Der Automobilbau ist entlang der internationalen Wertschöpfungskette äußerst energie- und ressourcenintensiv. Eine längere Lebensdauer von PKW ist daher von großem ökologischem und volkswirtschaftlichem Vorteil. Die innovative Lösung des kreislaufgerechten Open-Source-Baukastens für elektrisch angetriebene Pool-Fahrzeuge des Projekts "KOSEL" trägt durch Remanufacturing und Wiederverwendung deutlich zur Ressourcenschonung und Kreislaufwirtschaft bei.
Langlebige Module
Pkw werden im Schnitt schon nach unter 15 Einsatzjahren exportiert oder verschrottet. Automobilkundinnen und -kunden könnten mit einer Verdoppelung der Laufleistung die Emissionen der Fahrzeugproduktion und auch den Abbau von Rohstoffen signifikant reduzieren. Daher soll in „KOSEL“ etwa durch den Einsatz von korrosions- und ermüdungsarmen Werkstoffen wie Faser- Kunststoff-Verbunden die Entwicklung von besonders langlebigen Modulen erfolgen. Vor diesem Hintergrund ergeben sich anspruchsvolle technische, wirtschaftliche und ökologische Projektziele.
Kreislauffähige Fahrzeugplattform
Im technischen Bereich erfolgt die Konstruktion und prototypische Umsetzung einer modular aufgebauten, kreislauffähigen E-Fahrzeugplattform für Einsatzzeiten von bis zu 30 Jahren bei Laufleistungen von bis zu einer Million Kilometern. Im wirtschaftlichen Bereich erfolgt die Identifikation von vorteilhaften Geschäftsmodellen für den Fuhrparkbetrieb mit neuartigen Fahrzeugen aus kreislauffähigen Modulen und Nachweis von Kosteneinsparpotenzialen gegenüber klassischen Modellen. Im ökologischen Bereich soll der Nachweis zur signifikanten Ressourceneinsparung durch das Remanufacturing und die Wiederverwendung von komplexen Fahrzeugmodulen erbracht werden.
Ergebnisse (Stand Juni 2022)
Aktuell wird ein Demonstrator gefertigt, der diese Schnittstellen aufweist und erlebbar macht. Hierzu
wird eine erste Version der vollständigen Plattform aufgebaut. Sie ist ebenso wie das spätere Fahrzeug zerlegbar gestaltet und umfasst mehrere innovative Ansätze für langlebige Komponenten. Kern der Langlebigkeit bildet die Nutzung von Faserverbunden in entscheidenden Bereichen des Fahrzeugs.
Zum Crashschutz werden aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) pultrudierte Leichtbau-Absorber verwendet. Diese können problemlos mehrere Fahrzeuglebenszyklen im Einsatz bleiben. Den Schweller bildet eine ebenfalls pultrudierte Struktur, die hohe Steifigkeit bei geringem Gewicht
bereitstellen kann. Die Hinterachse ist als Koppellenkerachse ausgeführt. Der Fahrkomfort wird dabei über eine dauerhaft mittels Sensoren überwachte Faserverbundblattfeder hergestellt. Auch diese ist nicht nur austauschbar, sondern auf unterschiedliche Aufbauten anpassbar konzipiert. Die Anordnung zeichnet sich durch eine besondere geringe Aufbauhöhe aus. Die Technologieoffenheit zeigt sich auch am Antrieb. Während im Vorderwagen ein zentraler E-Motor eingesetzt wird, ist die Hinterachse mittels Radnabenmotoren angetrieben. Doch ist die angestrebte möglichst lange Nutzung wirtschaftlich und wie stark profitiert die Ökologie von diesem Konzept? Hier zeigen die vorläufigen Ergebnisse, dass eine wettbewerbsfähige Lösung vorliegt und insbesondere die lange Nutzung der Komponenten zu einem verringerten Ressourcenverbrauch und somit geringeren Emissionen führt.
Ergebnissverwertung
Das kreislaufgerechte „KOSEL“-Mobilitätskonzept soll Modellcharakter gewinnen und weitere Entwicklungen in der Mobilitätsbranche anstoßen. Vor allem mit einer ausgearbeiteten, kreislauffähigen E-Fahrzeugplattform als Standardlösung lassen sich Entwicklungskosten und -risiken senken. Über die Open-Source-Schnittstellen wird es zudem für eine Reihe an Zulieferern attraktiv, passende Standardkomponenten bereitzustellen.
Das federführende Unternehmen EDAG beabsichtigt langfristig die Unterstützung von jungen Unternehmen bei der schnellen und kostengünstigen Entwicklung von Fahrzeugprodukten auf Basis des Baukastensystems. Für den Fuhrparkbetreiber BSMRG GmbH führen die geplanten längeren Einsatzzeiten und Wiederverwendungsoptionen zur Kostensenkung im Fahrzeugbetrieb und tragen somit zur Wettbewerbsfähigkeit bei. Für die INVENT GmbH sind vor allem die Sensorintegration und die Zustandsüberwachung von großer Relevanz für eine lange Lebensdauer der Bauteile. Bei Röchling Engineering Plastics möchte den Kunden langlebigere und robustere Produkte liefern und damit neue Märkte zu erschließen.
Die Betriebliche Umweltökonomie der Technischen Universität Dresden erarbeitet eine Methode zur ökologisch-ökonomischen Optimierung unter Anwendung der Ökobilanzierung für das neue Fahrzeugkonzept. Die in diesem Projekt zu erarbeitenden Ergebnisse sind für das Fraunhofer IWU sowie die Hochschule Emden-Leer ein wichtiger Zwischenschritt auf dem Weg von grundlagenorientierten Arbeiten zur konkreten Umsetzung in die Praxis, den Technologietransfer.
Die mit diesem Projekt erwarteten Ergebnisse stellen die Basis für eine absehbare zukünftige Verwertung durch unterschiedliche Vertragspartner der Automobilindustrie dar. Darüber hinaus werden nach Möglichkeit Lizenzen an interessierte Dritte eingeräumt.
Publikationen
Artikel im Magazin 320° Magazin (10.09.2020)
Projektflyer der Fördermaßnahme (deutsch / englisch) (März 2021)
Die Projektflyer bieten einen Einblick in die Inhalte und Ziele der ReziProK Projekte und stellen jeweils erste Ergebnisse vor.
Projektblätter der Fördermaßnahme (deutsch) (Dezember 2019)
Die Projektblätter bieten eine Kurzübersicht über die einzelnen Projekte und deren Ziele.
Beiträge zu der ReziProK Transferkonferenz im Juni 2022
Poster (Juni 2022)
Präsentation (Juni 2022)
Beiträge zu der ReziProK Kick-off Veranstaltung im Dezember 2019
Poster (Dezember 2019)
Präsentation (Dezember 2019)
Bildnachweis: Fraunhofer IWU; Fraunhofer IWU; EDAG Engineering GmbH