Das Projekt "Grossflaechige Betonheizkoerper - Nachauftrag" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fakultät Bauingenieurwesen, Institut für Tragwerke und Baustoffe durchgeführt. Die hergestellten textilen Heizregister (Silikonschlaeuche, eingewirkt in eine textile Matte, die als Abstandshalter und Bewehrung wirken soll) sind als grossflaechige beheizbare Betonfertigteile zu komplettieren. Es sind Varianten in Normal- und Leichtbeton herzustellen. Die Betonheizkoerper koennen mit vergleichsweisen niedrigen Vorlauftemperaturen betrieben werden, wenn sie z.B als grossflaechige vorgesetzte Innenwand installiert werden. Die Betonheizkoerper wurden gefertigt. Eine Gewichtsreduzierung um 30 Prozent konnte durch Fertigung mittels Leichtbeton erreicht werden. Durch Kassettierung wurden weitere Massereduzierungen realisiert.
Das Projekt "Neuartiger Leichtbaustahl - Errichtung einer Produktionsanlage für Stahlbänder" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH durchgeführt. Das Projekt wird an zwei Unternehmensstandorten durchgeführt: Eine neuartige Bandgießanlage zur Herstellung von Vorbändern wird in Peine errichtet. Dort sollen neue, hochfeste Stahlwerkstoffe mit hohem Mangan-, Silizium- und Aluminium-Gehalten hergestellt werden. In Salzgitter wird eine vorhandene Walzanlage zur Weiterverarbeitung der Vorbänder umgebaut. Bei der Herstellung von Leichtbaustählen sollen etwa 170 kg CO2 pro Tonne Warmband eingespart werden. Bezogen auf das Produktionsvolumen der geplanten Anlage (25.000 Tonnen) ergibt das eine CO2-Einsparung von 4.250 Tonnen pro Jahr. Darüber hinaus werden erhebliche Energieeinsparungspotenziale in der Stahl verarbeitenden Industrie erwartet. Beim Einsatz beispielsweise in Kraftfahrzeugen rechnen Experten mit einer Kraftstoffreduzierung von ca. 0,2 Liter / 100 km bzw. ca. 8 g CO2 / km. Das entspricht umgerechnet auf die produzierte Jahresmenge an Stahl etwa 8 Millionen Kraftstoff jährlich.
Das Projekt "E3ON: Effiziente elektrische Energiespeicher für den öffentlichen Nahverkehr" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Elektrische Messtechnik und Messsignalverarbeitung durchgeführt. Die Hybridisierung von im öffentlichen Nahverkehr eingesetzten Fahrzeugen bietet die Möglichkeit signifikanter Treibstoff- und Emissionsreduktionen, da die Fahrzyklen gut vorhersehbar sind und häufige Brems- und Beschleunigungsvorgänge enthalten (Start-Stopp Betrieb). Der Einsatz verfügbarer elektrochemischer Speicher (Batterien, Ultracaps) zur Zwischenspeicherung der Bremsenergie ist zwar möglich, jedoch können die geforderten Leistungen bzw. die gewünschte Lebensdauer nur mit großem finanziellen Aufwand bzw. starker Überdimensionierung des Energiespeichers erreicht werden. Im Gegensatz zu den elektrochemischen Speichern bieten Flywheel-Speicher das Potenzial, eine hohe Leistungsdichte mit einer hohen Energiedichte zu verbinden. Durch den Einsatz moderner (Verbund-)Materialien sowohl im Schwungrad selbst wie auch in den Lagern können Flywheel-Speicher sehr kompakt und leicht gebaut werden. Außerdem erreichen sie bereits mit heute verfügbarer Lager-Technologie eine im Vergleich zu modernen Batteriesystemen deutlich erhöhte Lebensdauer. In dem Projekt E3ON soll die Realisierbarkeit von kompakten Flywheel-Speichern unter den in öffentlichen Nahverkehrsfahrzeugen gegebenen Rahmenbedingungen untersucht werden: Gemeinsam mit potenziellen Kunden (siehe beiliegende LOI) werden für Schienenfahrzeuge und Hybridbusse typische Lastprofile sowie extern auftretende mechanische Belastungen (Vibrationen, Fliehkräfte, ...) spezifiziert. Auf deren Basis werden die Hauptkomponenten des Systems (Schwungmasse und Lagerung, Motor/Generator, Umrichter) theoretisch und experimentell in Bezug auf Lebensdauer und Sicherheitsaspekte untersucht. Das Ergebnis der Forschungsarbeiten sind Realisierungsvorschläge für die einzelnen Komponenten sowie eine erste Abschätzung der unter den gegebenen Randbedingungen erreichbaren Lebensdauer und der Kosten. Daraus können die wichtigsten Parameter eines im Rahmen eines Folgeprojekts zu realisierenden Prototyps bzw. Vorseriengeräts abgeleitet werden, wobei speziell der erreichbare Wirkungsgrad (round-trip efficiency), der speicherbare Energieinhalt, die aufnehmbare bzw. abgebbare elektrische Leistung, die erreichbare Lebensdauer und der zu erwartende Preis von Interesse sind. Zusätzlich können die Projektergebnisse zur Beurteilung der Realisierbarkeit von noch weiter miniaturisierten Flywheel-Speichern herangezogen werden. Derartige Speicher eignen sich zum Einsatz in Hybrid- und Elektrofahrzeugen des zukünftigen Individualverkehrs.
