Zur Zukunft der Mobilität: Randbedingungen, Fahrzeugkonzepte, Funktionen und Technologien - Nachhaltigkeit und Mobilität in der gebauten Umwelt ...

Zur Zukunft der Mobilität: Randbedingungen,
Fahrzeugkonzepte, Funktionen und Technologien

Nachhaltigkeit und Mobilität in der gebauten Umwelt
13. Juli 2017, Rottweil
Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich
DLR, Institut für Fahrzeugkonzepte, Stuttgart

DLR.de • Folie 2 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

 Globale Trends und Herausforderungen
 410
 400
 390
 380
 Mio. Menschen

 CO2 (ppmV)
 370
 360
 350
 340
 330
 320
 310
 1955 1961 1969 1977 1985 1993 2001 2009 2017

 UN – Wachstum der Weltbevölkerung[1] CO2 in parts per million, bezogen auf das Volumen (ppmV)[2]

 Transportation

2030
2014
1990

 Urbanisierung [3] Globale CO2 Emissionen nach Sektoren[4]
 [1] https://en.wikipedia.org/wiki/File:World_population_(UN).svg
 [2] Quelle: UBA (Schauinsland, Zugspitze), NOAA Global Monitoring Division and Scripps Institution of Oceanography (Mauna Loa), World Meteorological Organization, WDCGG
 [3] World Urbanization Prospects 2014 Revision https://esa.un.org/unpd/wup/Maps/CityDistribution/CityPopulation/CityPop.aspx
 [4] CO2 Emissions from Fuel Combustion 1971-2005, International Energy Egency (2007), http://www.jama-english.jp/publications/2008_CO2_RoadTransport.pdf

DLR.de • Folie 3 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

 Propulsion Technology Evolution

 sustainable economic safe and connected user-oriented
 resource-efficient + climate-neutral / cost-efficient + affordable / visionary, exciting + meeting future requirements

 High-Tech IC Engine Hybrid Electric Vehicle Electric Vehicle
 (with improved fuel economy (incl. PHEV) (with battery a/o
 and emissions) Fuel Cell)

 Liquid Fuels + Alternative Fuels (Gasoline, Ethanol, Butanol, CNG, …)

 Electricity

 Hydrogen
 Quellen: nach DAI, GM, DLR (2017)
DAI F015

DLR.de • Folie 4 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Schadstoffregulierung – Euro 6
EU Regulation 715/2007, 692/2008, 2016/646

 Pkw mit Ottomotor Pkw mit Dieselmotor Diesel
 Angaben in mg/km Angaben in mg/km
 außer PN (1/km) außer PN (1/km)
 Euro Euro Euro Euro Euro Euro Euro Euro
Norm
 6b 6c 6d-TEMP 6d 6b 6c 6d-TEMP 6d
Typgenehmigung Sep. Sep. Sep. Jan. Sep. Sep. Sep. Jan.
Fahrzeugtypen, ab 2014 2017 2017 2020 2014 2017 2017 2020
 Sep. Sep. Sep. Jan. Sep. Sep. Sep. Jan.
Erstzulassung, ab
 2015 2018 2019 2021 2015 2018 2019 2021
 Betriebspunkte [1] Entwicklung Euro-Standards [3]
Testzyklus NEFZ WLTC NEFZ WLTC
RDE,
 – – 2,1 1,5 – – 2,1 1,5 Benzin
Konformitätsfaktor
 WLTC
CO 1000 500
(HC + NOx) – 170
HC (NMHC) 100 (68) -
NOx 60 80
PM 4,5 4,5
PN 6·1012 6·1011 6·1011
 WLTC Class 3 [2] Entwicklung Euro-Standards [3]

RDE: RDE CF 2,1 (NOx, Typgenehmigung [4]) RDE CF 1,5 (NOx, [4])
NOx (Grenzwert einzuhalten)
PN (zu bestimmen)
CO (zu messen und aufzuzeichnen) WLTC (Typgenehmigung)

