Fachprogramm: Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien - Aktuelle Projekte der Programmsäule "Innovative Fahrzeuge" Stand 08/2021
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
Fachprogramm: Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien Aktuelle Projekte der Programmsäule „Innovative Fahrzeuge“ Stand 08/2021 1
Bildnachweis: Shutterstock/Sergey Nivens
(Titel)
2
Inhaltsverzeichnis
ActiveAeroTrucks....................................................................................................................................................................... 4
AIMM........................................................................................................................................................................................... 5
C3-Mobility................................................................................................................................................................................. 6
CaraSave...................................................................................................................................................................................... 8
DauerPower................................................................................................................................................................................ 9
DE4LoRa....................................................................................................................................................................................10
DigiBody.....................................................................................................................................................................................11
DMEplusX..................................................................................................................................................................................12
drivEcomp-II............................................................................................................................................................................13
E2Fuels.......................................................................................................................................................................................14
ECo2Floor..................................................................................................................................................................................15
EP_4_0........................................................................................................................................................................................16
e-tractiv......................................................................................................................................................................................17
FlexHy.........................................................................................................................................................................................18
FlexHyBat..................................................................................................................................................................................19
FlexSBus-LR..............................................................................................................................................................................20
GESIR.........................................................................................................................................................................................21
H2 ICE Democar......................................................................................................................................................................22
Heat2Comfort..........................................................................................................................................................................23
iBMS............................................................................................................................................................................................24
IdenT...........................................................................................................................................................................................25
INES............................................................................................................................................................................................26
INTEGRAL.................................................................................................................................................................................27
KIARA.........................................................................................................................................................................................28
KI-LOK.......................................................................................................................................................................................29
KIRA............................................................................................................................................................................................30
KISS.............................................................................................................................................................................................31
KIZAM........................................................................................................................................................................................32
LEIchtbau-MOTor...................................................................................................................................................................33
LESS............................................................................................................................................................................................34
MBPLE4Mobility......................................................................................................................................................................35
MEEMO......................................................................................................................................................................................36
Methanolstandard...................................................................................................................................................................37
MethCar.....................................................................................................................................................................................38
MethMag...................................................................................................................................................................................39
MoBeQ100................................................................................................................................................................................40
MoWag.......................................................................................................................................................................................41
MTAB..........................................................................................................................................................................................42
newAIDE....................................................................................................................................................................................43
OPTIMUM.................................................................................................................................................................................44
Panamera...................................................................................................................................................................................45
PHyMoS.....................................................................................................................................................................................46
SenseTrAIn.................................................................................................................................................................................47
SesiM..........................................................................................................................................................................................48
SkalTABs....................................................................................................................................................................................49
UTILITAS...................................................................................................................................................................................50
viaMeta.......................................................................................................................................................................................51
WaVe...........................................................................................................................................................................................52
3
ActiveAeroTrucks – Zukunftsweisende Gesamtfahr-
zeug- und Bauteilkonzepte zur aerodynamischen
Optimierung von schweren Nutzfahrzeugen
Problemstellung
Der Straßengüterverkehr wird bis 2030 gegen-
über dem Jahr 2010 um etwa 29 % anwachsen
auf 607 Mrd. Tonnenkilometer laut dem BMVI.
Lkw sind laut EU-Komission für etwa ein Viertel
der CO2-Emissionen im europäischen Straßen-
verkehr verantwortlich. Der Luftwiderstand macht
bei Nutzfahrzeugen im Güterverkehr die Hälfte al-
ler Reibungsverluste aus. Hier besteht Bedarf an
neuen Technologien und Konzepten zur Reduk-
tion der Luftwiderstandsverluste und damit Re-
duktion des Kraftstoffverbrauchs und der CO2- Projektlogo: ActieAeroTrucks
Emissionen.
Projektziel Verbundkoordinator
Das Ziel des Vorhabens ist die Reduktion der ae- EDAG Engineering GmbH
rodynamischen Verluste von schweren Nfz und
damit eine Verbesserung des Kraftstoffver- Projektvolumen
brauchs. Dafür sollen Konzepte für Nfz unter Be- 3,57 Mio. €
achtung neuer gesetzlicher Gestaltungsrichtlinien (davon 47 % Förderanteil durch BMWi)
von Lkw untersucht werden sowie aktivierbare
aerodynamische Komponenten an Fahrzeugen. Projektlaufzeit
Die aktiven Komponenten sollen in die neuen 11/2019 – 10/2022
Nfz-Konzepte integriert werden, aber auch als
Nachrüstlösung für bestehende Lkw-Modelle ent- Projektpartner
wickelt werden, was durch einen Prototypen de- Rheinisch-Westfälische Technische Hoch-
monstriert werden soll. schule Aachen
ElringKlinger AG
Durchführung aem - GmbH
Zunächst sollen neue Konzepte für das Gesamt-
fahrzeug und aktive Komponenten aufgestellt Ansprechpartner
werden und in Windkanalversuchen getestet wer- TÜV Rheinland Consulting GmbH
den. Begleitend werden Strömungssimulationen Malte Nedkov
validiert und so die Konzepte optimiert und die Tel.: +49 30 756 874 - 423
Verbesserung der Aerodynamik bestimmt. Mit ak- E-Mail: malte.nedkov@de.tuv.com
tiven Materialien wird prototypisch eine Nachrüst-
komponente für Nfz gefertigt und eine Bewertung
für die Eignung zur Serienproduktion vorgenom-
men.
4
AIMM – Artificial Intelligence for Material
Models
Problemstellung
In der Fahrzeugentwicklung und im Leichtbau kom-
men heute größtenteils stark erfahrungsbasierte
und oftmals gebiets- und bereichsweise definierte
Materialmodelle zum Einsatz. Im Bereich der aktu-
ellen strukturmechanischen Finite-Elemente Simu-
lation ist die Prognosegüte von Crash-, Misuse-
oder Impactlastfällen stark von der Qualität und
Komplexität der Werkstoffmodelle abhängig. Qua-
litativ hochwertige Ergebnisse setzen aber auch
heute noch enorm lange Rechenzeiten voraus,
was zu langen Entwicklungszeiten und zu sehr Projektlogo: AIMM
komplexen Iterationsprozessen führt.
