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Kap 02 Fahrzeugkonzepte - Karosserietechnik FH Aachen

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Fahrzeugintegration<br />

2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

Prof. Dr.-Ing. T. Röth / Lehr- und Forschungsgebiet „<strong>Karosserietechnik</strong>“ / FB6: Luft- und Raumfahrttechnik /<br />

Fachhochschule <strong>Aachen</strong> / Hohenstaufenallee 6 / 52064 <strong>Aachen</strong> / www.karosserietechnik.fh-aachen.de


2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

Agenda<br />

1 Einführung<br />

2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />

2.4 Individualisierung<br />

2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />

3 Package und Ergonomie<br />

4 Automobilwirtschaft<br />

5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />

6 Fahrzeughomologation<br />

7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />

8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />

9 Fahrzeugbeleuchtung<br />

10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />

© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / Lehr- und Forschungsgebiet „<strong>Karosserietechnik</strong>“ / FB6 / Fachhochschule <strong>Aachen</strong> 2/31


2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2 Allgemeine Aspekte<br />

Globale Herausforderungen<br />

• Individuelle Kaufanforderung<br />

• Einkommensstruktur<br />

• Demografischer Wandel<br />

• Urbanisierung<br />

• Steigengende<br />

Verkehrsbelastung<br />

• Verfügbarkeit ÖPNV<br />

Gesellschaft<br />

Mobilität<br />

Sicherheit<br />

Energieeffizienz<br />

• Klimatische Veränderung<br />

• CO2<br />

• Verfügbarkeit<br />

fossiler Brennstoffe<br />

• Steigende Fahrzeugzahl<br />

• Gesetzliche Anforderungen<br />

• Neue Märkte<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2 Allgemeine Aspekte<br />

Grundlagen der Fahrzeugkonzeption<br />

Hauptziele und Anforderungen<br />

Gestaltungsfelder der<br />

Fahrzeugkonzeption<br />

Aufbauausprägung<br />

(Fahrzeuggrundform)<br />

Maßkonzept (Sitzplätze,<br />

Kofferraum, Abmessung)<br />

Motor (Aggregat- und<br />

Antriebsstrangkonzept)<br />

Fahrzeugkonzept<br />

Das Fahrzeugkonzept ist ein Design Layout, welches die Produktidee im<br />

Zusammenhang mit der grundsätzlichen Machbarkeit des Fahrzeugs wiedergibt. Das<br />

konzeptionelle Design Layout setzt sich zusammen aus dem Fahrzeugcharakter, seinen<br />

Attributen und aus seinen Hauptsystemen und Modulen.<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

Agenda<br />

1 Einführung<br />

2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />

2.4 Individualisierung<br />

2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />

3 Package und Ergonomie<br />

4 Automobilwirtschaft<br />

5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />

6 Fahrzeughomologation<br />

7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />

8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />

9 Fahrzeugbeleuchtung<br />

10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />

Charakterisierung von motorgetriebenen Fahrzeugen nach DIN 70010 (Rev. 2001)<br />

