gesponsertVirtuelle Evidenz für die Mobilität von morgen Wie Simulation Batterie, Sicherheit und Zulassung verbindet

Elektromobilität treibt die Dekarbonisierung voran – doch steigende Anforderungen bringen klassische Entwicklungsprozesse an ihre Grenzen. Simulation eröffnet hier den Weg zu effizienteren, sicheren und nachhaltigen Lösungen.

Die Branche steht vor komplexen Aufgaben: Batterien müssen leistungsfähiger, sicherer und langlebiger werden. Software übernimmt immer mehr kritische Funktionen und treibt zugleich das autonome Fahren voran. Zudem verlangen Regulierungsbehörden nach transparenten Nachweisen für Sicherheit und Qualität. All das erfordert Methoden, die über konventionelle Ansätze hinausgehen – und genau hier kommt die Simulation ins Spiel.

Batterien im Fokus: Digitale Zwillinge für das Herzstück der E-Mobilität

Die Batterie ist das Herzstück eines Elektrofahrzeugs und stellt gleichzeitig die größte Herausforderung dar. Nach wie vor dominieren Fragen nach Reichweite, Ladegeschwindigkeit, Alterung und Sicherheit die Diskussion. Physische Tests sind zeitaufwendig und teuer: Ein kompletter Lebensdauertest kann Monate bis Jahre dauern.

Mit Ansys Twin Builder lassen sich hingegen realitätsnahe „Digital Twins“ von EV-Batteriesystemen inklusive multiphysikalischer Simulationen zur thermischen, mechanischen und elektrochemischen Analyse in Echtzeit erstellen. So können Entwickler bereits in einer frühen Designphase Lade-, Alterungs- und Sicherheitsszenarien simulieren sowie Batteriemanagementstrategien virtuell validieren und optimieren.

Besonders wertvoll ist, dass digitale Zwillinge die Batterieentwicklung zu einem fortlaufenden Prozess machen. Indem reale Betriebsdaten mit Simulationsmodellen abgeglichen werden, entsteht ein lernendes System. So können Hersteller kontinuierlich Schwachstellen erkennen, Software-Updates gezielt entwickeln und die Zuverlässigkeit der Batterien steigern.

Software-defined Vehicle: Simulation als Schlüssel für Sicherheit

Mit der Elektrifizierung geht ein weiterer Megatrend einher: das softwaredefinierte Fahrzeug. Moderne E-Autos sind rollende Hochleistungscomputer mit Millionen Codezeilen für Funktionen wie Energiemanagement, Fahrerassistenzsysteme oder Over-the-Air-Updates.

Auch die Absicherung der Batterien profitiert von diesem Ansatz: Softwaregestützte Strategien für das Lademanagement oder die vorausschauende Instandhaltung können virtuell abgesichert und im Betrieb weiter verfeinert werden.

Virtuelle Homologation: Zulassung im digitalen Zeitalter

Traditionelle Zulassungsverfahren beruhen auf aufwendigen physischen Tests wie Crashversuchen, Batteriesicherheitstests oder elektromagnetischen Verträglichkeitsprüfungen. Diese sind teuer und erfordern oft eine Vielzahl von Prototypen.

Doch die Regulierungslandschaft beginnt sich zu verändern: Digitale Evidenz gewinnt an Bedeutung. Erste Behörden akzeptieren bereits Simulationsergebnisse als Ergänzung oder sogar Ersatz für physische Tests, sofern die Modelle validiert und nachvollziehbar dokumentiert sind.

Ansys LS-DYNA zeigt hier großes Potenzial: Von Crashsimulationen über die Analyse der elektromagnetischen Verträglichkeit bis hin zu Batteriesicherheitstests können viele Nachweise virtuell erbracht werden.

Für Hersteller bedeutet das: Wer frühzeitig auf virtuelle Homologation setzt, kann nicht nur schneller auf den Markt kommen, sondern auch regulatorische Anforderungen mit größerer Transparenz erfüllen.

Simulation als Rückgrat der E-Mobilität

Batteriesimulation, softwaregestützte Validierung und virtuelle Zulassung zeigen, dass Simulation längst mehr ist als ein Werkzeug zur Entwicklungsbeschleunigung. Sie hat sich zu einem zentralen Nachweisinstrument entwickelt, das Batterien, Antriebe, Software und Infrastruktur gleichermaßen umfasst.

Ansys – inzwischen Teil von Synopsys – bietet dafür eine durchgängige Multiphysik-Umgebung, in der Elektrochemie, Thermodynamik, Mechanik und Softwareverhalten nahtlos zusammenfließen. Das verkürzt nicht nur die Time-to-Market, sondern erhöht auch Sicherheit, Nachhaltigkeit und Kundenzufriedenheit.

Dank Cloud-Plattformen und KI-gestützter Verfahren lassen sich heute ganze Fahrzeugflotten simulieren und kontinuierlich mit realen Betriebsdaten abgleichen. So entsteht eine digitale Evidenz, die Fahrzeuge über ihren gesamten Lebenszyklus begleitet und E-Mobilität effizient, sicher und vertrauenswürdig macht.