ResearchIng
Aus der Grundlagenentwicklung generieren wir unser Know-how und unsere Erfahrung für die spannenden Zukunftsthemen unserer Kunden.
Modulares Batteriesystem zur Elektrifizierung von Sonderfahrzeugen (ModE-SoFa)
Projektzeitraum: 09/2022 bis 08/2025
Aufgrund geringerer Absatzzahlen von Sonderfahrzeugen gegenüber den Fahrzeugen der Automobilindustrie ist die Entwicklung & Produktion fahrzeugspezifischer Batteriesysteme in diesem Sektor häufig nicht rentabel. Stand der Technik für das Batteriegehäuse sind spezialangefertigte Schweißkonstruktionen aus Aluminium. Diese sind in der Herstellung sehr aufwendig und kostenintensiv. Außerdem besitzen sie ein vergleichsweise hohes Gewicht, welches sich negativ auf die Energiedichte auswirkt.
ModE-SoFa fokussiert sich auf die Entwicklung und Validierung eines Baukasten-Ansatzes in Leichtbauweise, sodass die Bauraumsituation sowohl auf Modulebene, als auch auf Gehäuseebene durch den Einsatz standardisierter und funktionalisierbarer Elemente flexibel berücksichtigt werden kann. Dabei besteht das Gehäuse der Batterie aus pultrudierten Paneelen mit thermoplastischer Matrix, welche verschweißt und funktionalisiert werden können und damit die lasttragende Struktur bilden. Somit können zukünftige Batteriegehäuse flexibel an das skalierbare Konzept des GreenIngStandardBatteriemoduls (GSB) angepasst werden.
Gefördert vom
Aktive-Geh-Interaktion
Projektzeitraum: 08/2021 bis 03/2025
Das Projekt Aktive-Geh-Interaktion hat zum Ziel, eine aktive Gehorthese zu erforschen und zu validieren. Diese soll die Lücke zwischen einfachen Gehhilfen und kostenintensiven Exoskeletten schließen.
GreenIng verfolgt hierbei einen Technologietransfer von der Automobilindustrie zur Medizintechnik. Hierdurch sollen die Komplexität und Kosten reduziert werden, während die Funktionalität erhalten bleibt.
Die aktive Gehorthese soll einer breiten Patientengruppe das Aufstehen, Gehen und Hinsetzen ermöglichen. Somit können die Patienten selbstständig am alltäglichen Leben auf Augenhöhe teilhaben.
Gefördert vom
Skalierbares Thermomanagement und Antriebsstrang für Brennstoffzellen-Nutzfahrzeuge (SkalTABs)
Projektzeitraum: 08/2021 bis 10/2024
In Antwort auf die steigende Nachfrage nach Lösungen für Fahrzeuge mit kontinuierlicher Einsatzanforderungen verbindet der Brennstoffzellenantrieb die Vorteile der hohen Energiedichte des Wasserstoffs mit der lokalen Emissionsfreiheit.
In SkalTABs werden skalierbare Powertrain- und Thermomanagementarchitekturen sowie die Komponenten für zukünftige Brennstoffzellenfahrzeuge erforscht. Der Baukastenansatz führt zu einer kosteneffizienteren Entwicklung der Brennstoffzellensysteme und ermöglicht somit auch Sonderfahrzeugherstellern den Zugang zur Wasserstofftechnologie.
Die im Rahmen des Projekts erforschten Brennstoffzellensysteme werden entwicklungsbegleitend auf dem aufgebauten Prüfstand erprobt.
Fokusaspekte des Projekts:
- Skalierbarkeit
- Gesamtsystemeffizienz
- Total Cost of Ownership
Gefördert vom
Industrielle Demontage von Batteriemodulen und E-Motoren (DeMoBat)
Projektzeitraum: 12/2019 bis 11/2022
Das Verbundprojekt DeMoBat zielt auf die Entwicklung von industriellen Demontageprozessen für Traktionsbatterien und Elektromotoren von E-Mobilen ab. Diese Prozesse bilden einen entscheidenden Bestandteil einer ressourceneffizienten und nachhaltigen Gestaltung der Kreislaufwirtschaft für die Elektromobilität.