Personenkraftwagen (max. 9 Personen)<br />

Benennung Sitze Türen Skizze Definition<br />

Limousine ≥4 2 / 4 Geschlossener Aufbau mit festem Dach, min. 2<br />

Sitzreihen, 5 oder 3 Türer<br />

Kabrio-Limousine ≥4 2 / 4 Offener Aufbau mit min. 2 Pos. des beweglichen<br />

Dachs, min. 2 Sitzreihen<br />

Pullman-<br />

Limousine<br />

≥4 4 / 6 Geschlossener Aufbau mit festem Dach,<br />

Untertrennungswand möglich, min. 2 Sitzreihen<br />

Coupé ≥2 2 Geschlossener Aufbau mit festem Dach, min 1<br />

Sitzreihe<br />

Kabriolett ≥2 2 / 4 Offener Aufbau mit min. 2 Pos. des beweglichen<br />

Dachs, min. 1 Sitzreihe, 3 oder 5 Türer<br />

Kombi ≥4 2 / 4 Geschl. Aufbau mit festem Dach und gr. Kofferraum,<br />

min. 2 Sitzreihen, Rücksitze entnehmbar<br />

Nutzkraftwagen-<br />

Kombi<br />

Spezial-Personenkraftwagen<br />

Mehrzweck-<br />

Personenwagen<br />

≥4 2 / 3 /<br />

4<br />

Geschlossener Aufbau mit festem Dach, R-<br />

Punkthöhe min. 750mm<br />

≥1 n.g. Fahrzeug mit spezieller Ausstattung, z.B.<br />

Krankenwagen, Wohnwagen<br />

≥1 n.g. Personenkraftwagen, dessen Merkmale in den<br />

obigen Kategorien nicht enthalten sind<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />

Charakterisierung von Fahrzeugtypen mittels Volumenanzahl<br />

(Quelle: Braess/Seifert)<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />

Aufbauausprägungen in unterschiedlichen Fahrzeugklassen<br />

(Quelle: Braess/Seifert)<br />

x = verbreitet<br />

* = Einzelanwendungen<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />

Exemplarische Wettbewerbsanalyse für die Konzeption des Capro nach Aufbauform<br />

Überhänge Innenhöhe Beinraum Innenbreite<br />

Fahrzeug<br />

Länge<br />

L 103<br />

vorn<br />

L 104<br />

hinten<br />

L 105<br />

Radstand<br />

L 101<br />

Höhe<br />

H 100<br />

vorn<br />

H 61<br />

Hinten<br />

H 63<br />

vorn<br />

L 34<br />

Hinten<br />

L 51<br />

Breite<br />

W 103<br />

Spurweite<br />

W 101<br />

vorn<br />

W 3<br />

hinten<br />

W 4<br />

BMW 1er 4227 737 830 2660 1430 963 967 1751 1484 1407 1414<br />

Mazda RX8 4430 806 918 2700 1340 970 935 1084 817 1770 1500 1393 1395<br />

Focus II 4342 871 831 2640 1497 999 978 1108 853 1868 1535 1408 1385<br />

CAPRO 4288 798 690 2800 1360 979 938 1084 825 1804 1555 1412 1361<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