Projektziel
Verbundkoordinator
Das Ziel des Forschungsprojektes AIMM ist es,
Mercedes-Benz AG
diese klassischen Materialmodelle, die in jeder
FEM-Simulation implementiert und damit für prak-
tisch alle Lastfallsimulationen relevant sind, durch Projektvolumen
eine alternative datengetriebene Materialmodellie- 4,94 Mio. €
rung zu ersetzen und somit Rechenzeit während (davon 70% Förderanteil durch BMWi)
der computergestützten Produktentwicklung (Com-
puter Aided Engineering – CAE) zu reduzieren. Projektlaufzeit
Hierfür soll im Projekt eine KI-basierte, materialmo- 01/2021 – 12/2023
dellfreie Materialmodellierung für Kunststoffe und
Metalle auch anhand einiger exemplarischer Um- Projektpartner
formprozesse definiert werden. ElringKlinger AG
DYNAmore GmbH
Durchführung Universität Stuttgart (IFB, IFU)
TU Berlin (IDA)
Als Grundlage dienen zunächst definierte her-
kömmlich Materialkartierungen, anhand derer auch Fraunhofer-Gesellschaft
das Umformverhalten abgebildet werden kann. Im
weiteren Projektverlauf werden simulative Trai- Ansprechpartner
ningsdaten erzeugt, auf deren Basis eine Entwick- TÜV Rheinland Consulting GmbH
lung von ML-Modulen für die Materialmodellierung Jürgen Frenzel
erfolgen soll. Hierfür sind auch neuartige Charak- Tel.: +49 221 806 - 4155
terisierungsversuche für das Training der KI-Mo- E-Mail: juergen.frenzel@de.tuv.com
delle notwendig, die ebenfalls im Projekt entwickelt
werden sollen. Die Praxistauglichkeit der datenge-
triebenen Modelle wird am Ende des Vorhabens
evaluiert.
5
C3-Mobility – Klimaneutrale Kraftstoffe fur
den Verkehr der Zukunft
Problemstellung
Energiewende und Klimaschutz gehören zu den
größten Herausforderungen für Gesellschaft
und Wirtschaft. Um dies zukünftig erfolgreich zu
gestalten, müssen schon heute innovative und
zugleich nachhaltige Technologiepfade in der
Energieversorgung aller wirtschaftlichen Sekto-
ren verfolgt werden. Der Energie- wie auch der
Verkehrssektor bieten hier zahlreiche Anknüp-
fungspunkte, die bislang losgelöst voneinander
betrachtet wurden. In einem sektorübergreifen-
den Ansatz soll nun eine gezielte Verknüpfung Projektlogo: C3-Mobility
innovativer Energie- und Verkehrsthemen um-
gesetzt werden.
Verbundkoordinator
Projektziel FEV Europe GmbH
Ziel des Verbundprojektes ist es daher, vielver-
sprechende Wege in eine nachhaltige Mobilität Projektvolumen
unter der Nutzung strombasierter, flüssiger 20,71 Mio. €
Kraftstoffe aufzuzeigen, darzustellen und zu be- (davon 54 % Förderanteil durch BMWi)
werten. Als sinnvoller Weg erscheint hier die zu-
künftige Nutzung von regenerativ erzeugtem Projektlaufzeit
Methanol. Dies soll am Beispiel seiner Nutzung 08/2018 – 11/2021
wie auch der Herstellung und Nutzung daraus
abgeleiteter anderer flüssiger Kraftstoffe in den Projektpartner
unterschiedlichen Sektoren des Transportes Opel Automobile GmbH
dargestellt werden. Ford-Werke GmbH
Mercedes-Benz AG
Durchführung Bayerische Motoren Werke AG
Hyundai Motor Europe Technical Center
Neben der direkten Nutzung von Methanol soll
GmbH
auch seine (lokale) Weiterverarbeitung unter-
Liebherr Components Deggendorf GmbH
sucht werden. Es sollen neue Ansätze darge-
Vitesco Technologies GmbH
stellt werden, schon heute durch Beimischung
Vitesco Technologies Roding GmbH
strombasierter Kraftstoffe (Drop-In Fuel), um die
Shell Global Solutions (Deutschland) GmbH
Flottenemissionen zu senken. Dazu soll MtG
AVL Deutschland GmbH
(Methanol-to-Gasoline) in einer Demonstrations-
AVL qpunkt Deutschland GmbH
Anlage produziert und im Ottomotor untersucht
Fraunhofer-Gesellschaft
werden. Im Dieselmotor soll 1-Oktanol als Drop-
Technische Universität Darmstadt
In Fuel eingesetzt werden. Weiterhin werden 2-
Rheinisch-Westfälische Technische Hoch-
Butanol als Drop-In Fuel, Oktan-Booster und als
schule Aachen
Fachhochschule Aachen
6
Reinkraftstoff für Ottomotoren sowie Oxi- und Di- Technische Universität Dresden
methyl-Ether (OME/DME) unter der Berücksich- DENSO AUTOMOTIVE Deutschland GmbH
tigung der Vielstofffähigkeit für Dieselmotoren
untersucht. Projektwebsite
http://www.c3-mobility.de/
Ansprechpartner
TÜV Rheinland Consulting GmbH
Lennart Korsten
Tel.: +49 221 806 - 3210
E-Mail: lennart.korsten@de.tuv.com
7
Ǧ
ò
Problemstellung
Die Nachfrage nach Wohnmobilen nimmt seit vie-
len Jahren stetig zu. Zugleich haben sich teil- und Verbundkoordinator
vollintegrierte Wohnmobile hinsichtlich ihrer Stabi- Capron GmbH
lität in Unfallsituationen nicht wesentlich weiterent-
wickelt. Während umgebaute Kastenwägen und Projektvolumen
Vans durch originale Außenkarosseriekonstruktion 2,9 Mio. €
geschützt sind, ist die Crashsicherheit bei klassi- (davon 60 % Förderung durch das BMWi)
schen Aufbauten nicht vorhanden, da hier Crash-
Energieabsorbierende Komponenten (wie etwa Projektlaufzeit
Säulen, Schweller) in den Leichtbauaufbauten aus 06/2021 – 05/2024
Sandwichplatten mit dünnen Decklagen nicht vor-
handen sind. Häufige Unfallarten sind Auffahr- so-
wie Seitenaufprallunfälle. Hier ist bei Wohnmobilen Projektpartner
mit schweren Schäden und einer Gefährdung der LAKOWA - Gesellschaft für Kunststoffbe- &
Insassen zu rechnen, da die leichten Sandwich- -verarbeitung mbH
platten mit dünnen GFK- oder Aluminiumdeckla- Lätzsch GmbH – Kunststoffverarbeitung
gen, niedrigfesten Schäumen und Holzeinlegern LSE - Lightweight Structures Engineering
sowie die oft ungünstige Gepäckverteilung und GmbH
herumfliegende Inneneinrichtung keinen ausrei-
chenden Insassenschutz bieten. Ansprechpartner
TÜV Rheinland Consulting GmbH
Projektziel Marie Godemann
Tel.: +49 30 756874-404
Zielstellung des Projekts ist die Entwicklung und
Erprobung eines skalierbaren und integrierbaren E-Mail: marie.godemann@de.tuv.com
Crashsicherheitsmoduls für den Insassenschutz.
Dieses soll aus angepassten Aufprallschutzele-
menten, insbesondere FKV-Profilen, Knoten und
Schwellern bestehen. Dabei sollen Leichtbaulö-
sungen Berücksichtigung finden, um das Gewicht
des Wohnmobils nicht wesentlich zu erhöhen.
Durchführung
Im Rahmen des Projekts werden crashsichere
Bauweisenkonzepte entwickelt, normgerechte
Prüfkörper erstellt, Profilstrukturen aus Hybridver-
bunden hergestellt, Methoden zur Integration von
Krafteinleitungselementen sowie die Fügetechno-
logie und Systemintegration entwickelt und an-
schließend die entwickelten Crashprofile in Fron-
tal- und Seitenaufprallcrashs getestet.
