Die Umstellung von Automobilen mit Verbrennungsmotoren auf Modelle mit Elektroantrieb hat nicht nur das technische Design der Fahrzeugarchitektur von Grund auf verändert. Da zur Produktion eines Automobils jede Menge Energie aufgewendet und große Mengen an Ressourcen verbraucht werden, könnte durch eine höhere Laufleistung der Fahrzeuge der Energiebedarf in der Produktion deutlich gesenkt und der Abbau an Bodenschätzen signifikant reduziert werden. Hier setzt das Forschungsprojekt „KOSEL“ an, für das sich das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU mit Partnern aus Industrie und Forschung zusammengeschlossen hat.
Der Ansatz: Fahrzeugkomponenten, die über eine lange Lebensdauer verfügen, können über mehrere Fahrzeuglebenszyklen hinweg verwendet werden, müssen also nicht neu produziert werden. Um das möglich zu machen, hat das Projektteam einen kreislaufgerechten Open Source-Baukasten entwickelt, der besonders langlebige und wiederverwendbare Module für ein leichtes E-Nutzfahrzeug mit 3,5 Tonnen zulässigem Gesamtgewicht enthält. Die Hauptmodule – Vorderwagen, Batteriekasten und Hinterwagen – sind über feste Schnittstellen miteinander verbunden, wodurch sie sich mit geringem Aufwand austauschen lassen.
„Mit dem kreislaufgerechten Baukasten können einzelne Komponenten oder komplette Fahrzeugbestandteile ausgetauscht werden. Dadurch erfährt der Großteil des Fahrzeugs eine längere Nutzungsphase. Die Kosten für Reparaturen sinken und ein längerer wirtschaftlicher Betrieb wird ermöglicht“, erläutert Patryk Nossol, Forscher in der Abteilung Systeme und Technologien für textile Strukturen (STEX) am Fraunhofer IWU in Zittau den Ansatz. Die E-Fahrzeug-Plattform ist für Einsatzzeiten von bis zu 30 Jahren und Laufleistungen von bis zu einer Million Kilometern konstruiert und in Gestalt eines Prototyps realisiert. Für Bereiche, die hohen Belastungen ausgesetzt sind und mehrfach wiederverwendet werden sollen, sind Module aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen vorgesehen. Diese würden bei der Herstellung zwar einen vergleichsweise hohen CO2-Fußabdruck aufweisen, den Nachteil aber aufgrund der geringen Masse und hohen Dauerfestigkeit bei langer Nutzung ausgleichen. Ein wesentliches Kriterium bei der Entwicklung wiederverwendbarer Komponenten war auch die Sicherheit der Insassen.
Das kreislaufgerechte Mobilitätskonzept ist für Flottenfahrzeuge mit mittlerer Stückzahl vorgesehen. Voraussetzung dafür sei der Aufbau einer zirkulären Wertschöpfungskette, die Einzelbauteile nach dem ersten Lebenszyklus prüfen und falls erforderlich überarbeiten kann. Das Konzept soll Modellcharakter haben und ähnliche Entwicklungen in der Mobilitätsbranche anstoßen. Der KOSEL-Demonstrator wird vom 17. bis 21. April auf der Hannover Messe am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 16, Stand A12, präsentiert.
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