Agenda<br />

1 Einführung<br />

2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />

2.4 Individualisierung<br />

2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />

3 Package und Ergonomie<br />

4 Automobilwirtschaft<br />

5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />

6 Fahrzeughomologation<br />

7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />

8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />

9 Fahrzeugbeleuchtung<br />

10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

Typische Anordnungen von Antriebseinheiten<br />

•Frontmotor<br />

•Getriebe vorne<br />

•Frontantrieb<br />

•Frontmotor<br />

•Getriebe vorne.<br />

•Heckantrieb<br />

•Frontmotor<br />

•Getriebe hinten<br />

•Heckantrieb<br />

•Heckmotor<br />

•Getriebe hinten<br />

•Heckantrieb<br />

•Mittelmotor<br />

•Getriebe hinten<br />

•Heckantrieb<br />

•Frontmotor<br />

•Getriebe vorne<br />

•Allradantrieb<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

Bewertung unterschiedlicher Aggregateanordnungen<br />

(Quelle: Braess/Seifert)<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

Bewertung unterschiedlicher Aggregateanordnungen<br />

(Quelle: Braess/Seifert)<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

Antriebsachsen und übliche Aggregateanordnungen<br />

(Quelle: Braess/Seifert)<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

Antriebsstrangkonzepte am Beispiel<br />

Frontmotor<br />

(Quelle: Braess/Seifert)<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

Alternative FWD P/T Configurations<br />

Engine<br />

Orientation<br />

Transverse ( E/W ) Longitudinal ( N/S )<br />

Transmission<br />

Arrangement Inline U - drive<br />

Inline<br />

Side View<br />

U - drive<br />

Plan View<br />

Ford Taurus Audi A4/A6 Honda Legend<br />

Front<br />

Overhang<br />

Package<br />

effects<br />

base ( +/- 0 ) + 80 mm + 260 mm - 60 mm<br />

Critical for front lock wheel<br />

intrusion<br />

Allows V-8 engine package<br />

Critical for front end<br />

proportions<br />

Critical for hood height<br />

(Quelle: Ford)<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

Comparison FWD v/s RWD<br />

E/W FWD I-4 Powertrain Package<br />

Lateral v/s longitudinal Driver Position<br />

• With typical E/W Powetrain arrangement, the<br />

Pedal Package is dictated mainly by the Wheel<br />

envelope in the dash. Pedals are positioned<br />

slightly inboard compared to CL driver.<br />

• With N/S RWD Powertrain arrangement the<br />

transmission tunnel dictates a more outboard<br />

Pedal Package. Pedals position is compromised<br />

by both, transmission tunnel and wheel envelope.<br />

N/S RWD I-4 Powertrain Package<br />

A typical FWD E/W powertrain package allows<br />

a pedal arragement closer to CL front wheel<br />

by app. 70-100 mm , compared to conventional<br />

RWD package (dimension A).<br />

(Quelle: Ford)<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

Agenda<br />

1 Einführung<br />

2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />

2.4 Individualisierung<br />

2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />

3 Package und Ergonomie<br />

4 Automobilwirtschaft<br />

5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />

6 Fahrzeughomologation<br />

7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />

8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />

9 Fahrzeugbeleuchtung<br />

10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

3.1 Fahrzeug Charakterisierung<br />

Charakterisierung nach Attributen<br />

Quelle: Mercer Management Consulting<br />

Niedrigpreisige, individuelle Transport Fahrzeuge<br />

Dacia<br />

Logan<br />

Jiangling<br />

Landwind<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

Agenda<br />

1 Einführung<br />

2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />

2.4 Individualisierung<br />

2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />

3 Package und Ergonomie<br />

4 Automobilwirtschaft<br />

5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />

6 Fahrzeughomologation<br />

7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />

8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />

9 Fahrzeugbeleuchtung<br />

10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.4 Individualisierung<br />

Individualisierung von Personenkraftwagen im Bezug auf Größe und Fahrzeugtyp<br />

Oberklasse<br />

Obere<br />

Mittelklasse<br />

Derivate 1981<br />

Mittelklasse<br />

Kompaktklasse<br />

Kleinwagen<br />

Minicars<br />

Cabrio<br />

Nutzfahrzeug<br />

Coupe 2<br />

Coupe 4<br />

Kombi<br />

Fließheck<br />

Mehrzweck<br />

Fahrzeug<br />

Off-Road<br />

RHT<br />

Roadster<br />

Limousine<br />

Tourer<br />

Van<br />

(Quelle: Polka – Marketing Systems)<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.4 Individualisierung<br />

Individualisierung von Personenkraftwagen im Bezug auf Größe und Fahrzeugtyp<br />

Oberklasse<br />

Derivate 2015<br />

Obere<br />

Mittelklasse<br />

Mittelklasse<br />

Kompaktklasse<br />

Kleinwagen<br />

Minicars<br />

Kabrio Cabrio<br />

Nutzfahrzeug<br />

Coupe 2<br />

Coupe 4<br />

Kombi<br />

Fließheck<br />

Mehrzweck<br />

Fahrzeug<br />

Off-Road<br />

RHT<br />

Roadster<br />

Limousine<br />

Tourer<br />

Van<br />

(Quelle: Polka – Marketing Systems)<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.4 Individualisierung<br />