 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021

 [1] Betriebspunkte AVL über http://www.aecc.eu/wp-content/uploads/2016/11/161109-AECC-presentation-ECMA-conference-Euro-6-VI-legislations-1.pdf
 [2] WLTC: https://de.wikipedia.org/wiki/Worldwide_Harmonized_Light-Duty_Vehicles_Test_Procedure#/media/File:WLTC_class_3.svg
 [3] Entwicklung Euro-Standards: Umweltbundesamt, 2013
 [4] Verordnung (EU) 2016/646 http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/PDF/?uri=CELEX:32016R0646&from=EN

DLR.de • Folie 5 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Entwicklung der Treibhausgasemissionen in Deutschland
in der Abgrenzung der Sektoren des Aktionsprogrammes Klimaschutz 2020

 Ziele für Treibhausgasemissionen (nur
 Verkehr) in Deutschland
 Klimaschutzplan 2050 [2]:
 Reduktionsziel
 Hand- 2014 2030 2030
 -40% lungs- (in Mio. t (in Mio. t (Minderung
 Reduktionsziel feld CO2-Äq.) CO2-Äq.) in % ggü.
 -55% 1990)
 Verkehr 160 95-98 42-40 %

 562
 Internationale Ziele für Treibhausgas-
 emissionen (gesamt),
 Quelle: Umweltbundesamt 2016 [1]
 Minderung ggü. 1990:
 2020 2030 2050
 Deutsch-
 40 %3 55 bis 56 %2 80 bis 95 %2
 land
 20 %
Treibhausgasemissionen in D (1990 - 2015), Europa
 (30 %)4
 40 %4 80 bis 95 %4
 100 % 6
Reduktionsziele Welt 18 % 5
 - (2. H. dieses
 Jahrhunderts)
 [1] https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/479/bilder/thg-emissionen_sektoren.jpg
 [2] http://www.bmub.bund.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Klimaschutz/klimaschutzplan_2050_kurzf_bf.pdf
 [3] http://www.bmub.bund.de/fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Aktionsprogramm_Klimaschutz/aktionsprogramm_klimaschutz_2020_broschuere_bf.pdf
 [4] https://www.umweltbundesamt.de/daten/klimawandel/europaeische-energie-klimaziele
 [5] https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/internationale-eu-klimapolitik/kyoto-protokoll#textpart-3
 [6] https://unfccc.int/resource/docs/2015/cop21/eng/l09r01.pdf

DLR.de • Folie 6 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Städte - Maßnahmen zur Verbesserung von Klimaschutz,
Luftqualität und Verkehrsfluss
Treibhausgase: Erheblicher Anteil durch Städte[1]
Schadstoffe: Belastung oft weit über Grenzwerten
Einfahrrestriktionen:
• Europa: 500 Maßnahmen in 40 Städten
• 15 Städte erheben heute City Maut
• China (z.B. Beijing, Guangzhou)
 Vergabe von Nummernschildern als Anreiz für
 New Energy Vehicles
• London: Ultra Low Emission Zone“ ab 2020
• Paris: Low Emission Zone wird verschärft
• Stuttgart: ab 2018 Fahrverbote für Dieselfahrzeuge ?

Grenz- und Richtwerte zur Beurteilung der Immissionsbelastung – Beispiele:

 Immission: Grenzwert in µg/m³ Erlaubte Überschreitungen
 NO2 40 (Jahresmittel) -
 200 (Stündliche Mittelung) 18 Stunden
 PM10 50 (Tagesmittel) 35 Tage

 Handelsblatt vom 11.05.2017
 [1] C40 http://www.c40.org/researches/deadline-2020
 [2] https://www.stadtklima-stuttgart.de/index.php?luft_grundlagen_grenzwerte, http://mnz.lubw.baden-wuerttemberg.de/messwerte/aktuell/spotstatDEBW118.htm

