Projekte

ZirkulEA

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

Programm: PDA Forschung für Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Bekanntmachung: Zukunftsfonds Automobil - MobilKreis
Wettbewerb: Auf dem Weg zur nachhaltigen Mobilität durch kreislauffähige Wertschöpfung (MobilKreis) - 2. Tranche

Kurzbeschreibung:
Im Forschungsprojekt ZirkulEA wird aufbauend auf umfassender produktindividueller Nachverfolgung 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. Bei erfolgreicher Umsetzung ist es in Zukunft möglich, die Kreislaufwirtschaft von EA Komponenten weitestgehend zu automatisieren und wirtschaftlich zu betreiben.

Projektdauer: 01.10.2022 − 30.09.2025

Projektkoordinator:
Prof. Gisela Lanza
Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - wbk Institut für Produktionstechnik
Telefon: +49 721 608-44017
E-Mail: gisela.lanza@kit.edu

Ansprechpartner bei PTKA:
Dipl.-Ing. Claudius Noll
Telefon: +49 721 608-24953
E-Mail: claudius.noll@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

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.

Projektträger

Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen

+49 (0)721 608-25281
+49 (0)721 608-992003

info@ptka.kit.edu
Standort Dresden
PTKA

Ansprechpartner

Sekretariat Karlsruhe

Celina Gabber und Solvig Grünitz

+49 (0)721 608-25281
zentralessekretariat@ptka.kit.edu

Sekretariat Standort Dresden

Heike Blumentritt

+49 (0)721 608-31435
heike.blumentritt@kit.edu