Referenzprojekte zum Thema Nachhaltigkeit und Circular Economy

Das Batteriesystem ist die zentrale Komponente eines E-Autos. Partner aus Forschung und Industrie demonstrieren im Projekt CoolBat, wie innovative Konstruktionsprinzipien, Materialien und Produktionsverfahren dazu beitragen, Gehäuse für diese Batteriesysteme klimafreundlich herzustellen und zugleich bessere Gebrauchseigenschaften zu integrieren. Die Batteriegehäuse werden dabei leichter und sparen bis zu 15 Prozent Kohlendioxid (CO2) – und das bei höherer Leistung des Batteriesystems, schnellerem Laden sowie mehr Reichweite. Darüber hinaus soll die Herstellung der Batteriegehäuse im Vergleich zu bisher angewandten Verfahren deutlich effizienter werden.

Gebrauchtwagen oder Unfallautos werden oftmals mit hohem Energieaufwand verschrottet, selbst wenn viele Teile noch funktionsfähig sind. Im Projekt EKODA entwickeln wir eine bessere Alternative: In einem komplexen Testverfahren werden zunächst alle Komponenten untersucht. Ein Bewertungssystem gibt dann Empfehlungen, wie die Komponenten weiterverwendet werden könnten. Das Konzept optimiert die Lebensdauer der einzelnen Teile und ermöglicht den Aufbau einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft im Bereich der Mobilität. Batterien, Getriebewellen oder Zahnräder könnten so auch in Anwendungen außerhalb des Automobils landen.

Das EU-Förderprojekt ZIRKEL strebt die automatisierte, wirtschaftlichere und produktivere Demontage von Traktionsbatteriesystemen und Elektromotoren an. Dazu sollen produktionstechnische Strategien für die Kreislaufwirtschaft entwickelt werden. Das beinhaltet die automatisierte Zerlegung der Komponenten mittels KI-Algorithmen und Computervision. Das Fraunhofer IWU ist maßgeblich an der Entwicklung und Optimierung des Demontageprozesses für Elektromotoren beteiligt.

Ziel des Projekts IsoFoamComp ist die Entwicklung eines neuartigen Verbundwerkstoffs, bestehend aus einer Aluminiumschaumkomponente und einem thermisch schaltbaren Isolationsverbundwerkstoff, die im Gesamtverbund spezifische Funktionen übernehmen und damit ein Gesamtkonzept für funktionale Modulabdeckungen und Gehäuse in Batterieanwendungen bilden. Die Entwicklung trägt dazu bei, Batteriespeicher sicherer und effizienter zu machen.

In der kommerziellen Landwirtschaft haben sich Mikro- oder Tröpfchen-Bewässerungssysteme etabliert. Bei starkem Gefälle (z. B. im Weinbau) schwankt die abgegebene Wassermenge jedoch erheblich. Eine gleichmäßige Bewässerung ist mit diesem Prinzip daher nicht möglich. Abhilfe schafft ein Ventil auf FGL-Basis.

Bei der Fertigung von Blechformteilen werden höchste Anforderungen an die Umformbarkeit der verwendeten Halbzeuge gestellt. Trotzdem führen – insbesondere bei umformtechnisch kritischen Bauteilen – Chargenschwankungen der Materialeigenschaften immer wieder zu einem unzureichenden Umformvermögen des Halbzeugs. Das Resultat sind fehlerhafte Bauteile und letztendlich eine hohe Ausschussquote. Der von uns entwickelte Werkstofftester stellt eine Abkehr von bisherigen Prüfkonzepten dar und ermöglicht eine schnelle Prognose der Prozessfähigkeit von Blechhalbzeugen.

Die Integration von FGL in Kunststoffkomponenten eröffnet vielfältige Möglichkeiten zur Herstellung intelligenter und adaptiver Bauteile. Mittels Spritzgussverfahren können FGL-Elemente direkt in die Kunststoffmatrix eingebettet werden, wodurch in nur einem, Prozessschritt komplexe Aktorsysteme hergestellt werden können.

Eine gute, optimal ange­passte Raum­akustik ist an allen Orten, an denen Kommuni­kation eine wesent­liche Rolle spielt (z. B. Büro­räume, Hörsäle, Konzert­säle etc.) unum­gänglich. Aller­dings sind gängige, indivi­duell ange­passte Akustik­absorber schwer zu reali­sieren, meist nicht nach­haltig und in der Produktion durch gesund­heits­schäd­liche Roh­stoffe negativ behaftet. Ziel des Forschungs­projekts ist die Herstellung indivi­duell ange­passter Schall­absorber aus nach­wachsenden Rohstoffen mittels innova­tiver Fertigungs­technologie.

Das Konsortium des Fraunhofer-Leitprojekts »FutureCarProduction« wird ganzheitliche Lösungsansätze für die Bewertung neuer Karosseriekonzepte der Automobilindustrie entwickeln. Dazu gilt es Methoden, Prozesse und Technologien zu etablieren, mit denen die ökologische Nachhaltigkeit methodisch bewertet und technologisch gewährleistet werden kann im Zielkonflikt mit technischer Performance und Kosten.

Die Zielstellung im Teilprojekt »Batteriemodulbau« des BMBF-Projekts FutureFlexPro lag in der konstruktiven Neugestaltung eines Batteriemoduls unter Berücksichtigung von Zellgeometrie und -anordnung, Thermomanagement, Brandschutz sowie Moduldemontage. Die Konstruktion des Batteriemoduls orientierte sich an Materialien und Fertigungstechnologien der beteiligten Projektpartner Fraunhofer IFAM, IST, IWU und WKI.