Insbesondere die Traktionsbatterie stellt einen zentralen Kostenfaktor der Elektromobilität dar und verursacht erhebliche Umweltwirkungen in der Herstellung, weshalb eine effiziente und langzeitige Verwendung der Zellen ein entscheidendes Element der nachhaltigen Gestaltung der Elektromobilität darstellt. Durch die gezielte Zerlegung von Batteriepacks in einzelne Module und die anschließende Verwertung auf Zellebene werden zustandsspezifische Verwendungsmöglichkeiten der Zellen von der Remontage zu Ersatzbatterien über die Verwendung in Second-Life Anwendungen wie z.B. stationäre Energiespeicher für die Energiewende bis hin zum hochwertigen Recycling der Zellmaterialien ermöglicht. Ähnliches gilt für die Elektromotoren, bei denen vor allem die seltenerdhaltigen Permanentmagnete und die Kupferspulen wertvolle Bauteile darstellen.
Innovatives Gesamt-Energiesystem für ein elektrisches Kommunalfahrzeug am Beispiel einer Kompaktkehrmaschine (InnoEKom)
Projektzeitraum: 01/2019 bis 06/2020
Kommunalfahrzeuge zählen zu der Sparte „nicht vermeidbarer Verkehr“, wodurch der gesetzlich regulierte Höchstwert für NOX und das damit verbundene Fahrverbot für dieselbetriebene Kommunalfahrzeuge ein Hindernis für deren zukünftige Arbeitseinsätze im innerstädtischen Bereich darstellen. Die Städte fordern lokal emissionsfreie Fahrzeuge. Der Wandel der Antriebstechnik erfolgt weg vom Diesel- hin zum Elektroantrieb. Die Herausforderung bei der Elektrifizierung dieser Fahrzeuge besteht in der Komplexität der Antriebsarchitektur und den damit verbundenen Energieflüssen.
Stellvertretend für diese Kommunalfahrzeuge wird ein komplexes Antriebssystem einer Kompaktkehrmaschine untersucht. Zusätzlich zur lokalen Emissionsfreiheit ermöglicht die Vollelektrifizierung von Fahrantrieb, Sauggebläse und Besenantriebe sowie Hydraulik, den Wirkungsgrad des Fahrzeugs signifikant zu verbessern. Es werden verschiedene Systemarchitekturen untersucht und hinsichtlich ihrer Vor- und Nachteile bei Energieeffizienz, Kosten und Verschleiß bewertet.
Innovative Predictive High Efficient Thermal Management System (InnoTherMS)
Transportfahrzeuge zeichnen sich durch hochdynamische Fahrprofile in Kombination mit häufigen Stop-and-Go-, Stillstands-, Aufheiz- bzw. Abkühlphasen aus. Zum Heizen und Kühlen der Fahrzeuge wird die Energie aus der Traktionsbatterie genutzt, wodurch die Reichweite drastisch reduziert wird. Im Fokus von InnoTherMS steht die effiziente Nutzung von Energiepotenzialen, die ansonsten ungenutzt an die Umwelt abgegeben werden. Ziel ist die Konzeption, Entwicklung und Erprobung eines innovativen Thermomanagementsystems mit dem Energiepotenziale effizient genutzt werden.
Ansatzpunkte dabei sind:
- Vermeidung von auftretenden Verlusten
- Effiziente Nutzung und intelligente Verteilung der Abwärme
- Bereitstellung einer optimalen thermischen Umgebung für maximale Komponenteneffizienz
- Erhöhung der Rekuperation
Des Weiteren wird eine intelligente und vorausschauende Energieflusssteuerung auf der Grundlage von Car2X-Info entwickelt.
Das Projekt ist Teil der Internationalisierungsstrategie des Clusters Elektromobilität Süd-West und wird in der BMBF-Fördermaßnahme „Internationalisierung von Spitzenclustern, Zukunftsprojekten und vergleichbaren Netzwerken“ gefördert.
Gefördert vom
Hybrid lightweight Technology for Cabin Compartments – Multimaterialsysteme für gewichts- und kosten optimierte Nutzfahrzeugkabinen
Im Projekt werden neue Lösungsansätze für eine funktionsintegrierte Nutzfahrzeug-kabinenstruktur produktions- und kostenoptimiert mit folgenden Schwerpunkten erforscht:
- materialhybrider Einsatz faserverstärkter Kunststoffbauteile mit metallischen Strukturen
- einfache Produktionsmethoden mit hoher Funktionsintegration
- Abdeckung der Varianz im Nutzfahrzeug
- Einbindung in vorhandene Produktionsinfrastruktur
Gefördert vom
Bidirektionale, induktive Ladesysteme wirtschaftlich im Energienetz
Elektrofahrzeuge sind umweltfreundlich, wenn sie mit erneuerbarem Strom geladen werden. Sie müssen daher ihre Ladeleistung an die fluktuierende Erzeugung anpassen können. Weiteres Potential spielen Elektrofahrzeuge aus, wenn sie durch kurzfristige Rückspeisung zur Stabilität des Stromnetzes beitragen. In diesem Zusammenhang gilt es, eine Lösung zu entwickeln, mittels derer Elektrofahrzeuge möglichst oft und möglichst lange mit dem Stromnetz verbunden sind. Währenddessen sollen die Speicher der Elektrofahrzeuge mit einer möglichst hohen Leistung nicht nur Strom beziehen, sondern auch rückspeisen können.