Das Projekt "Teilvorhaben: Anwendungsentwicklung zur Simulation und Optimierung von Leichtbaustrukturen im E-VAN mittels Inspire Cast, Optistruct und Femfat" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MORPHOTEC - Inh. Dr.-Ing. Stefan Henschen durchgeführt. Wird ein leichtes Nfz mit einem E-Antrieb versehen, erhöht sich das Leergewicht durch das hohe Batteriegewicht und die mögliche Nutzlast schrumpft. Um dem entgegen zu wirken, ist es zwingend erforderlich, das Gewicht, speziell bei batteriebetriebenen Lieferfahrzeugen, durch Leichtbaumaßnahmen entscheidend zu reduzieren. Leichtbau ermöglicht die Reichweite zu erhöhen, aber auch bei unveränderter Reichweite die Batteriegröße, Sekundärgewicht und somit Batteriekosten zu reduzieren. Allerdings ist im angestrebten Sektor der E-Nfz die Notwendigkeit eines kostengünstigen Leichtbaus nochmals verschärft, auch aufgrund der relativ geringen Stückzahl. Hier setzt das Projekt an. Das Konsortium zielt darauf ab, Leichtbaulösungen für die Karosseriestruktur derartiger, batterie-elektrisch betriebener leichter Nfz (Klasse N1, BEV) zu entwickeln. Es sollen Leichtbaukonzepte für die Karosseriestruktur mit Hilfe von neuen CAE-Methoden und innovativer Fertigungsmethoden in ultra-leichter Bauweise entwickelt werden. Dabei sollen spezielle 3D-Druckverfahren, das 3D-Sand-Form-Drucken und das 3D-Feingussverfahren, eingesetzt werden. Konstruktiv soll die Aufbaustruktur in Spanten-Stringer-Bauweise ausgelegt und damit die im Flugzeugbau bewährte Bauweise in den leichten Nfz-Bau mit höheren Produktionszahlen pro Jahr über-tragen werden. Die Spanten sollen dabei möglichst einteilig und bionisch-optimiert konstruiert werden. Die Außenhaut wird durch vorgefertigte Kunststoffpaneele gebildet, die mit der Tragstruktur lasttragend verbunden sind. Im Unterboden soll ein lasttragendes, ultra-leichtes und skalierbares Batterieträgersystem integriert werden, welches die Karosseriestruktur in Hinsicht auf Steifigkeit, Dauerfestigkeit und Crash funktionell unterstützt. Durch die eingesetzten Technologien soll eine Gewichtseinsparung in der Größenordnung von bis zu 150 kg auf Gesamtfahrzeugebene erreicht werden und somit eine erhöhte Reichweite bzw. Zuladung ermöglicht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Galvanisieren von Metallschaumkühlern unterschiedlicher Substrate" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HSO Herbert Schmidt GmbH & Co. KG durchgeführt. Das Projekt KoLibri adressiert das Thema Kühlung von E-Motoren und Leistungselektronik durch die Verwendung neuartiger Leichtbaustrukturen aus offenporigen Metallschaumstrukturen. Diese lassen eine bessere Kühlperformance erwarten und ermöglichen vor allem neue Bauweisen. Durch die Verwendung von offenporigen Metallschaumstrukturen soll die Kühlperformance um 20-50 % bei gleichem Bauraum erhöht werden bzw. bei gleicher Leistung das Gewicht um 50 % reduziert werden. Zudem werden durch die adressierten Herstellmethoden Feinguss und Beschichtung eine Kostenreduktion von 75 % im Vergleich zu rein additiver Fertigung (wie z.B. Selective Laser Sintering) erwartet. Weiterhin ermöglichen die strukturmechanischen Vorteile von Metallschäumen (hohes Steifigkeits- / Volumenverhältnis) die Kühler in das Design für die jeweiligen Anwendung mit einzubeziehen und so durch Ausnutzung der mechanischen Tragfähigkeit in Verbindung mit der Kühlung eine weiterer Gewichtsreduktion zu erreichen. Die Firma HSO als Spezialist für die Anwendung von galvanischen Verfahren auf unterschiedlichsten Substraten zeichnet sowohl für den Einsatz geeigneter Beschichtungsverfahren und deren Anwendung auf spezifischen Substraten als auch unterstützend für die Umsetzung des Recycling-Gedankens mit der sortenreinen Rückgewinnung der eingesetzten Werkstoffe verantwortlich.