‣Limousine<br />

‣Limousine<br />

Stufenheck<br />

Stufenheck<br />

(4-Türer)<br />

(4-Türer)<br />

Fließheck<br />

Fließheck<br />

(5-Türer<br />

(5-Türer<br />

Sport-<br />

Sport-<br />

(3-Türer)<br />

(3-Türer)<br />

‣Coupé<br />

‣Coupé<br />

‣Kombi<br />

‣Kombi<br />

klassisch<br />

klassisch<br />

Sport-<br />

Sport-<br />

‣Cabriolet<br />

‣Cabriolet<br />

Softtop<br />

Softtop<br />

4-<br />

4-<br />

oder<br />

oder<br />

2-sitzig<br />

2-sitzig<br />

Landaulet<br />

Landaulet<br />

Sedanka<br />

Sedanka<br />

‣Roadster<br />

‣Roadster<br />

(mit<br />

(mit<br />

oder<br />

oder<br />

ganz<br />

ganz<br />

ohne<br />

ohne<br />

Dach)<br />

Dach)<br />

‣Cabriolet<br />

‣Cabriolet<br />

„retractable<br />

„retractable<br />

Hardtop“<br />

Hardtop“<br />

(z.B.<br />

(z.B.<br />

MB<br />

MB<br />

SLK)<br />

SLK)<br />

‣Targa<br />

‣Targa<br />

(z.B.<br />

(z.B.<br />

Porsche)<br />

Porsche)<br />

‣2-sitziges<br />

‣2-sitziges<br />

Kompaktfahrzeug<br />

Kompaktfahrzeug<br />

(z.B.<br />

(z.B.<br />

Smart)<br />

Smart)<br />

‣Familien-Van<br />

‣Familien-Van<br />

‣Multi<br />

‣Multi<br />

Purpose<br />

Purpose<br />

Vehcile<br />

Vehcile<br />

(MPV)<br />

(MPV)<br />

5-sitzig<br />

5-sitzig<br />

7-sitzig<br />

7-sitzig<br />

‣Sport<br />

‣Sport<br />

Utility<br />

Utility<br />

Fahrzeug<br />

Fahrzeug<br />

(SUV)<br />

(SUV)<br />

‣Pickup<br />

‣Pickup<br />

‣Geländefahrzeuge<br />

‣Geländefahrzeuge<br />

-<br />

-<br />

OffRoader/Allzweck<br />

OffRoader/Allzweck<br />

-<br />

-<br />

OnRoader/Stadt<br />

OnRoader/Stadt<br />

‣Cross-Over<br />

‣Cross-Over<br />

(Hybridfahrzeuge)<br />

(Hybridfahrzeuge)<br />

-<br />

-<br />

Limousine<br />

Limousine<br />

/<br />

/<br />

Fun<br />

Fun<br />

Sport<br />

Sport<br />

Car<br />

Car<br />

-<br />

-<br />

Gelände<br />

Gelände<br />

Fahrzeug<br />

Fahrzeug<br />

+ MPV<br />

MPV<br />

+<br />

Kompaktfahrzeug<br />

Kompaktfahrzeug<br />

+ Sedanka<br />

Sedanka<br />

(z.B.<br />

(z.B.<br />

Fafi<br />

Fafi<br />

Scrambler)<br />

Scrambler)<br />

‣People<br />

‣People<br />

Mover<br />

Mover<br />

‣Stadtauto<br />

‣Stadtauto<br />

‣Fun<br />

‣Fun<br />

Car<br />

Car<br />

(z.B.<br />

(z.B.<br />

Quad<br />

Quad<br />

-<br />

-<br />

Peugeot<br />

Peugeot<br />

/<br />

/<br />

Super<br />

Super<br />

7<br />

7<br />

-<br />

-<br />

Lotus<br />

Lotus<br />

/<br />

/<br />

F300<br />

F300<br />

-<br />

-<br />

Merc.<br />

Merc.<br />

/<br />

/<br />

eXasis)<br />

eXasis)<br />

‣Buggy<br />

‣Buggy<br />

‣Amphibienfahrzeug<br />

‣Amphibienfahrzeug<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.4 Individualisierung<br />

Neuzulassung von Pkw in<br />

Deutschland [Mio]<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

• 3,3%<br />

• 6,9%<br />

'92 '93 '94 '95 '96 '97 '98 '99 '00 '01<br />

1,6<br />

1,4<br />

1,2<br />

1<br />

0,8<br />

0,6<br />

0,4<br />

0,2<br />

0<br />

Neuzulassung v. Kleinfzg. in Mio<br />

Kleinfahrzeuge sind z.B.: Daihatsu Cuore,<br />

Ford KA, Seat Arosa, MCC Smart, Rover Mini,<br />

VW Lupo<br />

Neuzulassungen<br />

Zulassung Kleinfahrzeuge<br />

Quelle: Marketing Systems<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.4 Individualisierung<br />