DLR.de • Folie 7 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Untersuchung möglicher zukünftiger Entwicklungen –
Szenariomodellierung von Pkw Neuzulassungen (D) mit VECTOR21

Referenz-Szenario Szenario Alternative Antriebe

 Auslaufen Steuererhöhung Ausbau Lade-
 Kaufprämie fossile Kraftstoffe infrastruktur
 (H2, Strom)

 Starke Ab-
 Absenkung CO2 Ziele,
 Absenkung senkung CO2
 Anstieg Kosten Diesel
 CO2 Ziele Ziele Absenkung CO2 Ziele,
 Benzin Kraftstoff
 Anstieg Kosten Diesel
 Benzin Kraftstoff

 • Energiewende: Strom zu 60% EE (2040) • Energiewende: Strom zu 80% EE (2040)
 • Energiesteuern auf Otto- und Dieselkraftstoffe • Erhöhung Energiesteuern auf Otto- und Diesel-
 unverändert; BtL am Markt (2030-2040) kraftstoffe ab 2017; BtL/PtL am Markt (2030-2040)
 • Förderung E-Mobilität unverändert; Absenkung • Verstärkte Förderung E-Mobilität inkl. H2;
 CO2-Ziele Pkw (65 g/km in 2040) Absenkung CO2-Ziele Pkw (45 g/km in 2040)
 • leichte Zunahme Pkw-Bestand • Starke Abnahme Pkw-Bestand
 (8% in 2040 vs. 2015) (-18% in 2040 vs. 2015)
 • Technologieentwicklung von • Technologieentwicklung von Schlüsselkom-
 Schlüsselkomponenten über Lernkurven ponenten über Lernkurven mit höherer Lernrate

 www.vector21.de Quelle: DLR, Projekt Verkehrsentwicklung und Umwelt (VEU)

DLR.de • Folie 8 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzelle als Range-
Extender in Elektrofahrzeugen (HT-BZ-REX)
 Herausforderungen
 • thermisches Verhalten von HT-PEM-BZ und
 Batteriesystem kombinieren
 • geringes Platzangebot zur REX-Systemintegration
 • elektrische und thermische Integration in bestehende
 Fahrzeugarchitektur

 Teststrecke
 Lösungen
 DLR Pfaffenwald / Lampoldshausen • modulare Bauweise des REX-Systems als Nachrüstsatz
 • Erhöhung der Reichweite durch intelligente thermische
 Anbindung (Wärmesenken und –quellen)
 • situationsbedingtes Betriebskonzept
 • energetische und thermische Charakterisierung unter
 verschiedenen Randbedingungen (Lastprofile, therm.
 Profile)

 gefördert durch:

DLR.de • Folie 9 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

 Einsatz von alternativen Kraftstoffen
Primary energy
Primärenergie Conversion
 Konversion Final energy
 Endenergie Powertrain
 Antrieb
 Rohöl Raffinerie Verbrennungsmotoren
 Benzin/Diesel (ICE)
 OTTO (G) /Diesel (D)
 Erdgas Reforming/ ICE - Biodiesel
 FT Synt. Kraftst. (Fossil)
 Vergasung ICE - Bioethanol
 Kohle
 Extraktion Umesterung ICE - Methan
 Biodiesel (FAME)
 Biomasse ICE – H2
 (Ölsaaten) Hydrierung
 Hydrolysis HVO ICE – MeOH/DME
 Biomasse EOH
(Zucker/St.) Alk. Fermentation
 Hybrid (G/D)
 ETBE
 Biomasse Anaerobische Biogas h. Alk.
 Hybrid - Methan
 (Gülle) Fermentation upgrading
 Methane
 Biomasse Shift- Plug-In Hybrid
 (Abfälle) Reaktion
 BTL
 Biomasse Vergasung FT PtL Range Extender
(Stroh/Holz) MeOH- MeOH
 Synthese DME Battery electric
 Nuklear Stromgestehung
 Strom vehicle
 Wind Methanisierung
 + CO2 (PtG/PtL)
 Hydro

