Kostengünstige, hochleistungsfähige Elektrofahrzeuge

Gewichtsarme Stoffe wie bspw. kohlefaserverstärkte Kunststoffe wurden bislang vorwiegend in kostenintensiven, hochleistungsfähigen Fahrzeugen verwendet. Die Entwicklung eines Portfolios an Leichtbaustoffen für Elektrofahrzeuge ist das Ziel des EU-geförderten Projekts "Enhanced lightweight design" (ENLIGHT).

Das Projektteam zielt auf die Produktion ultrakompakter Viersitzer-Passagierfahrzeuge im mittleren Stückzahlbereich ab, die in den kommenden acht bis zwölf Jahren auf den Markt kommen sollen. Um die Ziele zu erreichen, arbeiten die Wissenschaftler an der gesamten Fahrzeugkonfiguration. Hierzu wurde die Forschung auf wichtige Bereiche aufgeteilt, die von Bedeutung für das Gesamtgewicht sind. Der Entwurf berücksichtigt ein Frontmodul, ein Modul für den zentralen Boden, eine Vordertür, einen Unterrahmen und ein Suspensionssystem sowie einen integrierten Querträger.

Zu den hochentwickelten Stoffen, die untersucht werden, zählen thermoplastische Matrixverbundstoffe, kohlefaserverstärkte Verbundstoffe, fortschrittliche Hybrid- und Sandwichstoffe sowie auf Biostoffen und erneuerbaren Stoffen basierende Verbundstoffe. Das Team verfolgt eine ganzheitliche Sichtweise und berücksichtigt Faktoren wie Leistung, Herstellung, Kosten und Lebenszyklus-Fußabdruck. Ferner werden im Zuge des Projekts wichtige Ergebnisse anderer Projekte integriert, um die Erfolgschancen zu erhöhen.

Die Forscher haben vorläufige Entwürfe der gewichtsarmen Komponenten für die Demonstrationsmodule geliefert. Es wurden zahlreiche Modelle für die Untersuchung von Geräuschen und Schwingungen, von Steifigkeitsveränderungen aufgrund elektrischen Stroms und Temperaturveränderungen sowie von mikromechanischen Eigenschaften bei Lastzyklen entwickelt.

Die Entwicklung von Stoffen entsprechend vorläufiger Entwürfe und Simulationen für alle Module ist im Gange. Die Wissenschaftler haben bereits verschiedene Herstellungstechniken evaluiert. Teil der Bewertung wird eine Evaluation des Potenzials für eine Integrierung mehrerer Funktionen in eine einzige Komponente sein, um ein geringeres Gewicht, weniger Platz und eine größere Einfachheit hinsichtlich der Fahrzeugarchitektur zu erreichen.

Im Zuge des ENLIGHT-Projekts werden Simulationen mit experimentellen Validationen kombiniert, um schnelle, effiziente und zuverlässige Entwürfe und Entwicklungen von Stoffen und Verarbeitungslösungen zu beflügeln. Ein Reduktion der Kosten und des Umweltfußabdrucks von Elektrofahrzeugen wird zu einer Massenproduktion und einer breiten Marktaufnahme führen. Dies wird wiederum die Auswirkungen auf die Umwelt durch Fahrzeuge auf den Straßen erheblich verringern.