Vorhersage Cabrio-Verkaufszahlen (Stand 2005)<br />

300000<br />

260000<br />

220000<br />

180000<br />

140000<br />

100000<br />

1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009<br />

Quelle: Karmann GmbH/Licher<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.4 Individualisierung<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.4 Individualisierung<br />

Steigender Absatzmarkt an SUV-Fahrzeugen in Europa<br />

Quelle: Audi / 2008<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.4 Individualisierung<br />

Trend zu kleineren Fahrzeugen – Neuzulassungen nach Fahrzeugsegment<br />

– 2008 versus 2009 (Januar bis August)<br />

Quelle: KBA<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.4 Individualisierung<br />

Kundenseitige Flexibilität<br />

Variablen Interieur<br />

Dach Modul Vorne<br />

Dach Modul Hinten<br />

Variablen Exterieur<br />

„MINI“<br />

2-Sitzer<br />

Kurz<br />

„KOMPACT“<br />

4-Sitzer<br />

Lang<br />

„VAN“<br />

2-Sitzer<br />

Lang<br />

RHT (CC)<br />

„TARGA“<br />

2-Sitzer<br />

Kurz<br />

„SEDANCA“<br />

4-Sitzer<br />

Lang<br />

„LANDAULET“<br />

4-Sitzer<br />

Lang<br />

Citroen Pluriel<br />

Fafi Scrambler: 9 Fahrzeug<br />

Derivate mittels modularer<br />

Dachstruktur (Bedienung<br />

durch den Kunden)<br />

„MINIKABRIO“<br />

2-Sitzer<br />

Kurz<br />

„KABRIO“<br />

4-Sitzer<br />

Lang<br />

„PICK UP“<br />

2-Sitzer<br />

Lang<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

Agenda<br />

1 Einführung<br />

2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.1 Charakterisierung nach Fahrzeugaufbau<br />

2.2 Charakterisierung nach Antrieb<br />

2.3 Charakterisierung nach Attributen<br />

2.4 Individualisierung<br />

2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />

3 Package und Ergonomie<br />

4 Automobilwirtschaft<br />

5 Produktzyklus & Portfolioplanung<br />

6 Fahrzeughomologation<br />

7 Fahrzeugattribute und –systeme<br />

8 Entwicklungsablauf / Fahrzeugentstehung<br />

9 Fahrzeugbeleuchtung<br />

10 Integrative Fahrwerksentwicklung<br />

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2 <strong>Fahrzeugkonzepte</strong><br />

2.5 Konzeption nach Kundenbedarf<br />

Beispielhafte strategische Positionierung von Fahrzeugaufbauten nach dem<br />

jeweiligen Kundenbedarf (hier am Beispiel „etabliertes Kundensegment 55+“)<br />

© Prof. Dr.-Ing. T. Röth / Lehr- und Forschungsgebiet „<strong>Karosserietechnik</strong>“ / FB6 / Fachhochschule <strong>Aachen</strong> 31/31


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Prof. Dr.-Ing. T. Röth<br />

Lehr- und Forschungsgebiet <strong>Karosserietechnik</strong> / Fahrzeugintegration<br />

Boxgraben 98-100 / 52064 <strong>Aachen</strong> / Germany<br />

tel +49(0)241/6009-52940 / -52933<br />

+49(0)241/60833-0<br />

e-mail roeth@fh-aachen.de<br />

Prof. Dr.-Ing. T. Röth / Lehr- und Forschungsgebiet „<strong>Karosserietechnik</strong>“ / FB6: Luft- und Raumfahrttechnik /<br />

Fachhochschule <strong>Aachen</strong> / Hohenstaufenallee 6 / 52064 <strong>Aachen</strong> / www.karosserietechnik.fh-aachen.de

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