 Solar Elektrolyse H2 Brennstoffzelle
 FT: Fischer Tropsch EOH: Ethanol h. Alk.:hydrierte Alkohole HVO: Hydrated Vegetable Oil (Hydrierte Pflanzenöle)
 MeOH: Methanol ETBE: Ethyl-tert-butylether PtL:Power to Liquid
 DME: Dimethylether BTL: Biomass to Liquid PtG: Power to Gas

DLR.de • Folie 10 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Treibhausgasemissionen von Kraftstoffen
Vergleich von WTT und TTW Emissionen

 WTW = Well-to-wheel, beinhaltet Emissionen aus Kraftstoffproduktion (Well-to-tank (WTT)) und Kraftstoffverbrennung (Tank-to-wheel (TTW))

 Quellen: JRC/Eucar/Concawe: JEC WTW Study v4, 2013
 ecoinvent LCA Database v3.3

DLR.de • Folie 11 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Automatisiertes Fahren –
Definitionen gemäß SAE Level und Neuzulassungen

 [1]

 200
 Fahrzeugverkauf (Mio.) [2]

 Level 0 Level 1 Level 2 Level 3 Level 4 Level 5
 150

 100

 50

 0
 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050

 [1] VDA, Autohersteller, eigene Recherche; kein Anspruch auf Vollständigkeit
 [2] Yole 2015 - Sensors and Data Management for Autonomous Vehicles

DLR.de • Folie 12 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

DLR Meta Projekt - Next Generation Car
Multiplikator für die DLR System- und Technologiekompetenz durch Vernetzen
und Integrieren von Forschungsinstituten, Infrastrukturen und Demonstratoren

Urban Modular Vehicle (UMV) Interurban Vehicle (IUV) Safe Light Regional Vehicle (SLRV)
 Urbanes, intelligentes Komfortables Kostengünstiges, leichtes und
 Elektrofahrzeug mit Brennstoffzellenfahrzeug mit sicheres Fahrzeug der
 modularer Bauweise Faser-Verbund-Karosserie L7e Klasse

DLR.de • Folie 13 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

 Leicht und nachhaltig – Treibhausgasemissionen von
 Leichtbaumaterialien und –komponenten, Ökobilanz
 Materialvergleich[1] Beispiel:
 Magnesium Getriebegehäuse – Gesamtlebenszyklus[2]
 GFRP: Glass fiber reinforced polymer
 CFRP: Carbon fiber reinforced polymer

 Zus. netto CO2 Emissionen
 Herstellung Betrieb Recycling Credits EoL
[kg CO2 eq/kg substituierter Stahlkomponente]

 30
 - 55% [Δ kg CO2eq]

 25
 - 40%
 [kg CO2 eq/kg Rohmaterial]]

 Substitution low
 20 carbon Mg (RIMA)
 GHG Emissionen

 - 65%

 15

 10
 Netto CO2 Einsparung Al Referenz
 Substitution
 - 35% durchschnittliches
 5 Mg (global)
 Magnesium, RIMA
 Magnesium, Elektrolyse (inkl. Gutschriften)
 0
 Magnesium, Pidgeon Prozess (inkl. Gutschriften)
 St GFRP Al CFRP Mg
 Material Laufleistung Fahrzeug: 250,000 km*, nur der Anteil von Primäralu-
 minium erhält Gutschriften vom “End of Life” (EoL), Break-even
 Punkt bei 127,000 km im Best Case Szenario.
 Berechnung Kraftstoffreduzierung:
 0.35 l/100km*100kg
 * CSA Group 2014 Guidelines for LCA of Auto Parts
 [1] GHG-Emissionen: ecoinvent 3.1, eigene Berechnungen Ehrenberger, Simone, Sven Knöfel, Stephan Schmid, und Eckhard Schüler-Hainsch. 2017.
 [2] RIMA, eigene Berechnungen „Recycling, Life-Cycle-Assessment und Rohstoffverfügbarkeit“. In Leichtbau in der
 Fahrzeugtechnik, 2. Auflage. ATZ/MTZ-Fachbuch. Wiesbaden: Springer Vieweg.