8
DauerPower – SiC-Inverter-Elektronik fur ma-
ximale Dauerleistung im Antriebsstrang EV
Problemstellung
Elektro- und Hybridfahrzeuge überzeugen nicht nur
mit ihren Vorteilen für die nachhaltige Mobilität, son-
dern auch mit ihrer Agilität. Jedoch können rein
elektrisch angetriebene Fahrzeuge die vom Kunden
gewünschten Fahrleistungen im Gegensatz zu ihren
verbrennungsmotorisch betriebenen Konkurrenzmo-
DauerPower
dellen nur für kurze Zeit abrufen. Die Komponenten
des elektrischen Antriebsstrangs überhitzen, weshalb
die Fahrleistungen zum Schutz der Komponenten be-
grenzt werden. Um diese Lücke zwischen elektrisch
und verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen
weiter zu schließen, muss die Dauerleistungsfähigkeit Projektlogo: DauerPower
der Komponenten stark erhöht werden. Dazu gehören
neben Batterie und E-Maschine auch Komponenten
wie der Antriebsumrichter, der den Hauptgegenstand
des Projekts DauerPower darstellt. Verbundkoordinator
Robert Bosch GmbH
Projektziel
Ziel des Projekts ist die Auslegung, Realisierung und Projektvolumen
Demonstration eines SiC-basierten Antriebsumrich- 3,08 Mio. €
ters in einem elektrischen Antriebsstrang, der eine (davon 62 % Förderanteil durch BMWi)
deutlich höhere maximale Dauerleistung gegenüber
derzeitigen vergleichbaren Lösungen verfügt. Die be-
reitstellbare Dauerleistung soll dabei möglichst nah an Projektlaufzeit
den Wert der Spitzenleistung herangeführt werden. 06/2021 – 05/2024
Auf Fahrzeug-Systemebene soll diese Innovation
dazu beitragen, die Fahrleistungen von hoch-perfor- Projektpartner
manten elektrifizierten Fahrzeugen an das Niveau von Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG
rein verbrennungsmotorischen Fahrzeugen anzuglei- Fraunhofer-Gesellschaft
chen.
Durchführung Ansprechpartner
TÜV Rheinland Consulting GmbH
Die Reduzierung der Masse des Das Projektziel soll Moritz Berkelmann
durch die Auslegung, Fertigung und Demonstration
Tel.: +49 221 806 – 4003
des zu entwickelnden Antriebsumrichters erreicht
werden. Zur Verfolgung des Projektziels werden zahl-
E-Mail: moritz.berkelmann@de.tuv.com
reiche Teilinnovationen umgesetzt, die vor allem da-
rauf abzielen, das Gesamtsystem thermisch zu opti-
mieren. Dazu wird nicht nur das Kühlungssystem neu
ausgelegt, sondern auch das Betriebsfenster hinsicht-
lich Betriebstemperaturen nach oben hin erweitert.
Am Ende des Projekts wird der neuartige SiC-Inverter
auf einem Prüfstand in Betrieb genommen und vali-
diert.
9
DE4LoRa - Universelles hochintegriertes
800V-Hybrid-Antriebssystem mit ganzheitlich
optimierter Ökologie und Ökonomie
Problemstellung
Der Wandel hin zur Elektromobilität ist mit zahlrei-
chen Herausforderungen verbunden. So werden
derzeit große Batteriesysteme verbaut, um die vom
Kunden geforderte Langstreckentauglichkeit der
Fahrzeuge sicherzustellen. Diese Batteriesysteme
gehen jedoch neben hohen Kosten und einem ge-
steigerten Fahrzeuggewicht mit signifikantem
Energiebedarf einher, woraus ein wesentlicher
CO2_Fußabdruck über den gesamten Lebenszyk-
lus des Fahrzeugs resultiert. Außerdem werden –
bedingt durch die feste Übersetzung – zum Teil Projektlogo: DE4LoRa
hohe Leistungen verbaut, um dem Zielkonflikt zwi-
schen hohem Anfahrmoment und Höchstge-
schwindigkeit zu begegnen. Diese Antriebskonfi-
gurationen sind aufgrund des überwiegenden Teil- Verbundkoordinator
lastbetriebs des Motors wiederum mit Effizienzein- Vitesco Technologies Germany GmbH
bußen verbunden.
Projektvolumen
Projektziel 5,59 Mio. €
Ziel des Projektes ist es, ein universelles und hyb- (davon 64 % Förderanteil durch BMWi)
rides Antriebskonzept für PKW zu entwickeln, wel-
ches sich ökologische und ökonomische Attraktivi- Projektlaufzeit
tät miteinander vereint. Dabei soll sowohl auf die 04/2021 – 03/2024
Vorteile von langstreckentauglichen rein elektri-
schen Fahrzeugen (BEV) als auch auf Stärken von Projektpartner
aktuellen Plug-in-Hybridfahrzeugen (PHEV) zu- APS-technology GmbH
rückgegriffen werden. AVL Software and Functions GmbH
BMZ Batterien-Montage-Zentrum GmbH
Durchführung Hyundai Motor Europe Technical Center
Der Projektansatz ist mehrteilig und gliedert sich in GmbH
die Entwicklung eines Hochvoltsystems mit 800V Isar Getriebetechnik GmbH & Co. KG
für Hybridfahrzeuge, eines neuartigen Antriebs- Windschiegl Maschinenbau GmbH
strangs mit hohem Schaltkomfort, einer kombinier- Compredict GmbH
ten Leistungselektronik sowie in die Realisierung TU Darmstadt
eines parallel-seriellen dezidierten Hybridantriebs
mit zwei hochintegrierten E-Maschinen in Verbin- Ansprechpartner
dung mit einem monovalenten CNG-Motor. Das TÜV Rheinland Consulting GmbH
Konzept soll dabei zu Projektende prototypisch an Lennart Korsten
zwei Versuchsfahrzeugen erprobt werden. Tel.: +49 221 806 - 3210
E-Mail: lennart.korsten@de.tuv.com
10
DigiBody – Digitale Prozesskette zur Abbil-
dung und Optimierung der Fugetechnik im
Rohbau
Problemstellung
Die Gewichtsverschiebungen zwischen den Rohbau-
varianten von zwei aufeinanderfolgenden Fahrzeug-
generationen sind teilweise beträchtlich. Gewichtszu-
nahmen in der Größenordnung von 40 kg aus den Be-
reichen NVH (Noise, Vibration, Harshness) - oder
Crash-Sicherheit müssen durch Leichtbaumaßnah-
men überkompensiert werden. Der Hybridleichtbau
und die Fügetechnik können hier einen Beitrag von
bis zu 20 kg leisten. Die Fügeverbindungen eines
Fahrzeugrohbaus bestehen aus bis zu 300 m Kle-
beraupe, hunderten Nieten und Clinchen und über
5.000 Schweißpunkten. Diese Fügevielfalt soll aus Projektlogo: DigiBody
Gewichts- und Wirtschaftlichkeitsgründen deutlich re-
duziert werden. Der Einsatz von Klebstoffen soll dabei
deutlich erweitert werden.