Das Projekt "Teilvorhaben: Konzeptionierung und Test von Metallschaum-Demonstratoren für die Powerelektronik innerhalb der Mobilität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Das Projekt KoLibri adressiert das Thema Kühlung von E-Motoren und Leistungselektronik durch die Verwendung neuartiger Leichtbaustrukturen aus offenporigen Metallschaumstrukturen. Diese lassen eine bessere Kühlperformance erwarten und ermöglichen vor allem neue Bauweisen. Durch die Verwendung von offenporigen Metallschaumstrukturen soll die Kühlperformance um 20-50 % bei gleichem Bauraum erhöht werden bzw. bei gleicher Leistung das Gewicht um 50 % reduziert werden. Zudem werden durch die adressierten Herstellmethoden Feinguss und Beschichtung eine Kosten-reduktion von 75 % im Vergleich zu rein additiver Fertigung (wie z.B. Selective Laser Sintering) erwartet. Weiterhin ermöglichen die strukturmechanischen Vorteile von Metallschäumen (hohes Steifigkeits- / Volumenverhältnis) die Kühler in das Design für die jeweilige Anwendung mit einzubeziehen und so durch Ausnutzung der mechanischen Tragfähigkeit in Verbindung mit der Kühlung eine weitere Gewichtsreduktion zu erreichen. Die Siemens AG (SAG) übernimmt die Gesamtkoordination im Projekt. Die SAG wird die grundlegenden Requirements definieren. Unter Leitung der SAG werden die Konzepte für die Demonstratoren erarbeitet und die konstruktiven Merkmale konkretisiert. Zur Bestimmung der thermischen Eigenschaften der zu entwickelnden Kühllösungen wird zusammen mit den Partnern TU Dresden und dem Fraunhofer ENAS, die SAG Simulations-Methodiker konzipieren. Die Validierung der Simulationsergebnisse erfolgt u.a. in den Laboren der SAG. In enger Zusammenarbeit mit dem IART werden Recycling -Technologien für die Konzepte der Metallschaumkühler entwickelt und bewertet. Es werden Demonstratoren für den Bereich Automotiv, Bahntechnik und Aerospace entwickelt und aufgebaut. Die Vermessung der Demonstratoren erfolgt maßgeblich durch die SAG. Mit den Partnern vom Fraunhofer IWU und der TU Dresden wird die SAG die entwickelten Fertigungsprozesse hin zu industrie-tauglichen Prozessen weiterentwickeln.
Das Projekt "Teilvorhaben: Ressourceneffiziente Produktentwicklung des Inverters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ZF Friedrichshafen AG durchgeführt. Als Konsequenz zu steigenden Anforderungen bezüglich CO2 Footprint müssen die Fahrzeug- und Komponentenhersteller, den Gedanken der Kreislaufwirtschaft stärker in ihren Produkten verankern und gleichzeitig das hohe Niveau der Zuverlässigkeit beibehalten. Ziel von EAC+ ist es, kreislauffähige ökonomisch und technisch konkurrenzfähige Gehäusestrukturen zu entwickeln, die ein hohes Potential haben, in verschiedensten Branchen Anwendung zu finden und gleichzeitig den hohen elektromagnetischen Anforderungen der Elektromobilität gerecht werden. Demonstriert werden soll dies an einer der technologisch anspruchsvollsten Komponenten elektrischer Fahrzeuge, dem Gehäuse des Traktionsinverters. Langfristig ist es geplant, die Technologie auch auf die Gehäuse von DC/DC Wandlern, Ladegeräten, Batteriegehäusen etc. zu übertragen. Mit den EAC+ Projektpartnern wird dazu eine neue Art des hybriden Spritzgusses entwickelt, bei dem das Spritzgießen und die Metallumformung miteinander in einem Prozess kombiniert werden. Die Innovation der EAC+ Technologie beruht dabei auf der neuartigen Konstruktion, dem einzigartigen Prozess sowie einer breiteren Materialauswahl, welche es in Summe ermöglichen, hochintegrative, CO2-arme resp. CO2-neutrale sowie recyclinggerechte Produkte zu fertigen, die leichter und kostengünstiger als heutige Lösungen sind. ZF wird die Erkenntnisse im Projekt EAC+ dahingehend einsetzen, seine Marktposition gleichermaßen zu stärken, wie den CO2 Footprint zu verringern. Der Beitrag zur Gewichtsreduktion der Bauteile eines Fahrzeuges spielt eine weitere wichtige Rolle, die mit den Ergebnissen von EAC+ auf eine breite Palette von Produkten angewendet werden kann. Die Erstellung eines digitalen Zwillings des Beispielgehäuses trägt dazu bei, die Anwendung der Ergebnisse aus EAC+ schnell auf viele ZF Produkte auszudehnen. Beispielhaft seien hier genannt: Gehäuse von Invertern, DC/DC-Wandlern, On-Board-Chargern, Lenkungen und Antriebsaggregaten.