DLR.de • Folie 14 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Additive Manufacturing (AM)
Leichtbauoptimierte und flexible Strukturen für den Fahrzeugbau
Warum Additive Manufacturing?

 • Leichtbau durch Designfreiheit und Funktionsintegration
 • Neue Produktlösungen
 • Individualisierung & Derivatevielfalt
 [1] Next Generation Car (NGC)
 • Digitale Prozesskette & schnelle Produktentstehung Urban Modular Vehicle (UMV) [2]

Konzeptionsmethoden und Generic Part Design (GPD) für AM
 Funktionsauswahl & Screening Werkstoff-/ Bauteil- und
 Lösungsprinzipien Integrationskonzept
 AM-gerechte Anforderungen Funktionsstruktur Verfahrensauswahl
 Planung & Gesamt-
 Konzeption system

 Bauteil

 [3]
 Bauraumextraktion Topologieoptimierung Schnittstellengestaltung CAD-Grobgestalt
 Bauraum-
 optimierung

 [4] [5]
 FE-to-CAD
 Reduziertes FE-Modell Parameteroptimierung Datenaufbereitung Bauteildatensatz
 GPD für AM

 Fertigung [6]

 [1] Gebhardt, A.: Generative Fertigungsverfahren: Additive Manufacturing und 3D Drucken für Prototyping, Tooling, Produktion. 4., neu bearbeitete und erweiterte Auflage, München: Carl Hanser Verlag, 2013
 [2] Next Generation Car – Urban Modular Vehicle (NGC-UMV): Urbanes, intelligentes Elektrofahrzeug mit modularer Bauweise
 [3] Pahl,Beitz, Funktionsstruktur nach VDI 2221
 [4] Vohrer, S.; David, C.; Ruff, M.: Fiber reinforced composite structures in the Next-Generation-Car – Interurban Vehicle (NGC IUV), Carbon Composites Magazin, Ausgabe 4, S. 41, 2016
 [5] Designstudie Topologieoptimierte Abstützung Federbeindom im Vorderwagenbereich des Next Generation Car – Interurban Vehicle (NGC-IUV)
 [6] Designstudie Parameteroptimierter Querlenker mit inneren zellulären Strukturen nach dem Vorbild des Knochens

DLR.de • Folie 15 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Multimaterialbauweise ist Trumpf !
Mercedes Benz C-Class (2014) Audi A8 (2017) Next Generation Car UMV
Exterieur Audi Space Frame in Multimaterialbauweise Modulare Fahrzeugstruktur
Aluminium Anbauteile Zunahme Anteil Ultrahochfester Stahl
 Safety cell
 UHSS, PHS für
Federbeindom hohe
 Federbeinbom/
aus Aluminiumguss Strukturintegrität Hinterachsaufnahme
 optimierte Exterieur
für maximale Aluminium/FVK
Steifigkeit Aluminiumgussknoten

 Sandwichplatten
 Hinterachsauf- Front/Heck-Defor- • Crash-/Fahrgast-
 zellenbereich
 nahme mationszone als • Funktionsintegration von
 aus Aluminiumguss für Fahrgastzelle Strangpressprofile Lasten und Funktionen
 maximale Steifigkeit PHS, UHSS • Längenvariabilität (z.B. Luftleitung)
Front/Heck-
 Aluminiumblech • Funktionsintegration • Modularisierbarkeit
Deformationszone Vordere/Hintere Aluminiumblech
Duktiler Lastpfad zur Aluminiumguss Aluminium-Profil
 Knoten Aluminiumblech
Energieabsorption
 Längsträger
 • Gussknoten
 Press Hardened Steel Aluminium- Aluminium-Strangpressprofile
 Aluminiumguss • Adaptive Knoten
 Strangpressprofile
 Ultra High Strength Steels • Kombination unter- Aluminiumguss
 Ultrahochfester Stahl
 schiedlicher
 Advanded High Strength St Ultra High Strength Steels
 Konventioneller Stahl Werkstoffe
 High Strength Steels • Modularisierung Faserverstärkte Kunststoffe
 CFK
 • Funktionsintegration
 Low Strength Steels Magnesium
 Magnesium