Verbundkoordinator
Projektziel Mercedes-Benz AG
Das Ziel des Vorhabens ist es, den hybriden Leicht-
Projektvolumen
bau in der Rohbaustruktur deutlich zu forcieren und
durch den vermehrten Einsatz von Klebeflächen die 3,35 Mio. €
Steifigkeit und Dichtigkeit zu erhöhen sowie durch (davon 61 % Förderanteil durch BMWi)
eine flächige Kraftübertragung eine bessere Werk-
stoffausnutzung zu erreichen. Klebeverbindungen Projektlaufzeit
sind beim kathodischen Tauchlackierungsprozess 04/2019 – 03/2022
(KTL-Prozess) einer großen thermischen Beanspru-
chung ausgesetzt, die Auswirkungen auf die Güte der
Projektpartner
Klebeverbindungen haben kann. Deswegen ist ein
weiteres wichtiges Ziel, die Güte der Fügeverbindun- Rheinisch-Westfälische Technische Hoch-
gen über die gesamte Prozesskette der Fertigung und schule Aachen
des Betriebes digital abzubilden und prognostizieren DYNAmore GmbH
zu können. inpro GmbH
Universität Paderborn
Durchführung Universität Stuttgart
Zunächst sollen Simulationen der Fügeprozesse so-
wie der Zusammenbausimulation zu einer prozessbe- Ansprechpartner
einflussten Charakterisierung führen. Ein besonderes TÜV Rheinland Consulting GmbH
Augenmerk gilt dabei dem KTL-Prozess. Im An- Jürgen Frenzel
schluss erfolgt die digitale Funktionsabsicherung und Tel.: +49 221 806 - 4155
die Implementierung in die Prozesskette sowie die E-Mail: juergen.frenzel@de.tuv.com
Anfertigung des Demonstrators.
11
DMEplusX – DME-haltige erneuerbare Kraft-
stoffe fur den Einsatz in der Bestandsflotte
Problemstellung
Dieselmotoren können in Automobilen nahezu
CO2-neutral (Gesamtbilanzbetrachtung) einge- Verbundkoordinator
setzt werden, wenn sie mit erneuerbar hergestell- Ford-Werke GmbH
ten alternativen Kraftstoffen betrieben werden. Di-
methylether (DME) ist eine solche Alternative, wel- Projektvolumen
che sich bei der Verbrennung im Dieselmotor durch 2,74 Mio. €
Vorteile hinsichtlich Wirkungsgrad sowie sonstiger (davon 64 % Förderung durch das BMWi)
Schadstoffemissionen auszeichnet und welcher
über synthetische Verfahren als Teil der Sektor- Projektlaufzeit
kopplung hergestellt werden kann. Bisher ist es al- 02/2021 – 01/2024
lerdings aufgrund von Verträglichkeitsproblemen
nicht gelungen, DME im Markt zu etablieren und für
den Einsatz wären aktuell Neuentwicklungen des Projektpartner
Motors und des Kraftstoffsystems notwendig. ASG Analytik-Service AG
TEC4FUELS GmbH
Rheinisch-Westfälische Technische Hoch-
Projektziel
schule Aachen
Daher hat das FE-Projekt zum Ziel, DME als Kraft-
stoff in Fahrzeugen der Bestandsflotte mit minima- Ansprechpartner
lem Umrüstungsaufwand zu etablieren. Hierbei TÜV Rheinland Consulting GmbH
sollen Mischungen von reinem DME mit konventi- Malte Nedkov
onellem Dieselkraftstoff sowie DME mit Zusatz be-
Tel.: +49 30 756 874 - 423
stimmter chemischer Additive untersucht werden.
E-Mail: malte.nedkov@de.tuv.com
Auf diese Weise kann eine beschleunigte Einfüh-
rung von DME als Kraftstoff und DME-tauglicher
Komponenten erfolgen und die CO2-Bilanz von
Bestandsflotten verbessert werden.
Durchführung
Zu Projektbeginn werden verschiedene Kraftstoff-
Blends definiert und anschließend an Komponen-
ten- und Motorenprüfständen erprobt. Einzelne
Komponenten wie das Tanksystem werden ange-
passt. Zum Schluss werden anhand eines Fahr-
zeugdemonstrators das Konzept und die optimalen
DME-haltigen Kraftstoffgemische mitsamt Additi-
ven gesamthaft erprobt. Die Ergebnisse werden in
Normungs- und Standardisierungsaktivitäten ein-
gebracht.
12
Ǧ – ÚǦ
ò
¡
Problemstellung
Für elektrische Mobilitätsanwendungen auf der
Straße und der Schiene besteht ein großes Po- Verbundkoordinator
tential für Gewichtseinsparungen und Leistungs- Siemens AG
steigerungen durch den Einsatz der Faserver-
bundtechnik
in Motorkomponenten. Nach dem Projektvolumen
aktuellen Stand der Technik sind diese in metal- 3,02 Mio. €
lischen Werkstoffen wie Stahl, Guss und Alumi- (davon 54% Förderung durch das BMWi)
nium ausgeführt. Hierbei können durch die In-
tegration von System- und Stoffleichtbau große Projektlaufzeit
Vorteile im Hinblick auf die Effizient der einzel- 10/2020 – 10/2023
nen Bauteile, aber vor allem auf systemischer
Ebene des Antriebsstranges erreicht werden. Projektpartner
CirComp GmbH
Projektziel Gustav Gerster GmbH & Co KG
Institut für Verbundwerkstoffe GmbH
Ziel des Vorhabens ist es, innovative Leichtbau-
konzepte auf die Komponenten Spaltrohr, Mo-
torlagerschild und Rotorkonstruktion anzuwen- Ansprechpartner
den. Alle anzuwendenden Innovationsrichtun- TÜV Rheinland Consulting GmbH
gen nutzen die einstellbare Multifunktionalität Robert Kutz
der Compositewerkstoffe zur Erzielung maßge- Tel.: +49 30 756 874 – 201
schneiderter Lösungen, die alle Anforderungen E-Mail: robert.kutz@de.tuv.com
hinsichtlich Gewicht sowie struktureller, thermi-
scher und elektrischer Bauteilintegrität erfüllen.
Durchführung
Basierend auf den Ergebnissen eines Vorgän-
gerprojektes, in welchem erste Potentiale ge-
zeigt werden konnten, werden im Rahmen der
Arbeiten vor allem Themen der Systemfunktio-
nalität adressiert. Die Komponenten werden im
Hinblick auf Anforderungen der Betriebsfestig-
keit, Systemschnittstellen und Optimierung der
Fertigungstechnik entwickelt, gebaut und im
Rahmen einer Systemintegration erprobt.