Das Projekt "Teilvorhaben: Etablierung innovativer Konstruktionstechniken zur Reduzierung des Gesamtgewichts sowie der Entwicklungs- und Produktionskosten von leichten Elektro-Nutzfahrzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von C-TEC GmbH durchgeführt. Wird ein leichtes Nfz mit einem E-Antrieb versehen, erhöht sich das Leergewicht durch das hohe Batteriegewicht und die mögliche Nutzlast schrumpft. Um dem entgegen zu wirken, ist es zwingend erforderlich, das Gewicht, speziell bei batteriebetriebenen Lieferfahrzeugen, durch Leichtbaumaßnahmen entscheidend zu reduzieren. Leichtbau ermöglicht die Reichweite zu erhöhen, aber auch bei unveränderter Reichweite die Batteriegröße, Sekundärgewicht und somit Batteriekosten zu reduzieren. Allerdings ist im angestrebten Sektor der E-Nfz die Notwendigkeit eines kostengünstigen Leichtbaus nochmals verschärft, auch aufgrund der relativ geringen Stückzahl. Hier setzt das Projekt an. Das Konsortium zielt darauf ab, Leichtbaulösungen für die Karosseriestruktur derartiger, batterie-elektrisch betriebener leichter Nfz (Klasse N1, BEV) zu entwickeln. Es sollen Leichtbaukonzepte für die Karosseriestruktur mit Hilfe von neuen CAE-Methoden und innovativer Fertigungsmethoden in ultra-leichter Bauweise entwickelt werden. Dabei sollen spezielle 3D-Druckverfahren, das 3D-Sand-Form-Drucken und das 3D-Feingussverfahren, eingesetzt werden. Konstruktiv soll die Aufbaustruktur in Spanten-Stringer-Bauweise ausgelegt und damit die im Flugzeugbau bewährte Bauweise in den leichten Nfz-Bau mit höheren Produktionszahlen pro Jahr übertragen werden. Die Spanten sollen dabei möglichst einteilig und bionisch-optimiert konstruiert werden. Die Außenhaut wird durch vorgefertigte Kunststoffpaneele gebildet, die mit der Tragstruktur lasttragend verbunden sind. Im Unterboden soll ein lasttragendes, ultra-leichtes und skalierbares Batterieträgersystem integriert werden, welches die Karosseriestruktur in Hinsicht auf Steifigkeit, Dauerfestigkeit und Crash funktionell unterstützt. Durch die eingesetzten Technologien soll eine Gewichtseinsparung in der Größenordnung von bis zu 150 kg auf Gesamtfahrzeugebene erreicht werden und somit eine erhöhte Reichweite bzw. Zuladung ermöglicht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung einer Methodik zur simulationsbasierten Leichtbaustrukturauslegung am Beispiel eines leichten Elektro-Nutzfahrzeugs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Strukturmechanik und Leichtbau durchgeführt. Wird ein leichtes Nfz mit einem E-Antrieb versehen, erhöht sich das Leergewicht durch das hohe Batteriegewicht und die mögliche Nutzlast schrumpft. Um dem entgegen zu wirken, ist es zwingend erforderlich, das Gewicht, speziell bei batteriebetriebenen Lieferfahrzeugen, durch Leichtbaumaßnahmen entscheidend zu reduzieren. Leichtbau ermöglicht die Reichweite zu erhöhen, aber auch bei unveränderter Reichweite die Batteriegröße, Sekundärgewicht und somit Batteriekosten zu reduzieren. Allerdings ist im angestrebten Sektor der E-Nfz die Notwendigkeit eines kostengünstigen Leichtbaus nochmals verschärft, auch aufgrund der relativ geringen Stückzahl. Hier setzt das Projekt an. Das Konsortium zielt darauf ab, Leichtbaulösungen für die Karosseriestruktur derartiger, batterie-elektrisch betriebener leichter Nfz (Klasse N1, BEV) zu entwickeln. Es sollen Leichtbaukonzepte für die Karosseriestruktur