Im Projekt wird untersucht, wie Ladesysteme für Elektrofahrzeuge als intelligente Infrastruktur mit hoher Verfügbarkeit im Energienetz genutzt werden können. Dabei wird ein induktives Ladesystem mit maximalem Komfort für Netzdienstleistungen und Rückspeisung erforscht. GreenIng leitet hierbei die Umsetzungsphase inkl. Konstruktion und Packaging der Komponenten im Gesamtfahrzeug. Das Projekt wird im Rahmen des Förderprogramms Elektropower II vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und vom Spitzencluster Elektromobilität Süd-West unterstützt.
Gefördert vom
Innovative Produktionstechnologien für die Herstellung demontagegerechter Lithium-Ionen Batteriespeicher (InnoDeLiBatt)
Im Projekt werden Lösungsansätze für einen optimierten, automatisierten Montageprozess und innovative Fertigungsverfahren für demontagegerechte Batteriemodule erforscht.
GreenIng ist Projektkoordinator und konzeptioniert ein demontagegerechtes Batteriemodul. Zudem erforscht GreenIng eine intelligente Zellsensorik mit funkbasierender Kommunikation, welche höchste Batteriesicherheit und innovative Diagnosefunktionen ermöglicht.
Optimierte Design- und Produktionskonzepte für die Fertigung von Lithium-Ionen-Batteriegehäusen (OptiFeLio)
Im Projekt werden Lösungsansätze zur Reduktion von kostenintensiven Produktionsprozessen bei der Fertigung von Zellgehäusen für Lithium-Ionen-Batterien erforscht.
Hier wird einerseits an der Vereinfachung der Fertigungsprozesse von Zellen und Gehäusen, andererseits an einem Design mit funktionsintegrierter Sensorik gearbeitet. Zellnahe Sensorik kann die Lebensdauer und die Sicherheit zukünftiger Batteriesysteme deutlich erhöhen.
Thermisch optimierter Range Extender
Variable Wandlung und Speicherung von Abwärme eines Range Extenders im elektrifizierten Antriebsstrang.
Mit den Projektpartnern wird ein Thermoelektrischer Wandler, Thermischer
Speicher und ein „Heat-to-cool“ System erforscht.
GreenIng leitet hierbei die Umsetzungsphase inklusive Konstruktion und Packaging der Komponenten im Gesamtfahrzeug mit den Schwerpunkten „Adiabater Grundmotor“, Aggregatekapselung, Ölwanne mit integriertem Wärmespeicher, Hitzeschutz zur Trennung von Motorraum und Energiespeicher mit Flüssigkeitskühlung.
Gefördert vom
Innovative Regenerative On-Board-Energiewandler zur Reichweitenverlängerung (InnoROBE)
Ziel ist die lokale Bereitstellung von elektrischer und thermischer Energie im Fahrzeug durch kompakte, mit regenerativen Kraftstoffen (Methan und Wasserstoff) gespeisten Energiewandlersysteme.
Im Projekt werden ein On-Board-Ladesystem mit Brennstoffzelle, sowie einem Verbrennungsmotor erforscht. Die On-Board-Ladesysteme werden konzeptionell entwickelt, ausgelegt, auf ihre Einsatzeignung hin charakterisiert und exemplarisch untersucht. Dies beinhaltet die Bauraumuntersuchung mit Verbrennungsmotor, Hochtrieb, Generator, Leistungselektronik und Methanspeicher, die Optimierung der Packageanordnung, die Konzeption der Tragstruktur mit Wechselkonzept, den Entwurf von Luftführung, Kühlmittelverschlauchung und Abgasverrohrung, sowie die Einbauuntersuchung im Gesamtfahrzeugmodell.
Kontakt
„*“ zeigt erforderliche Felder an