Baukastenprinzip für E-Nutzfahrzeuge
Unter dem Projektnamen „Kosel“ hat das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) einen kreislaufgerechten Open-Source-Baukasten für elektrisch angetriebene Poolfahrzeuge (3,5 t) mit zur Hannover Messe gebracht.
Das Innenleben eines Seitenschwellers: Die Dämpferelemente aus Duroplast sollen mind. 30 Jahre halten und sind wiederverwertbar.
Foto: P. Kellerhoff
Kosel zeichnet sich dadurch aus, dass dessen Bestandteile – Vorderwagen, Batteriekasten und Hinterwagen – gänzlich modular aufgebaut sind und ein Austausch mit sehr geringem Aufwand möglich ist. Somit ist eine Weiterverwendung über mehrere Modellzyklen möglich, das Fraunhofer IWU spricht von einer Nutzungsdauer der Einzelkomponenten von bis zu 30 Jahren oder 1 Mio. km.
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Langfristige Nutzung von Elektrofahrzeugen angestrebt
Aufgrund der langfristigen Nutzbarkeit wurde vor allem an den Schwellern kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff vorgesehen, um dort Fahrzeuginsassen sowie optional Batteriepacks und/oder Wasserstofftanks wirksam zu schützen. Hier werden die aus CFK-Röhren bestehenden Absorber in unterschiedlichen Winkeln angeordnet, um verschiedene Aufprallwinkel abzusichern.
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Dieses Konzept basiert auf einem bestimmten Crash-Wirkprinzip: der Umstülpung von CFK-Crash-Rohren, deren speziellen Orientierung innerhalb des Schwellers und der Krafteinleitung über auxetische Strukturen: Diese haben die Eigenschaft, sich bei einer Stauchung quer zur Stauchrichtung zusammenzuziehen. Der Schweller nimmt die Last auf und leitet sie in eine auxetische Struktur aus Polyurethan weiter. Diese erzeugt bei Kompression eine Stauchung quer zur Belastungsrichtung, sodass die Kraft allmählich in die Crash-Rohre eingeleitet und die gewünschte Abbremsung des Fahrzeugs über ein kontrolliertes Versagen des Verbundwerkstoffs erzielt wird.
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Elektromobilität: Wiederverwertbare Module über Fahrzeuggenerationen hinweg
Die intakten CFK-Crash-Rohre können laut Fraunhofer IWU nach einem Unfall oder Betriebsende auch in neuen Fahrzeugmodellen und -generationen wiederverwendet werden – entweder als komplettes Modul oder aber nach Zurechtschneiden an anderer Stelle, etwa im Heckbereich. Außerdem könne mit diesen Faserverbundrohren gewichtsbezogen bis zu viermal mehr Energie absorbiert werden als mit Aluminium. Das heißt umgekehrt, dass der Crash-Absorber bei gleicher Energieabsorption etwa viermal leichter sein kann.
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