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
• Karlsruher Institut für Technologie (Universitätsaufgabe)
• Optimum datamanagement solutions GmbH
• Technische Universität Clausthal
• Vogtmann - Herold + Co.GmbH
• ZF Friedrichshafen AG

Nachhaltigkeit und Design spielen für eine Kreislaufwirtschaft im Bereich Mobilität eine wichtige Rolle. Entsprechende Konzepte müssen den gesamten Lebenszyklus berücksichtigen. Dazu sind neue Konstruktions-, Produktions- und Fertigungstechnologien notwendig. Bei den Circularity Days diskutieren Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Industrie innovative Ansätze, wie Automobilkomponenten entlang des gesamten Lebenszyklus nachhaltig genutzt werden können. Zum zweiten Mal finden die beiden Konferenzen „Future Automotive Production Conference FAPC“ und „Werkstoffsymposium“ gemeinsam auf dem Forschungscampus Open Hybrid LabFactory (OHLF) statt. Diese Kooperation bietet den Besucherinnen und Besuchern eine hohe Vielfalt an Vorträgen aus Forschung und Wirtschaft.