13
E2Fuels – OME als strombasierter Kraftstoff
fur mobile Anwendungen
Problemstellung
Energiewende und Klimaschutz gehören zu den größten
Herausforderungen für Gesellschaft und Wirtschaft. Um
dies zukünftig erfolgreich zu gestalten, müssen schon heute
innovative und zugleich nachhaltige Technologiepfade in
der Energieversorgung aller wirtschaftlichen Sektoren ver-
folgt werden. Der Energie- wie auch der Verkehrssektor bie-
ten hierzu relevante und gemeinsame Anknüpfungspunkte,
die bislang jedoch losgelöst voneinander betrachtet wurden.
Daher ist es notwendig, in einem Sektor übergreifenden An-
satz eine gezielte Verknüpfung innovativer Energie- und
Verkehrsthemen anzustreben.
Projektlogo: E2Fuels
Projektziel
Ziel des Leitprojektes ist, durch die Zusammenarbeit von In-
dustrie und Forschungsinstituten aus dem Chemieanlagen-
bau, der Energiewirtschaft und der Motorenherstellung eine Verbundkoordinator
technologische Roadmap zur Einführung sog. e-fuels zu er- MAN AG
arbeiten und dafür ein optimales Gesamtkonzept zu identifi-
zieren. Damit sollen die ambitionierten Ziele einer nachhalti- Projektvolumen
gen Reduktion der CO2-Emissionen bei PKW- und LKW-
sowie Großmotor-Anwendungen realisiert werden. 9,46 Mio. €
(davon 54 % Förderanteil durch BMWi)
Im Rahmen des Moduls II des Verbundes steht der strom-
basierte Kraftstoff OME 3-5 für den Einsatz in Fahrzeugan-
wendungen im Fokus der Forschungsarbeiten. Konkret soll Projektlaufzeit
ein optimales Kraftstoffdesign aus den Komponenten 11/2018 – 10/2021
OME3-5 abgeleitet werden.
Durchführung Projektpartner
Robert Bosch GmbH
Mit Hilfe der Auslegung, der Konstruktion und dem Aufbau Audi AG
von Demonstrator-Motoren sowie der Durchführung von
TU München
umfangreichen Prüfstandsversuchen sollen die Aufgaben-
TU Darmstadt
stellungen zur Entwicklung von Motoren, die höchste Effizi-
enz und Wirtschaftlichkeit unter Einhaltung strengster Emis- TU Kaiserslautern
sionsgrenzwerte ermöglichen, gelöst werden. Dabei soll HS Darmstadt
auch die Motorregelung dergestalt optimiert werden, dass
ein verbrauchsoptimaler Betrieb in den neuesten Testzyklen Ansprechpartner
realisiert und die aktuellsten sowie auch absehbare, zukünf-
tige Schadstoffgrenzwerte eingehalten werden. TÜV Rheinland Consulting GmbH
Lennart Korsten
Ziel ist der Aufbau eines Demonstratorfahrzeuges, das mit Tel.: +49 221 806 - 3210
diesem regenerativen Kraftstoff betrieben werden kann und
mit dem das motorische Verhalten sowie die Emissionen auf
E-Mail: lennart.korsten@de.tuv.com
der Straße erforscht werden können.
14
ECo2Floor – Entwicklung CO2 optimierter
Fahrzeugunterboden – leicht ohne olbasierte
Ressourcen
Problemstellung
Die Verwendung von Kunststoffbauteilen wird im
Automobilbau vor allem aus Gewichts-, Funktiona- Verbundkoordinator
litäts- und Kostengründen an vielen Stellen forciert. AUDI Aktiengesellschaft
Viele der daraus resultierenden Kohlenwasser-
stoffpolymere werden aus Erdöl hergestellt. Mit Projektvolumen
dem Pariser Klimaschutzabkommen und dem Be- 2,21 Mio. €
schluss des VW-Konzerns bis ins Jahr 2050 zu ei- (davon 59 % Förderung durch das BMWi)
ner CO2-neutralen Produktion zu gelangen, müs-
sen auch diese Rohstoffpfade neu gedacht wer- Projektlaufzeit
den. Hier setzt das Projekt ECo2Floor an und ver- 08/2020 – 07/2023
sucht mit CO2-neutralen Biokunststoffen oder neu-
artigen Faseranteilen (Holz) die rohölbasierten Po-
lymere zu substituieren. Projektpartner
Fraunhofer-Gesellschaft
Projektziel Thüringisches Institut für Textil- und Kunst-
stofftechnik (TITK)
Das Ziel des Vorhabens ist es, für den anspruchs- Röchling Automotive SE & Co. KG
vollen Unterbodenbereich Bauteile aus sogenann- BBP Kunststoffwerk Marbach Baier GmbH
tem Lightweight Reinforced Thermoplastic (LWRT)
aus Biokunst-stoffen aufzubauen und diese teil- Ansprechpartner
weise mit Holzfasern zu verstärken. Die techni- TÜV Rheinland Consulting GmbH
schen Entwicklungsziele liegen dabei vor allem in
Jürgen Frenzel
der Darstellung einer betriebstauglichen Material-
Tel.: +49 221 806 – 4155
komposition sowie der Fügbarkeit des Unterbo-
dens. Die unterschiedlichen Unterbodensegmente E-Mail: juergen.frenzel@de.tuv.com
müssen vor allem mit den feuchten Außenbedin-
gungen zurechtkommen. Zusätzlich soll noch Ge-
wicht gegenüber den Standardbauteilen einge-
spart werden.
Durchführung
Zunächst soll vor allem vom Partner TITK und dem
Fraunhofer WKI mit dem dort angesiedelten An-
wendnungszentrum für Holzfaserforschung (HOF-
ZET) an den Materialeigenschaften geforscht wer-
den, um praxisgerechte Bauteile abmustern zu
können. Die Auslegung des eigentlichen Bauteils
und der Fertigungsprozess mit den komplexen
Spritzgusswerkzeugen wird von den Projektpart-
nern Röchling und BBP übernommen. Die Audi AG
validiert die Anforderungen aus dem Lastenheft mit
einem Versuchsprogramm.
15
̴Ͷ̴Ͳ–
ͶǤͲ
Problemstellung
Die Entwicklung von aktuellen Fahrzeugsystemen,
wie z.B. Antriebsstränge oder Fahrerassistenzsys- Verbundkoordinator
teme, ist mit unterschiedlichen Herausforderungen SEGULA Technologies GmbH
verbunden. So steigen u.a. durch die stetig voran-
schreitende Technik die Anforderungen an die In- Projektvolumen
genieure, da ein umfangreiches Wissen aus ver- 3,67 Mio. €
schiedenen Disziplinen notwendig ist. Zudem be- (davon 66 % Förderung durch das BMWi)
steht im Automotive-Bereich ein Wettbewerbs-
druck bei OEMs und in der Dienstleistungs- und Projektlaufzeit
Zulieferindustrie hinsichtlich effektiver und innova- 06/2021 – 05/2024
tiver Entwicklungsprozesse.
