7. Karosserieentwicklung für passive Sicherheit

Ausgehend von der Strukturcharakteristik des Vorderwagens wird zuerst die Grundlage der Karosserieauslegung für die Frontkollision behandelt, gefolgt von der Auslegung für den Seiten- und Heckaufprall. Dabei werden die Geschwindigkeitsverläufe und die Verzögerungen des Fahrzeugs und der Insassen analysiert, welche die Grundlage für den Insassenschutz darstellen. Um bestimmte Verzögerungsverläufe zu erhalten, müssen die Karosseriestrukturbauteile die kinetische Energie absorbieren. Für axiale Beanspruchungen werden die Faltungsvorgänge und -mechanismen genutzt, um die Energieabsorption näherungsweise zu berechnen, was eine analytische Vorauslegung von Bauteilen wie z. B. der Crashbox und der Längsträger ermöglicht. Die Energieaborptionsrate und das Lastniveau unterschiedlicher Werkstoffe und Bauteilgeometrien werden verglichen. In der weiteren Ausführung werden die Vorderwagen-, Seiten- und Heckstruktur sowie die abstützenden Strukturen für die in Kapitel 6 beschriebenen verschiedenen Crashbelastungen an mehreren Beispielen für ICE- und BEV-Fahrzeuge beschrieben und diskutiert. Typische Geschwindigkeits- und Verzögerungsverläufe sowie Last- und Energieverteilungen werden gezeigt, die dem Leser bei eigenen Entwicklungen als Zielwerte dienen können. Neben gewöhnlichen PKWs werden auch Cabriolets und Pick-ups behandelt. Entwicklungen des Werkstoffeinsatzes und des Leichtbaus werden für einen Zeitraum von über drei Jahrzehnten diskutiert. Zum Schluss werden die Insassenschutzsysteme, welche Sicherheitsgurte, verschiedene Airbags und sekundäre Komponenten enthalten, hinsichtlich ihrer Wirkungsweise, der zeitlichen Wirkungsfolge und der Auswirkungen für den Insassenschutz beschrieben. Auch die neuen Schutzsysteme für die Batterie der BEVs werden zum Schluss kurz dargelegt.