Die Gruppe Elektromobilproduktion beschäftigt sich mit der Produktion von Fahrzeugen mit elektrischen Antrieben. Im Fokus stehen dabei die Ermittlung der Anforderungen an eine Elektromobilproduktion und die Produktionsplanung, insbesondere im Hinblick auf wettbewerbsfähige Kosten gegenüber der Automobilmassenproduktion mit konventionellen Antrieben.
Schwerpunktthemen der Gruppe sind insbesondere die Elektromotorenproduktion, die Batterieproduktion sowie die Karosseriebauplanung.
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Die Gruppe Elektromobilproduktion ist aktiv an der Produktionsplanung und Fahrzeugentwicklung des StreetScooters beteiligt, ein innovatives Elektrofahrzeug für den Stadtverkehr. Für weitere Informationen zum StreetScooter besuchen Sie bitte die StreetScooter-Website.
05.05.2012 - 2. Erlebniswelt Mobilität Am 05. Juni 2012 findet die zweite Erlebniswelt Mobilität in Aachen statt. Auf dem Katschhof und im Krönungssaal des Aachener Rathauses zeigt die Erlebniswelt allen Bürgern Entwicklungsfortschritte im Bereich E-Mobilität und Neues rund um zukünftige Mobilitätskonzepte. Besuchen Sie die Erlebniswelt und lassen Sie sich von E-Mobilen und neuen Fortbewegungsmöglichkeiten begeistern.
Im Forschungsprojekt Kerme werden Produktionsprozesse von Elektromotoren untersucht, um durch Anwendung von innovativer und anforderungsgerechter Produktionstechnik Potenziale zu erschließen und Möglichkeiten zur Erreichung der Zielkosten zu finden. Des Weiteren werden innovative, baukastenorientierte Konzepte für das Produkt Elektromotor erarbeitet, um auch bei anfänglich niedrigen Stückzahlen Skaleneffekte erzielen zu können. Bei der Auslegung des Motors liegt der Fokus auf der fahrzyklusgerechten, sowie in der material- und wirtschaftlich optimierten Gestaltung des Produkts. Darauf aufbauend wird eine Bewertung der Energie- und Ressourceneffizienz der Prozesse durchgeführt. Abschließend werden Konzepte zur kostengünstigen, intelligenten Automatisierung der Produktionsprozesse erarbeitet und die technischen Konzepte geprüft und validiert. Im Vordergrund steht dabei die Skalierbarkeit der Produktionsanlagen. An dem Forschungsprojekt beteiligt sind die Partner Engiro, febi Bilstein, Ph Mechanik, Aumann, Haugg, Institut für Elektrische Maschinen IEM, konzept GmbH, Tridelta und das Werkzeugmaschinenlabor WZL.
Fördergeber: Das Land Nordrhein-Westfalen und die Europäische Union
(Entwicklungs- und Produktionsumgebung für elektrifizierte Antriebsstränge im KMU-fokussierten Netzwerk)
Im Rahmen des Wettbewerbsaufrufs „Leittechnologien für Morgen“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) wurde das Forschungsprojekt E-Antrieb.NET genehmigt. Inhalt des Forschungsprojektes ist die Koordination mehrerer Teilprojekte im Themenfeld des elektrischen Antriebs. Das Vorhaben gliedert sich dabei in zwei Antragsphasen. Die erste derzeit laufende Antragsphase fokussiert auf die Weiterentwicklung von Werkstoffen und Technologien und deren Integration in den elektrischen Antriebsstrang. In der zweiten Phase soll das Thema Produzierbarkeit in den Fokus gerückt werden. Dabei soll insbesondere die Umsetzung der Forschungsergebnisse in die industrielle Praxis sichergestellt werden. Hierzu werden die Forschungsthemen der Teilprojekte, aufbauend auf den Forschungsergebnissen der ersten Phase, auf aktuelle Probleme der KMUs angewendet. Die Industriepartner, welche die einzelnen Projekte auch in der ersten Phase in Form von projektbegleitenden Ausschüssen begleitet haben, stellen dabei die Praxisrelevanz sicher. Des Weiteren werden die Ergebnisse an geeigneten Demonstratoren validiert. Das WZL übernimmt in diesem Projekt zusammen mit der Forschungsvereinigung Antriebstechnik FVA die Koordination der sieben Teilprojekte, an denen insgesamt über 40 Partner beteiligt sind
Im Vorhaben „E-Aix: Elektromobiles Aachen“ wurden nachhaltige Mobilitätskonzepte auf Basis von Elektromobilität und Stadtwerkeinfrastrukturen entwickelt, erforscht und realisiert. Folgende Teilprojektziele wurden darin in den vergangenen zwei Jahren realisiert:
Die Entwicklung eines integrierten und gesamthaften Vorgehensmodells, bestehend aus einem Mobilitäts-, Infrastruktur- und Verkehrsentwicklungskonzept zur Verbreitung von Elektromobilität.
Die Konzeption und Anwendung für unterschiedliche elektrifizierte Verkehrsmittel (Einsatzbereiche, Nutzerakzeptanz).
