Kreislauffähigkeit des Elektro-Antriebsstrangs durch intelligente Demontage und Nachverfolgung (ZirkulEA)

Problemstellung
Eine nachhaltige Mobilität erfordert die bestmögliche Verwendung von Ressourcen, die im Elektromobilen Antriebsstrang (EA) gebunden sind. Die zurückgewonnenen Komponenten liegen je nach individuellem Lebenszyklus in unterschiedlichem Zustand vor und eignen sich für verschiedene Kreislaufprozesse, wie Reuse (Wiederverwendung), Remanufacturing (Aufbereitung), oder Recycling (stoffliche Wiederverwendung). Die Entscheidung über den gewählten Verlauf der Produkte muss in der Demontage, die allen Kreislaufprozessen gemein ist, erfolgen und ist heute weitestgehend manuell und nicht systematisiert. Um die Verbesserung der Nachhaltigkeit sicherzustellen, muss dieser Prozess aber wirtschaftlich effizient und dazu weitestgehend automatisiert werden. Um dies zu verwirklichen, sind zahlreiche Herausforderungen auf den verschiedensten Ebenen, wie z. B. Produktenwicklung, Demontagesteuerung, Geschäftsmodelle oder Lieferketten, zu meistern.

Projektziel
Im Forschungsprojekt ZirkulEA wird aufbauend auf umfassender produktindividueller Nach-verfolgung und adaptiver automatisierter Demontage ein Gesamtkonzept für die Kreislaufwirtschaft des Elektromobilen Antriebsstrangs entwickelt. Dazu werden Lösungen in den Bereichen demontagegerechte Produktenwicklung, Demontage-Industrialisierung, Geschäftsmodellentwicklung und Lieferkettenmanagement geschaffen, anhand von Demonstratoren evaluiert und in ein Rahmenkonzept eingebettet.

Vorgehensweise
Dazu wird ein Prozess zur teilautomatisierten Demontage von EA Komponenten mittels smarter Robotik auf Basis der vorliegenden Verbindungen und relevanten Eigenschaften entwickelt. Daraus sind Anforderungen an die Gestaltung kreislauffähiger Komponenten abzuleiten. Zur Optimierung der Wirtschaftlichkeit werden Entscheidungslogiken für die produktspezifische Auswahl passender Kreislaufprozesse aufgebaut, simulativ erprobt und prototypisch bei den anwendenden Unternehmen evaluiert. Hieraus können Leitlinien für die Planung und Steuerung solcher Systeme deduziert und Datenbedarfe identifiziert werden, die durch ein System zur produktindividuellen Nachverfolgung (engl. Traceability) auszuwerten sind. Dazu werden passende Ökosysteme zur Umsetzung dieser Traceability Systeme entworfen und geeignete Technologien ausgewählt.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Bei erfolgreicher Umsetzung ist es in Zukunft möglich, die Kreislaufwirtschaft von EA Komponenten weitestgehend zu automatisieren und wirtschaftlich zu betreiben. Damit verringern sich der Ressourcenverbrauch und die Umweltauswirkungen der Automobilwirtschaft erheblich. Gleichzeitig kann die Fertigung automobiler Komponenten auch weiterhin konkurrenzfähig in Deutschland erfolgen. Die entwickelten innovativen Verfahren zum Umgang mit individuellen Produktzuständen und adaptiven Kreislaufsystemen können auf weitere Antriebsanwendungen, wie beispielsweise der Brennstoffzellenproduktion oder für Schwerlastantriebe, übertragen werden.

• DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG
• flexis AG
• Ford-Werke GmbH
• GreenIng GmbH & Co. KG
• Hochschule Trier - Trier University of Applied Sciences
• Karlsruher Institut für Technologie (Universitätsaufgabe)
• Optimum datamanagement solutions GmbH
• Technische Universität Clausthal
• Vogtmann - Herold + Co.GmbH
• ZF Friedrichshafen AG

Kostenfreie Workshops zur Kreislaufwirtschaft – Transformation hin zu nachhaltiger Mobilität Die drei kostenfreien, praxisorientierten Workshops sind speziell für Fach- und Führungskräfte aus kleinen und mittleren Unternehmen der Automobil- und Mobilitätsbranche konzipiert. Die Themen sind: Grundlagen der Kreislaufwirtschaft Geschäftsprozesse & digitale Technologien Gestaltung von Geschäftsmodellen für Kreislaufwirtschaft Veranstaltungsorte: Technische Universität Chemnitz & Technische Universität Dortmund Flexible Terminauswahl: Generell sind die Workshops kostenfrei und flexibel kombinierbar. Der nächste Workshop-Tag, der gleich alle drei Themen aufgreift, findet am 13. Mai 2025 in Dortmund statt.

Unter dem Motto „Kreislaufwirtschaft gemeinsam gestalten: Innovationen zwischen Wissenschaft und Praxis“ bieten die vom BMBF-geförderten Forschungsprojekte der Fördermaßnahme „Auf dem Weg zur nachhaltigen Mobilität durch kreislauffähige Wertschöpfung (MobilKreis)“ praxisnahe Einblicke in die Ergebnisse sowie spannende Beiträge externer Referierender. Die Tagung ist eine Plattform für Erfahrungsaustausch, das Sammeln wertvoller Anregungen, die Entwicklung neuer Ideen und interessante Diskussionen. Es erwarten Sie Präsentationen, Workshops und Keynote-Vorträge, wodurch Impulse für eine nachhaltige Zukunft gesetzt werden. Themen sind beispielsweise die Optimierung von Demontageprozessen, die Wiederverwendung von Automobilkomponenten, der Informationsaustausch in zirkulären Produktionsnetzwerken, die intelligente und variable Prozessplanung und viele mehr. Bis zum 30.05.2025 ist der Call for Papers offen: Die Tagung legt einen starken Fokus auf praxisorientierte Ansätze. Ziel ist es, wissenschaftliche Erkenntnisse und Forschungsergebnisse so aufzubereiten, dass sie für die breite Öffentlichkeit verständlich und zugänglich sind. Die zu erstellenden Paper und die Präsentationen auf der Tagung sollen die Kriterien Aussagekräfigkeit und öffentliche Zugänglichkeit erfüllen. Weitere Informationen erhalten Sie auf der Veranstaltungswebseite.