 Quelle: DAI 2014 Quelle: Audi 5.4.2017, “Space Frame” Quellen: DLR (2017)

DLR.de • Folie 16 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

 Urban Modular Vehicle (UMV) - Pfahlcrash

 • Aufprallmasse 750 kg
 • Euro NCAP Pfahlcrash
 • v = 29 km/h
 Kraftspitze Intrusion
 ≈ 242 kN ≈ 164 mm
Kraft [kN]

 Verschiebung [mm]

 Fazit: Crashkonzept nachgewiesen mit einer guten Intrusion von 164 mm
 Münster, M. und Schäffer, Michael und Sturm, Ralf und Friedrich, Horst (2016) Methodological development from vehicle concept to modular body structure for the DLR
 NGC-Urban Modular Vehicle. In: 16TH Stuttgart International Symposium Automotive and Engine Technology Volume 1, Seiten 581 - 596. Springer Vieweg, Springer
 Fachmedien, Wiesbaden, 2016

DLR.de • Folie 17 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Inter Urban Vehicle (IUV) - Technische Highlights

 Strukturkonzept/Bauweise Sichere Fahrgastzelle
 • Rolling Chassis – Konzept  selbstfahrendes • Intrusionsresistente Fahrgastzelle zum
 Bodenmodul für neuartige Montagelinien Schutz der Insassen und Energiespeicher
 • FVK-intensive Struktur • Energieaufnahme konzentriert auf
 • Hoher Strukturintegrationsgrad Schwellerbereich

 Hybride FVK-Strukturen Funktionsstrukturen in FVK
 • Thermoplast-Strukturen (Organoblech, LWRT) • Strukturintegrierte Leiterbahnen
 • Additiv gefertigte Strukturkomponenten
 • Integration optischer Fasersensoren

 Quelle: A. Pototzky DLR-FA

  Wissenstransfer mit ARENA2036-LeiFu: FVK-Leichtbau mit Funktionsintegration

DLR.de • Folie 18 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

 Intelligenter Leichtbau mit Funktionsintegration (LeiFu)
KUNDENWUNSCH HERAUSFORDERUNG F&E „Bezahlbare
 Vielfalt
 Individuelles Fahrzeug & Steigende Kosten Wandelbare und für alle“
 Erhöhung der Varianten der Produktion bei flexible Produktion
 volatiler Nachfrage Simulation,
 Karosserieform,
 Antriebsarten, Fertigung, Vernetzte Fertigung,
 Ausstattung Montage, Produktion
 Logistik

 Hoher Fahrzeugkomfort mit Erhöhung des Intelligenter Leichtbau mit
 Sicherheitsgewinn Fahrzeuggewichts Funktionsintegration
 Infotainment, Karosserie, FVK, [1]
 „Leichtere
 elektr. Helfer, Innenraum, Funktions- Fahrzeuge
 Sicherheitssysteme Systeme integration mit mehr
 Komfort“

 Masse: - 39% Teile: - 50%

 Funktionsintegration

 Reference
 Reference
 in FVK-Strukturen

 LeiFu
 LeiFu
 [1]
 [1] ARENA2036-Leifu Daimler

DLR.de • Folie 19 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Leicht und sicher - Sandwich und Adaptiver Vorderwagen
DLR - Vorderwagen in Sandwichbauweise (AL/PU), Energiewandlung Zerspanung