Projektpartner
Projektziel
:em engineering methods AG
Das Ziel des Projekts ist es, eine KI-gestützte Ent- Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und
wicklungsplattform zu erforschen und zu erarbei- Fahrzeugmotoren Stuttgart (FKFS)
ten, die Anwender bei der Produktentwicklung un-
terstützt. Aufgaben des sogenannten „KI-Experten- Ansprechpartner
systems“ sind u.a. die Hilfe bei der Analyse großer TÜV Rheinland Consulting GmbH
Datenmengen, die Verknüpfung von Simulations- Dr. David Mischnick
und Testdaten, die Verkettung von Simulations- Tel.: +49 30 756874 – 167
werkzeugen, die Sicherstellung der Nachverfolg-
E-Mail: david.mischnick@de.tuv.com
barkeit von Entwicklungsprozessen und das Wis-
sensmanagement.
Durchführung
Zu Projektbeginn erfolgt zunächst die Spezifizie-
rung und Entwicklung eines Verbundsystems aus
Simulations- und Testdatenmanagement. Die da-
rauf aufbauenden Entwicklungsschritte werden mit
Hilfe eines Testsystems durchgeführt, mit dem ein
beispielhafter Entwicklungsprozess durchlaufen
wird (z.B. zum Abgleich der Daten von Simulations-
modellen und Prüfstandtests). Weiterhin wird im
Projekt der Einsatz sogenannter „Ultra-Fast-Run-
ning-Models“ (UFRM) untersucht, welche auf neu-
ronalen Netzen basieren und zeitlich verändernde
Zustände schneller als in Echtzeit abbilden kön-
nen. Abschließend sind die Integration der Teillö-
sung in das Expertensystem sowie die Validierung
anhand eines realen Entwicklungsprozesses ge-
plant.
16
e-Tractiv – energieeffiziente Tractionsantriebs-
Innovationen für den Schienen-Verkehr
Problemstellung
Der Schienenpersonenverkehr ist schon heute
der umweltfreundlichste motorisierte Verkehrs-
träger. Trotzdem besteht weiterhin die Notwen-
digkeit, Emissionen zu reduzieren, um die von
der Bundesregierung anvisierten Ziele des Kli-
maschutzplans 2050 zu erreichen. Hierzu kann
auch der Schienenverkehr durch gezielte Maß-
nahmen im Bereich der Antriebstechnik beitra-
gen.
Projektziel Projektlogo: e-Tractiv
Der Forschungsverbund „e-Tractiv“ hat sich das
Ziel gesetzt, durch verschiedene Maßnahmen
im Bereich der Antriebstechnik für ein typisches Verbundkoordinator
S-Bahnfahrzeug eine Reduzierung des Energie- Infineon Technologies AD
verbrauches um ca. 15% zu erreichen.
Projektvolumen
Durchführung 6,21 Mio. €
(davon 47 % Förderanteil durch BMWi)
Zur Erreichung der o.g. Zielstellung sollen Inno-
vationen im Bereich des Traktionssystems er- Projektlaufzeit
forscht und untersucht werden (Beitrag zur Ener- 07/2020 – 06/2023
gieverbrauchsreduzierung ca. 12%). Kern der
Innovationen stellt die Nutzung von SiC-Leis-
Projektpartner
tungshalbleitern dar, die neue Ansätze im Ge-
Siemens Mobility GmbH
samtsystem Traktion ermöglicht. Weiterhin soll
TLK-Thermo GmbH
ein energieoptimales Kühlsystem zur Strom-
Universität Bayreuth
richterkühlung entwickelt und erprobt werden,
welches insbesondere auf die Hilfsbetriebe (z.B.
Klimaanlagen) zielt. Hiervon verspricht man sich Ansprechpartner
eine Energieverbrauchsreduzierung um etwa TÜV Rheinland Consulting GmbH
3%. Weitere Schwerpunkte im Projekt liegen in Marie Godemann
der Erforschung einer optimierten Ansteue- Tel.: +49 30 756 874 - 404
rungstechnik. E-Mail: marie.godemann@de.tuv.com
17
FlexHy – Effiziente und kraftstoff-FLEXible
Verbrennungsmotoren basierend auf innovati-
ven Werkstoff-, Schichtsystemen und Hybrid-
bauweisen
Problemstellung
Moderne Verbrennungsmotoren sind hochkom-
plexe Systeme, deren Effizienzsteigerung eine sig-
nifikante Herausforderung darstellt. Insbesondere
starke thermische Lasten durch hohe Temperatu-
ren in Verbindung mit synthetische Kraftstoffen be-
dürfen innovativer, neuartiger Konzepte, um die Ef-
fizienz, die Lebensdauer sowie die Zuverlässigkeit
zukünftiger Motorengenerationen zu steigern.
Projektziel
Projektlogo: FlexHy
Ziel des Projekts ist es, durch neuartige Entwick-
lungen für die Bereiche Brennraum, Abgaskrüm-
mer und Abgasturbolader basierend auf optimier-
ten Werkstoff- und Schichtsystemen sowie ange- Verbundkoordinator
passten Fügetechnologien eine signifikante Effi-
Mercedes-Benz AG
zienzsteigerung des Motors auch unter hohen ther-
mischen Lasten zu realisieren. Einen weiteren
Schwerpunkt stellt dabei die wirtschaftliche Um- Projektvolumen
setzbarkeit der einzelnen Entwicklungen dar. 5,59 Mio. €
(davon 64 % Förderanteil durch BMWi)
Durchführung
Projektlaufzeit
Zum Erhalt der Integrität bei hohen thermisch-kor- 03/2021 – 02/2024
rosiven Beanspruchungen im Zylinderkopf- und
Kolbenboden erfolgt im Projekt die Entwicklung ke-
Projektpartner
ramischer Schutzschichten. Zusätzlich erfolgt die
Erforschung einer Mischbau-Fügetechnologie für BorgWarner Turbo Systems Engineering
eine strömungs- und gewichtsoptimierte direkte GmbH
SITEC Industrietechnologie GmbH
Anbindung des Abgaskrümmers aus Stahl an den
Rauschert Heinersdorf-Pressig GmbH
Aluminium-Zylinderkopf. Zentraler Inhalt des Pro-
jektes ist zudem die Auslegung und Herstellung ke- GTV Verschleißschutz GmbH
ramischer Leichtbau-Turboladerturbinenräder, op- FCT Systeme GmbH
timierter Keramik-Metall-Fügetechnologie und rei- Fraunhofer-Gesellschaft
bungsarber Laser-Oberflächen-Strukturierung. Die
neu entwickelten Komponenten sollen anschlie- Ansprechpartner
ßend, integriert in ein Gesamtsystem, demonstriert TÜV Rheinland Consulting GmbH
und bezüglich ihres Potentials umfassend bewertet Lennart Korsten
werden. Tel.: +49 221 806 - 3210
E-Mail: lennart.korsten@de.tuv.com
18
FlexHyBat – Inkrementelle Leichtbau-Fahr-
zeugbodengruppe fur leichte Nutzfahrzeuge
auf Basis 3D rollgeformter Profile
Problemstellung
Zukünftige Fahrzeuggenerationen müssen zur Ef-
fizienzsteigerung und für einen nachhaltigen Res- Verbundkoordinator
sourceneinsatz hinsichtlich Leichtbau optimiert EDAG Engineering GmbH
ausgelegt werden. Gleichzeitig erhöht sich in Zu-
kunft die Antriebs- und Anwendungsvielfalt von Projektvolumen
leichten Nutzfahrzeugen. Neben der Kraftstoffver- 3,55 Mio. €
brauchsverbesserung kann durch eine fahrzeugei- (davon 61 % Förderung durch das BMWi)
gene Gewichtsreduktion bei leichten Nutzfahrzeu-
gen die Nutzlast, welche durch das zulässige Ge- Projektlaufzeit
samtgewicht von 3,5 t begrenzt ist, als wichtige 11/2020 – 12/2022
Kenngröße erhöht werden.