Die praktische Darstellung eines kombinierten, integrierten, wirtschaftlichen und nachhaltigen Elektromobilitätskonzepts durch Breitendemonstration in der Städteregion.
Die Schaffung einer „Erlebniswelt E-Mobilität“, um die Bevölkerung für die einzusetzenden Technologien zu begeistern.
An dem Forschungsprojekt beteiligt waren Cluster EnergieWirtschaft des Landes NRW, STAWAG, Deutsche Bahn, Hess Gruppe, EcoCraft, Hoppecke, ASEAG, InnoZ, FKA, Stadt Aachen, Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe ISEA, Institut für Hochspannungstechnik IFHT, Institut für Elektrische Anlagen und Energiewirtschaft IAEW, Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling IME, Institut für Stadtbauwesen und Stadtverkehr ISB und Werkzeugmaschinenlabor WZL.
Das Ziel der zweiten Projektphase im Projekt „Quasi.BAT“ ist die großserientaugliche Ausgestaltung von Qualitätsregelkreisen für ausgewählte Produktionsschritte und Testverfahren im Produktionsprozess der Batterie zur kontinuierlichen Bestimmung der Batteriequalität schon im Produktionsprozess. Durch eine frühe Fehlererkennung können die durch Qualitätsmängel bedingten Mehrkosten in der Produktion von Lithium-Ionen-Batterien sowie der spätere Ausfall von Batterien im Feld reduziert werden. Um jedoch schon frühzeitig im Produktionsprozess Abweichungen vom gewünschten Produktionsergebnis zu erkennen und diese Erkenntnisse wieder in die Justierung der Produktionsparameter einfließen zu lassen, bedarf es einer gezielten Überwachung einzelner kritischer Produktionsparameter. Das Projekt wird von unterschiedlichen Lehrstühlen des Werkzeugmaschinenlabors WZL durchgeführt.
Das Projekt eProduction hat zum Ziel, eine sichere, robuste und nachhaltige Produktion batterieelektrischer Fahrzeuge zu entwickeln, um nennenswerte Stückzahlen über einen Serienprozess herzustellen. Die in diesem Zusammenhang erzielten Erkenntnisse und der erarbeitete Wissenszuwachs hinsichtlich notwendiger und idealer Produktionsprozesse werden über die Projektpartner breitenwirksam für Aus- und Weiterbildung zur Verfügung gestellt. Wo nötig werden hierfür im engen Schulterschluss zwischen akademischen Einrichtungen, Forschungsinstituten und Industriepartnern neue Schulungs- und Ausbildungskonzepte erarbeitet und unmittelbar angewendet. Die beteiligten Forschungspartner sind Audi AG, Dassault Systèmes Deutschland GmbH, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Technische Universität Dresden, Fees Verzahnungstechnik GmbH, Technische Universität Chemnitz, Rheinische Fachhochschule Köln GmbH, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung, Technische Universität München, Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe ISEA, Institut für Schweißtechnik & Fügetechnik ISF und Werkzeugmaschinenlabor WZL.
Ziel des Projektes ist es, über serienflexible Produktionsprozesse die Montage von Lithium-Ionen-Batterien zu wettbewerbsfähigen Preisen in einem großen Stückzahlkorridor zu ermöglichen. Dazu werden Produktarchitektur und Produktionsprozesse der Batterie hinsichtlich Flexibilität und Produzierbarkeit verbessert
Kern des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Projekts „eMobil-Module“ ist es, ein Netzwerk aus KMUs und Forschungseinrichtungen aufzubauen. Zielsetzung dieses Netzwerks ist ein offener Austausch zwischen den Netzwerkpartnern, um gemeinsam Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zu voranzutreiben. Aus dem Netzwerk heraus sollen hierzu Einzelprojekte kleinerer Partnergruppierungen initiiert werden, die jeweils einzelne Module und Komponenten für Elektrofahrzeuge entwickeln. Auf diese Weise wird die Einbindung der beteiligten KMUs in die Entwicklung elektromobiler Lösungen gestärkt
Der Forschungsantrag StrInnoCar wurde zunächst vom Land NRW in erster Stufe bewilligt. Als voraussichtlicher Starttermin wird der 1.10.2012 angestrebt. Der Antrag zielt auf eine gemeinsame Wertschöpfungsstrategie für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in NRW zur Produktion von innovativen Fahrzeugen ab. Gefördert wird ein neues Konzept der innovativen Fahrzeugproduktion, das es kleinen und mittleren Unternehmen erlaubt, neue Antriebstechnologien und komplett neu entwickelte Fahrzeuge mit geringen Investitionen und einer Vielzahl an Partnern, die sich alle auf ihr Kerngeschäft und damit ihre Kernkompetenzen konzentrieren, zur Serienreife zu bringen. An diesem Forschungsantrag beteiligt sind als Partner: Institut für Elektromobilität der Ruhr-Universität Bochum, Fachhochschule Aachen (Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik), Brabus GmbH, StreetScooter GmbH, HEGGEMANN autosport GmbH und das Werkzeugmaschinenlabor WZL.
