Image
ghost_batterie_gehaeuse.jpeg
Foto: Fraunhofer LBF, Raapke
Leicht, nachhaltig, sicher und effizient: Das Batteriegehäuse aus einem Polymerschaumkern und endlosfaserverstärkten Thermoplasten (CFRTP) ist innerhalb von nur 2 min hergestellt – und das ohne Nachbearbeitung.

Forschung und Entwicklung

Effizienter Leichtbau für die Mobilität von morgen

Auf der „IAA Mobility“ ist auch das Fraunhofer LBF dabei. Der Fokus des Instituts liegt auf multifunktionalem Leichtbau für eine zukunftsfähige Mobilität.

Mobilität muss wettbewerbsfähig nachhaltig, sicher sein – und Leichtbau spielt dabei eine große Rolle. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit erforschen seit über 80 Jahren die Leichtbaupotenziale von Fahrzeugen und ihren Komponenten. Auf der „IAA Mobility“ in München, 7. bis 12. September, präsentieren sie völlig neue Ansätze des nachhaltigen, zuverlässigen Leichtbaus für klimafreundliche Mobilität. Mit dem hier bereits vorgestellten Lasten-Leichtbaufahrrad (L-LBF) und einem „Batteriegehäuse im Schachbrettdesign“ wurden zuletzt nachhaltige Werkstoffe, eine leichte Rahmenkonstruktion, höhere Batteriekapazität, effiziente Fertigungsverfahren und weitere funktionsintegrierte Lösungen realisiert.

Funktionsintegrierter Leichtbau am Beispiel urbaner Mobilität

Ein Forscherteam hat im Projekt L-LBF, basierend auf eigens durchgeführten Fahrbetriebsmessungen sowie Ausgangsdaten über Masse und Geometrie des gewählten kommerziellen Lastenrades, CAD-Modelle erstellt und davon FE-Modelle abgeleitet. Diese wurden für die Entwicklung des neuen Leichtbaurahmens verwendet. Der Clou dabei ist nicht nur die Massereduzierung um knapp 40 % im Vergleich zum Ausgangslastenrad, sondern auch, dass in das Herzstück des Rahmens, einem zentralen Hohlprofilträger aus hochfester Aluminiumlegierung, ein ebenfalls in diesem Projekt entwickeltes Batteriesystem diebstahlsicher und witterungsbeständig ohne zusätzliches Gehäuse integriert werden kann. Das Batteriesystem weist die doppelte Speicherkapazität zum regulär verwendeten Akkusystem auf.

Image
fahrrad_leichtbau_rahmen.jpeg
Foto: Fraunhofer LBF, Raapke Leicht, intelligent, zuverlässig: Das „Lasten-Leichtbauahrrad“ (L-LBF) zeigt das Potenzial des funktionsintegrierten Leichtbaus für die Mobilität.

Weitere Entwicklungsergebnisse aus den Bereichen der Sensorintegration in das Lastenrad, wie auch der nachhaltigen Transportboxsysteme werden auf der IAA präsentiert. Darüber hinaus bieten die umgesetzten Features hohes Potenzial für viele Anwendungen in unterschiedlichen Branchen, wie Maschinenbau, Medizin oder auch Urban Air Mobility. Das innovative Lastenrad ist auf dem Fraunhofer-Stand im Open Space am Königsplatz 185 zu sehen. Dr. Saskia Biehl, die das L-LBF-Projekt am Fraunhofer LBF leitet, präsentiert Details dazu im Rahmen von „Let’s talk Mobility“, dem Preview-Event zur IAA 2021 (Dienstag, 7. September 2021, 10.00-10.45 Uhr).

Leichtbau von Batteriegehäusen: neues Fertigungsverfahren für integriertes Thermomanagement

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer LBF haben zudem ein kosteneffizientes Leichtbau-Batteriegehäuse aus polymerbasierten Werkstoffen entwickelte. Die Gehäusestruktur besteht aus einem Polymerschaumkern und endlosfaserverstärkten Thermoplasten (CFRTP) als verstärkende Deckschichten, die mit einem neuartigen Fertigungsverfahren verbunden werden. Zur Vorhersage des Bauteilverhaltens während der Herstellung wurden verschiedene Simulationsmethoden entwickelt. Die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Batteriegehäuses wird anhand realitätsnaher Anforderungen im Fraunhofer LBF untersucht. Zusehen in: Summit Halle B1 / C 60. Über die Entwicklungen des Projekts Ghost informiert eine eigene Webseite.