Projektpartner
Projektziel
Carl Cloos Schweißtechnik GmbH
Das FE-Projekt setzt sich daher zum Ziel, eine va- data M Sheet Metal Solutions GmbH
riantenreiche Leichtbauweise für leichte Nutzfahr- BILSTEIN GmbH & Co. KG
zeuge zu entwickeln, welche für verschiedene An- Protomaster GmbH
forderungen und Antriebsformen flexibel in der Ent- Fraunhofer-Gesellschaft
wicklung angepasst werden kann. Dabei wird die
Fahrzeugbodengruppe als tragende Struktur mit- Ansprechpartner
hilfe hochfester Stähle, innovativer Leichtbau-Fer- TÜV Rheinland Consulting GmbH
tigungsverfahren und einer flexiblen Konstruktions-
Malte Nedkov
weise in den Vordergrund gestellt. Letztendlich sol-
Tel.: +49 30 756 874 – 423
len so wirtschaftlich tragfähige Produktionen von
vielfältigen Modellen mit unterschiedlichen Antrie- E-Mail: malte.nedkov@de.tuv.com
ben ermöglich werden.
Durchführung
Zu Projektbeginn werden die Anforderungen an die
Fahrzeugbodengruppe analysiert und Konzepte für
eine flexible Konstruktions- und Fertigungsweise
erarbeitet. Anschließend werden die einzelnen
Prozesse, wie unter anderem Laser-Highspeed-
Cutting, 3D-Walzprofilieren oder 3D-MAG-Auf-
tragssschweißens, im Einzelnen untersucht. Ab-
schließend werden alle Entwicklungsstränge zu-
sammengeführt und die Leichtbau-Fahrzeugbo-
dengruppe prototypisch umgesetzt, erprobt und
mittels Lebenszyklusanalyse bewertet.
19
Ǧ– ò
¡
Problemstellung
Im Fahrzeuge im Schienenverkehr kennzeichnen
sich durch hohe Fertigungs- und Instandhaltungs- Verbundkoordinator
kosten; zugleich weisen Schienenfahrzeuge eine LBBZ Laser- und Bearbeitungszentrum NRW
zunehmende technische Komplexität sowie stei- GmbH
gende Anforderungen an die Beförderungsqualität
auf. Insbesondere in dünn besiedelten Regionen, Projektvolumen
in denen bspw. Streckenreaktivierungen zur De- 12,24 Mio. €
batte stehen, werden diese Fahrzeuge aus Kosten- (davon 67 % Förderung durch das BMWi)
gründen nicht eingesetzt. Vor diesem Hintergrund
soll das neuartige Fahrzeugkonzept des Schienen- Projektlaufzeit
busses nicht auf die Beförderung großer Fahrgast- 06/2021 – 05/2024
zahlen ausgerichtet sein, sondern für dünn besie-
delte Regionen schnelle, emissionsarme und weni-
ger kostenintensive Anbindungen ermöglichen. Projektpartner
Solche Fahrzeuge sind aktuell nicht entwickelt und Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahr-
könnten ein mögliches Transportkonzept für die zeuge GmbH
Takterhöhung auf bestehenden Nebenstrecken so- Schaeffler Technologies AG und Co. KG
wie zur schrittweisen Reaktivierung von stillgeleg- Isatec GmbH
ten Strecken in Zukunft darstellen. Rheinisch-Westfälische Technische Hoch-
schule Aachen
Projektziel MV Engineering GmbH & Co. KG
Zielstellung des Projekts ist die konzeptionelle Ent-
Ansprechpartner
wicklung und Fertigung eines neuartigen modular
TÜV Rheinland Consulting GmbH
aufgebauten, batterieelektrisch betriebenen und in
Leichtbauweise konstruierten Schienenfahrzeugs, Marie Godemann
das sich durch bauliche Trennung von Chassis und Tel.: +49 30 756 874-404
Fahrgastzelle kennzeichnet. E-Mail: marie.godemann@de.tuv.com
Durchführung
Im Vorhaben werden die Fahrgastzelle und das
Chassis zunächst separat konzeptionell entwickelt,
anschließend die Schnittstellen definiert und entwi-
ckelt und die Anforderungsliste erstellt. Auch die
zulassungsrechtlichen sowie eisenbahnspezifi-
schen Anforderungen werden berücksichtigt. An-
schließend erfolgt die Montage der Fahrzeugkom-
ponenten sowie die gesamthafte Fertigung von
Chassis und Fahrgastzelle. Es folgt die dynami-
sche und statische Inbetriebnahme des Demonst-
ratorfahrzeugs inklusive Test- und Demonstrati-
onsfahrten.
20
GESIR – Gasmotoren mit energieeffizienten
Systemtechnologien und integraler Robustheit
Problemstellung
GESIR
Zur Senkung der CO2-Emissionen und des Res-
sourcenverbrauchs im Verkehr ist die Erhöhung
der Effizienz von Antrieben von eminenter Bedeu-
tung. Daher sind effiziente Gasmotoren aus vielen
Gründen sehr attraktiv.
In diesem Projekt sollen die Belastbarkeit, Zuver-
lässigkeit und Lebensdauer thermisch und tribolo-
gisch höchstbeanspruchten Komponenten in Gas-
motoren verbessert werden, um weitere motor-
technische Erhöhungen des Wirkungsgrads zu er-
möglichen, Emissionen zu reduzieren und die Ver- Projektlogo: GESIR
brennung diverser Kraftstoffe zu erlauben.
