Im Projekt "Kosel" wurde ein kreislaufgerechter Baukasten für leichte E-Nutzfahrzeuge entwickelt. Die drei Hauptmodule Vorderwagen, Batteriekasten und Hinterwagen sind über feste Schnittstellen miteinander verbunden.
Der Schweller aus Crash-Absorbern in Form von Faser-Kunststoff-Verbund (FKV)-Röhren und einem Pufferelement als auxetische Struktur aus Polyurethan.
Edag
Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) hat gemeinsam mit Partnern im Forschungsprojekt Kosel einen Open-Source-Baukasten für leichte E-Nutzfahrzeuge entworfen. Das modular aufgebaute E-Nutzfahrzeugs mit 3,5 t zulässigem Gesamtgewicht besteht aus den drei Hauptmodulen Vorderwagen, Batteriekasten und Hinterwagen. Diese sind über feste Schnittstellen miteinander verbunden, sodass ein Austausch mit sehr geringem Aufwand möglich ist. Die E-Fahrzeug-Plattform ist demnach für Einsatzzeiten von bis zu 30 Jahren und Laufleistungen von bis zu einer Million Kilometern bei wechselnden Einsatzszenarien konstruiert und prototypisch umgesetzt.
CFK-Module erhöhen die Crashsicherheit
Schwerpunktmäßig werden in den hochbelasteten und zur mehrmaligen Wiederverwendung vorgesehenen Bereichen kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) verwendet. "Diese weisen zwar einen vergleichsweise hohen CO2-Fußabdruck in der Herstellung auf, den sie aber bei richtigem Einsatz über die geringe Masse und nicht zuletzt die hohe Dauerfestigkeit bei langer Nutzung ausgleichen", sagt Patryk Nossol, Forscher in der Abteilung Systeme und Technologien für textile Strukturen (STEX) am Fraunhofer IWU in Zittau. Diese sind vor allem vor allem für den Bereich der Schweller und der dort modular angeordneten, austauschbaren Absorber vorgesehen.
Das Konzept des neuartigen Schwellers ist für den Schrägaufprall geeignet und basiert auf dem Crash-Wirkprinzip der Umstülpung von CFK-Crash-Rohren, deren speziellen Orientierung innerhalb des Schwellers und der Krafteinleitung über auxetische Strukturen. "Im Crash-Fall wirken die einzelnen Elemente zusammen. Der Schweller nimmt die Last auf und leitet sie in eine auxetische Struktur aus Polyurethan weiter. Diese erzeugt bei Kompression eine Stauchung orthogonal, also 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", so Nossol. Intakte CFK-Crash-Rohre können wiederverwendet werden.
Der kreislaufgerechte Baukasten ist für Flottenfahrzeuge mit mittlerer Stückzahl vorgesehen. Voraussetzung dafür ist allerdings der Aufbau einer zirkulären Wertschöpfungskette, die Einzelbauteile nach dem ersten Lebenszyklus prüfen und falls erforderlich überarbeiten kann. Der Demonstrator wird auf der Hannover Messe vorgestellt.