 Karosserie in Sandwichbauweise
  Decklagen aus Aluminiumlegierung
  Kern aus zellularem Polyurethan
 Fügeverfahren
  Crash-stabiler Strukturklebstoff
  Partielles Verschrauben und Schweißen Bsp.: Sandwichelement

DLR.de • Folie 20 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Urbane Infrastruktur –
Innovative Lösungen für den Individualverkehr
Zukunftsvisionen der 50er und 60er Verkehrskonzepte heute und morgen

 Quelle:
 Retro-
 futurismus Quelle:
 Schaeffler /
 on3studio

 • Infrastruktur mit Fahrzeugkonzepten
 = neue Geschäftsmodelle und Logistikketten
 • Parkplätze und Fahrbahnen neu geordnet
 • Verkehr auf vielen Ebenen • Straßennebenräume als attraktiver Freiraum, neue
 • Geprägt durch Wirtschaftswunder, Ordnung mit spezialisierten Fahrbahnen
 Faszination Weltraumfahrt • Ausgewiesene Gebiete bleiben autofrei
 • Technik- und Fortschrittsgläubigkeit • ÖPNV und Peoplemover sind essentiell

 http://www.retro-futurismus.de/
 http://www.hafencity.com/de/medien/verkehrsinformationen-1.html
 Schaeffler / © ARGUS Stadt- und Verkehrsplanung / on3studio http://www.on3studio.com/?images=the-future-of-cycling-in-hamburg /

DLR.de • Folie 21 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

 Urbane Infrastruktur - Intermodale Knotenpunkte im
 DLR Projekt Next Generation Train
• Logistikterminal für automatischen Güterum- • Next Generation Station ist zugänglich für
 schlag, Verknüpfung von Schiene und Straße emissionsfreie Fahrzeuge
• Logistikboxen & Paletten werden automatisch • Kurze Wege durch Ausführung als Turmbahnhof
 verladen • Trennung der Fahrgastströme: Wartezone,
• Drohnen, Seilbahnen und autonome Fahrzeuge Erschließungszone, Einkaufzone
 für die weitere Feinverteilung vorgesehen • Automatische Handhabung des Gepäcks sorgt für
• Die Ebenen sind durch Paternoster-Aufzüge reibungslose Übergabe zwischen den Transportmoden
 verbunden

 Quelle: DLR NGT

DLR.de • Folie 22 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Mobilität mit digitalisierten Komponenten –
Individualisierung des ÖPNV im Reallabor Schorndorf

• Konzeption eines haltestellenlosen, routenlosen
 und fahrplanlosen Quartiersbussystems
• Integriert in den ÖPNV
• Flexibel und individuell: innovatives Bedienkonzept
• Einbindung der BürgerInnen als Co-Designer in
 den Entwicklungsprozess
• Umsetzung des Konzepts als Pilotbetrieb in
 Realumgebung (Schorndorf) ab Dezember 2017
• Realisierung im Rahmen der Förderlinie Reallabore
 Stadt des Landes Baden-Württemberg
• Informationen unter www.reallabor-schorndorf.de

 Gefördert von:

DLR.de • Folie 23 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

Fazit: Mobilität auf dem Weg in die Zukunft
Anforderungen Lösungsansätze
• Mobilität auf dem Weg in die • Effizienzsteigerungsmaßnahmen
 Zukunft muss ökologisch am Antriebstrang & Batterie
 verträglich (nachhaltig) sein
 • Alternative Kraftstoffe
• Technologien müssen
 energieeffizient sein • Konsequente Modularisierung

• Fahrzeuge werden automatisiert • Fahrwiderstandsreduzierung
 und vernetzt sein (u. a. Leichtbaumaßnahmen)

DLR.de • Folie 24 > Leichtbau im urbanen System, 2017, Rottweil > Prof. Dr.-Ing. Horst E. Friedrich • Zur Zukunft der Mobilität > 2017-07-13

 Vielen Dank