Projektziel
Verbundkoordinator
Gegenstand dieses Forschungsvorhabens ist es,
IAVF Antriebstechnik GmbH
die oben genannten Ziele durch verbesserte Werk-
stoffe und Schmierstoffe für Motorkomponenten in
den, speziell bei Gasmotoren, thermisch und tribo- Projektvolumen
logisch höchstbelasteten Bereichen des Ventil- 2,75 Mio. €
triebs sowie mittels einer präzisen Abstimmung der (davon 54 % Förderanteil durch BMWi)
Betriebsbedingungen auf die Belastungsgrenzen
der Motorkomponenten zu erreichen. Projektlaufzeit
07/2019 – 06/2022
Durchführung
Projektpartner
Zur Umsetzung der Zielstellungen werden fol-
gende Entwicklungsschwerpunkte verfolgt: FUCHS Schmierstoffe GmbH
Bleistahl Produktions-GmbH & Co. KG
- Entwicklung und Einsatz neuester Metalle und Fraunhofer-Gesellschaft
Beschichtungen im Bereich des Ventiltriebes
- Qualifizierung und Verwendung von thermisch Ansprechpartner
und chemisch hoch beständigen und darüber TÜV Rheinland Consulting GmbH
hinaus effizienz-steigernden Motorölen
Malte Nedkov
- Entwicklung und Erprobung von Konzepten zur
Tel.: +49 30 756 874 - 423
Wirkungsgradsteigerung und Emissionsredu-
E-Mail: malte.nedkov@de.tuv.com
zierung von Gasmotoren
- Systemoptimierung zur Abstimmung der Be-
triebsbeanspruchungen auf die Belastungs-
grenzen der Werkstoffe
- Demonstration eines Konzeptes für langlebige,
effiziente und emissions-reduzierte Gasmotoren
anhand eines realen Gasmotors
21
H2 ICE Democar – Leichtes Nutzfahrzeug mit
Wasserstoffmotor und Hybrid-Antriebsstrang
Problemstellung
Um die hochgesteckten CO2-Ziele in der Europäi-
schen Union und in Deutschland zu erreichen, wird
der Anteil erneuerbarer Energieträger im Verkehrs-
sektor zukünftig steigen. Regenerativ hergestellter
Wasserstoff (H2) bietet ein großes Potential, CO2-
neutrale Lösungen für mobile Anwendungen zu er-
möglichen. Neben dem Einsatz in der Brennstoff-
zelle kann Wasserstoff auch für H2-Motoren ge-
nutzt werden.
Projektziel Projektlogo: H2 ICE Democar
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines hybrid-
elektrischen Antriebsstrangs für ein leichtes Nutz-
fahrzeug unter Einbeziehung eines Wasserstoff- Verbundkoordinator
verbrennungsmotors. Dabei steht die ganzheitliche
Robert Bosch GmbH
Betrachtung des Gesamtsystems im Fokus, so-
dass sowohl der Motor mit den relevanten Kompo-
nenten als auch die Abgasnachbehandlung, Motor- Projektvolumen
steuerung sowie die Fahrzeugintegration und Be- 12,14 Mio. €
triebsstrategie betrachtet werden. Die Entwicklun- (davon 56 % Förderanteil durch BMWi)
gen sollen in zwei Prototypenfahrzeug realisiert
und erprobt werden. Projektlaufzeit
07/2021 – 06/2024
Durchführung
Projektpartner
Ein übergeordnetes Ziel und eine zwingende Vo-
raussetzung für die Entwicklung und spätere Ford Werke GmbH
Markteinführung von H2-Motoren, ist die Sicher- MAHLE GmbH
Umicore AG & Co. KG
stellung niedrigster Abgaswerte unter allen Be-
Forschungsinstitut für Kraftfahrwesen und
triebsbedingungen. Dazu wird im Rahmen des Pro-
jektes ein H2-spezifisches Brennverfahren er- Fahrzeugmotoren Stuttgart
forscht und entwickelt, welches im Hinblick auf Institut für Fahrzeugtechnik, Universität
Temperatur, Verbrennungsrückstände etc. neue Stuttgart
Anforderungen für die Komponenten mit sich brin- Rheinisch-Westfälische Technische Hoch-
gen wird. Zielstellung für dieses Brennverfahren schule Aachen
sind eine hohe spezifische Leistung, sowie ein ho-
her Wirkungsgrad bei gleichzeitig niedrigen Rohe- TÜV Rheinland Consulting GmbH
missionen. Zusätzlich wird eine effiziente Abgas- Dr. Silke Marré
nachbehandlung erforscht, deren Fokus auf der Tel.: +49 221 806 - 4174
Entwicklung eines, zumindest lokalen, „Zero-Im- E-Mail: silke.marre@de.tuv.com
pact-Systems“ liegt.
22
ʹ – ¡ Ǧ
–ò
Problemstellung
Ein wesentlicher Faktor für die Einsetzbarkeit von Brenn-
stoffzellentriebzügen im Schienenpersonennahverkehr Verbundkoordinator
ist ihre garantierte Mindestreichweite zwischen zwei Hörmann Vehicle Engineering GmbH
Tankfüllungen. Der gesamte Betriebsablauf ist auf diese
Reichweite ausgerichtet. Nach dem Antriebssystem
weist die Fahrzeugklimatisierung den größten Energie- Projektvolumen
bedarf auf und ist damit ein wesentlicher Einflussfaktor 2,96 Mio. €
für die Reichweite. Heutige Fahrzeuge benötigen bis zu (davon 63 % Förderung durch das BMWi)
25% des Gesamtenergiebedarfs für die Klimatisierung
von Fahrgastraum und Fahrerstand. Zudem schwankt Projektlaufzeit
dieser Bedarf stark in Abhängigkeit der Umgebungstem-
peratur. 03/2021 – 02/2024
Projektziel Projektpartner
Primäres Ziel des Verbundvorhabens besteht in der Ent- WäTaS – Wärmetauscher Sachsen
wicklung eines neuartigen Klimatisierungssystems, das ILK – Institut für Luft– und Kältetechnik
auf der Nutzung der Abwärme der Brennstoffzelle als pri- gGmbH
märes Energiewandlungssystem des Fahrzeugs beruht: Fraunhofer-Gesellschaft
70 % der im Jahresverlauf für die Klimatisie-
rung benötigten Energie sollen durch Abwärme Ansprechpartner
bereitgestellt werden TÜV Rheinland Consulting GmbH
Der thermische Komfort der Passagiere soll Robert Benning
nachweisbar erhöht werden Tel.: +49 30 756 874 - 202
Der Schallleistungspegel des für die Klimatisie-
E-Mail: robert.benning@de.tuv.com
rung benötigten Aggregats soll um mindestens
3 dB(A) gesenkt werden
Durchführung
Durch einen neuen Ansatz in der Abwärmenutzung für
die Fahrzeugklimatisierung soll die Mindestreichweite
von Brennstoffzellen–Triebzügen um 20% erhöht wer-
den. Der Komfort der Reisenden soll dabei sowohl aus
thermischer, als auch aus akustischer Sicht gesteigert
werden. Thermisch aktive Komponenten des Innenaus-
baus ermöglichen hierfür signifikante Energiespareffekte
bei gleichzeitiger Gewährleistung eines hohen thermi-
schen Komforts. Für einen möglichst hohen Nutzungs-
grad der Abwärme soll bei diesem aus komplexen Ab-
hängigkeiten bestehenden System eine prädiktive und
lernfähige Klimatisierungsregelung implementiert wer-
den. Diese soll eine Vielzahl von Betriebs– und Umge-
bungsinformationen auswerten und gleichzeitig eine
deutlich höhere Anzahl von Regelgrößen bedienen, als
heutige Regelalgorithmen.
23Sie können auch lesen
