromotoren entwickelt, ohne Leistungselektronik und Thermomanagement zu optimieren, wird scheitern. Wer Software entwickelt, ohne die physikalischen Grenzen der Hardware zu kennen, wird ausgebremst.

  • Wie kann Simulation den Bedarf an physischen Prototypen reduzieren?

    Simulation ermöglicht eine umfassende Analyse und Optimierung von Designs, bevor physische Prototypen gefertigt werden müssen – und jede Prototypenreihe, die nicht gebaut wird, spart Millionen. Warum also nicht zuerst virtuell testen, bevor teure Komponenten produziert und aufwendig erprobt werden? Ein Beispiel: Elektromotoren müssen effizient, thermisch stabil und dabei kosteneffizient produzierbar sein. Früher erforderte jede Designänderung neue Prototypen. Heute lassen sich diese Wechselwirkungen mit multiphysikalischer Simulation vorab optimieren – mit deutlich weniger realen Tests.

  • Was bedeutet das für den Entwicklungsprozess?

    Es geht nicht mehr darum, sich langsam an das perfekte Design heranzutasten. Simulation ermöglicht es, das ideale Produkt zuerst digital zu erschaffen und es dann in die Realität zu überführen. In einem Projekt des Toyota Research Institute of North America (TRINA) beispielsweise wird generatives Design genutzt, um Strukturen für eine optimierte Gasverteilung in Brennstoffzellen zu entwickeln. Mit herkömmlichen Methoden: Monatelange Prototypenfertigung, Tests, Anpassungen. Mit simulationsgestütztem generativem Design: direkt das ideale Design, ohne Umwege. Wer das verstanden hat, entwickelt schneller als der Wettbewerb.

  • Welche Funktionen des softwaredefinierten Fahrzeugs profitieren besonders von Simulationsanwendungen?

    Das softwaredefinierte Fahrzeug ermöglicht die kontinuierliche Weiterentwicklung von Funktionen nach der Inbetriebnahme. Besonders spannend ist der Einsatz digitaler Zwillinge, die als Simulations-Apps in Echtzeit Fahrzeugsysteme analysieren – etwa zur Vorhersage des Akkuzustands. Damit dies effizient gelingt, kommen schlanke Surrogate Models zum Einsatz: Auf neuronalen Netzen basierend, liefern sie komplexe multiphysikalische Berechnungen in Echtzeit, ohne das Fahrzeug zu überlasten. So lassen sich Wartungsintervalle optimieren, Ausfälle vermeiden und die Fahrzeugleistung langfristig steigern – ein klarer Wettbewerbsvorteil für die Mobilität der Zukunft.

  • Wie wird künstliche Intelligenz die Produktentwicklung in der Zukunft beeinflussen?

    Schon sehr bald wird kein Ingenieur mehr ohne KI arbeiten, und die Frage ist nur, wer zuerst strategisch umdenkt. Künstliche Intelligenz wird das Engineering nicht ersetzen, aber es wird die Grenzen der Produktentwicklung neu definieren. Simulation und künstliche Intelligenz sind keine zwei getrennten Technologien – sie sind die perfekte Symbiose. Wer sie kombiniert, entwickelt Produkte, die leistungsfähiger, effizienter und nachhaltiger sind als je zuvor. 

Mit dem Permanentmagnetmotor-Modell für Elektro- und Hybridfahrzeuge lassen sich Prototypen genau prognostizieren.
(Bild: Comsol GmbH)

Weitere Informationen: https://www.autocad-magazin.de/trends-der-automobilindustrie-experten-im-gespraech-a-5942f17bd44b56dd0e788b2aeea51b76/

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