mit Hilfe von neuen CAE-Methoden und innovativer Fertigungsmethoden in ultra-leichter Bauweise entwickelt werden. Dabei sollen spezielle 3D-Druckverfahren, das 3D-Sand-Form-Drucken und das 3D-Feingussverfahren, eingesetzt werden. Konstruktiv soll die Aufbaustruktur in Spanten-Stringer-Bauweise ausgelegt und damit die im Flugzeugbau bewährte Bauweise in den leichten Nfz-Bau mit höheren Produktionszahlen pro Jahr übertragen werden. Die Spanten sollen dabei möglichst einteilig und bionisch-optimiert konstruiert werden. Die Außenhaut wird durch vorgefertigte Kunststoffpaneele gebildet, die mit der Tragstruktur lasttragend verbunden sind. Im Unterboden soll ein lasttragendes, ultra-leichtes und skalierbares Batterieträgersystem integriert werden, welches die Karosseriestruktur in Hinsicht auf Steifigkeit, Dauerfestigkeit und Crash funktionell unterstützt. Durch die eingesetzten Technologien soll eine Gewichtseinsparung in der Größenordnung von bis zu 150 kg auf Gesamtfahrzeugebene erreicht werden und somit eine erhöhte Reichweite bzw. Zuladung ermöglicht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Etablierung innovativer Konstruktionstechniken zur Reduzierung des Gesamtgewichts sowie der Entwicklungs- und Produktionskosten von leichten Elektro-Nutzfahrzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ford-Werke GmbH durchgeführt. Wird ein leichtes Nfz mit einem E-Antrieb versehen, erhöht sich das Leergewicht durch das hohe Batteriegewicht und die mögliche Nutzlast schrumpft. Um dem entgegen zu wirken, ist es zwingend erforderlich, das Gewicht, speziell bei batteriebetriebenen Lieferfahrzeugen, durch Leichtbaumaßnahmen entscheidend zu reduzieren. Leichtbau ermöglicht die Reichweite zu erhöhen, aber auch bei unveränderter Reichweite die Batteriegröße, Sekundärgewicht und somit Batteriekosten zu reduzieren. Allerdings ist im angestrebten Sektor der E-Nfz die Notwendigkeit eines kostengünstigen Leichtbaus nochmals verschärft, auch aufgrund der relativ geringen Stückzahl. Hier setzt das Projekt an. Das Konsortium zielt darauf ab, Leichtbaulösungen für die Karosseriestruktur derartiger, batterie-elektrisch betriebener leichter Nfz (Klasse N1, BEV) zu entwickeln. Es sollen Leichtbaukonzepte für die Karosseriestruktur mit Hilfe von neuen CAE-Methoden und innovativer Fertigungsmethoden in ultra-leichter Bauweise entwickelt werden. Dabei sollen spezielle 3D-Druckverfahren, das 3D-Sand-Form-Drucken und das 3D-Feingussverfahren, eingesetzt werden. Konstruktiv soll die Aufbaustruktur in Spanten-Stringer-Bauweise ausgelegt und damit die im Flugzeugbau bewährte Bauweise in den leichten Nfz-Bau mit höheren Produktionszahlen pro Jahr übertragen werden. Die Spanten sollen dabei möglichst einteilig und bionisch-optimiert konstruiert werden. Die Außenhaut wird durch vorgefertigte Kunststoffpaneele gebildet, die mit der Tragstruktur lasttragend verbunden sind. Im Unterboden soll ein lasttragendes, ultra-leichtes und skalierbares Batterieträgersystem integriert werden, welches die Karosseriestruktur in Hinsicht auf Steifigkeit, Dauerfestigkeit und Crash funktionell unterstützt. Durch die eingesetzten Technologien soll eine Gewichtseinsparung in der Größenordnung von bis zu 150 kg auf Gesamtfahrzeugebene erreicht werden und somit eine erhöhte Reichweite bzw. Zuladung ermöglicht werden.
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