Unsicherheitsmanagement von Produktanforderungen in der Entwicklung von Hochvolt-Batteriesystemen

  • Uncertainty management of product requirements for the development of high voltage battery systems

Haunreiter, Andreas Ludwig Maximilian; Kampker, Achim (Thesis advisor); Pischinger, Stefan (Thesis advisor)

1. Auflage. - Aachen : Apprimus Verlag (2021)
Buch, Doktorarbeit

In: Ergebnisse aus der Elektromobilproduktion 14
Seite(n)/Artikel-Nr.: 1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2021

Kurzfassung

Die Automobilindustrie unterliegt einem dynamischen und disruptiven Wandel. Durch die Regulation durch CO2-Obergrenzen als Haupttreiber investieren die Unternehmen in die Entwicklung elektrischer Antriebe und neuer Fahrzeugmodelle. Für den rein elektrischen Antrieb spielt das HV-Batteriesystemdabei eine entscheidende Rolle, da es die Antriebseigenschaften wesentlich festlegt und gleichzeitig die teuerste Komponente im Fahrzeug ist. Die Entwicklung der HV-Batteriesysteme erfordert die Einbindung diverser Disziplinen (insbesondere Mechanik, Elektrik/Elektronik – E/E, Thermik, Elektrochemie) und legt durch die Auslegung und Konstruktion die späteren Produktkosten zu großen Teilen fest. Die Einhaltung von zeitlichen und finanziellen Zielen in der Entwicklung ist herausfordernd, da die Produktanforderungen bereits früh im Entwicklungsprozess festgelegt werden müssen, aber unteranderem durch schnelle Technologiesprünge und fehlende Standards auf allen Integrationsstufen – vom Zellmaterial, über die Zelle bis hin zum Batteriesystem – auf zum Teil unsicheren Informationenbasieren. Es werden demnach Annahmen als Basis für Produktanforderungen getroffen. Hinsichtlich der Produktanforderungen und der getroffenen Annahmen besteht ein Bedarf an geeigneten Methoden für das Management der unsicheren Informationen sowie durch sie bedingte Änderungen am Produkt und seinen Produktanforderungen, um Umsatz- und Gewinnausfälle durch einen Verzug im Entwicklungsprojekt zu vermeiden. In der vorliegenden Arbeit wird eine Methodik erarbeitet, die das Vorgehen für einen erfolgreichen Ablauf des Unsicherheitsmanagements für Produktanforderungen in der HV-Batteriesystementwicklung beschreibt. Sie befähigt den Entwickler von HV-Batteriesystemen dazu, Unsicherheiten zu identifizieren, in geeigneter Weise zu analysieren, sie hinsichtlich ihres Risikos für das Entwicklungsprojekt zu bewerten und letztendlich die Unsicherheiten zu handhaben. Durch die Validierung der Methodik wird der Nachweis erbracht, dass das Unsicherheitsmanagement im Entwicklungsprozess des HV-Batteriesystems bereits in der frühen Konzeptphase in der Praxis sinnvollangewendet werden kann. Zum Nachweis dient eine browserbasierte Software-Applikation, die für den Anwendungsfall programmiert wurde. Insgesamt leistet die Methodik des Unsicherheitsmanagements in der Praxis einen Beitrag dazu, die Transparenz im Entwicklungsprozess zu erhöhen, unvorhergesehene Mehraufwände bezüglich Zeit und Kosten zu vermeiden sowie die Kommunikation und damit die Prozesseffizienz zu verbessern. Dabei ist die Methodik auf die Entwicklung von HV Batteriesystemen ausgerichtet, aber der übergeordnete methodische Rahmen ist allgemeingültig und auf die Produktentwicklung im Allgemeinen übertragbar. Der wissenschaftliche Beitrag der vorliegenden Arbeit besteht darin, dass die bestehenden Ansätze zum Requirements Engineering (Anforderungsmanagement) und Requirements Management (Änderungs- und Risikomanagement) um das Unsicherheitsmanagement erweitert und dadurch verknüpft werden.

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