Fördergeber: Das Land Nordrhein-Westfalen und die Europäische Union
Im Forschungsvorhaben ProSerie, das aktuell in der ersten Stufe vom Land NRW positiv begutachtet wurde, wird die Entwicklung von Werkzeugen und Vorrichtungen für die Befähigung der marktfähigen Fahrzeugproduktion in kleinen und mittleren Stückzahlen verfolgt. Ergebnisse des Vorhabens sind neben einer Produktionsstrategie sowie Werkzeug- und Vorrichtungskonzepten auch entsprechende Prototypen, die als funktionsfähige Demonstratoren die Konzeptverwertung in NRW stärken. Die beteiligten Forschungspartner sind StreetScooter GmbH, Werkzeugbauakademie, Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik ISF, Heggemann Autosport GmbH, Grunewald GmbH & Co KG, ThyssenKrupp Steel, ZenTec Autmotive GmbH, Imperia, FH Aachen, Bombardier Transportation und Werkzeugmaschinenlabor WZL.
Im Rahmen des Vorhabens soll ein Baukastenansatz für Komponenten aus dem Fahrwerks-, Karosserie-, Außenhaut- und Batteriepackbereich entwickelt werden, der eine Verwendung von Baugruppen oder von Komponenten branchenweit in verschiedenen kostengünstigen Klein- und Elektrofahrzeugen vorbereitet. Darüber hinaus soll der zu entwickelnde Baukasten in Teilen eine Verwendung über verschiedene Branchen hinweg ermöglichen. Damit stehen bei der Gestaltung der Komponenten die Schaffung von Skaleneffekten und damit die Realisierung von Kostenvorteilen im Vordergrund. Ein weiterer Fokus ist die Prozessentwicklung für die Produktionsumgebung der betrachteten Komponenten. Hierbei sollen Produktionsprozesse mit dem Fokus einer mittelstandsgerechten und skalierbaren Produktion solcher Komponenten betrachtet werden, die auf Basis eines netzwerkorientierten Produktionskonzeptes für KMU, niedrige Invest- und damit Stückkosten realisiert und entsprechend den Marktbedingungen eine Skalierung des Produktionsansatzes erlaubt. Die beteiligten Forschungspartner sind STAC GmbH, JHT GmbH, LBBZ GmbH, ZenTec GmbH, StreetScooter GmbH, Air Energy, IBG Automation, IBG Robotronic, Heinrich Eibach, MSB GmbH, Konzept GmbH, Fraunhofer ILT, FH Aachen, Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe ISEA und Werkzeugmaschinenlabor WZL.
Die Elektrifizierung in der Automobilbranche ist unmittelbar von der wirtschaftlichen Batteriefertigung abhängig. Die derzeitige Batterieproduktion findet zumeist in kleinen Stückzahlen statt und ist durch unternehmensspezifische Teillösungen geprägt. Um Batterien wirtschaftlich fertigen zu können, ist es insbesondere erforderlich, ein durchgängiges, d. h. über den gesamten Produktionsprozess optimiertes, Ladungsträgerkonzept zu erarbeiten und somit Schnittstellenverluste im Wertschöpfungsprozess zu vermeiden. In dem beantragten und vom Land NRW in erster Stufe bewilligten Forschungsvorhaben „LakoBat“ wird ein durchgängiges Ladungsträgerkonzept für die Batteriezellenproduktion erarbeitet. Die beteiligten Forschungspartner sind COATEMA Coating Machinery GmbH, Digatron Industrie-Elektronik GmbH, Huf Tools und Werkzeugmaschinenlabor WZL.
Die für erfolgreiche Forschung und Entwicklung benötigte Infrastruktur wird im Elektromobilitätslabor Industriepartnern zur Verfügung gestellt. Zur Infrastruktur gehören die Bereitstellung von Prüf- und Produktionstechnologien und das zur Verfügung stellen von Büro- und Werkstattflächen. Alle Ressourcen können durch die Industriepartner bedarfsgerecht und kurzzeitig zu marktüblichen Preisen angemietet werden. Insgesamt sollen einzelne Entwicklungsprojekte von KMU mit Scope Produkt- und Prozessentwicklung für Komponenten des elektrischen Antriebsstranges in das Elektromobilitätslabor verlagert werden. Neben den Büroflächen werden im Elektromobilitätslabor sieben Werkstattbereiche vorgehalten, in diesen sind spezifische Prüfstände und Technologien aufgebaut, die für die Komponenten- und Technologieentwicklung erforderlich sind. In einem offenen Werkstattbereich können einzelne Komponenten für Prototypen hergestellt und aufgebaut werden. Auf der variabel gestaltbaren Hallenfläche von 800 m² werden Automatisierungstechnologien bereitgestellt, die entsprechend den Anforderungen der Nutzer variabel miteinander kombiniert werden können. Das Elektromobilitätslabor wurde im Wettbewerbsaufruf Elektromobil.NRW beantragt und bewilligt. Das Vorhaben hat im April 2012 seinen Betrieb aufgenommen.
Ein besonderes Werkzeug im Anlaufmanagement stellen sogenannte Anlauffabriken dar, in denen Vorserien und Prototypen unter serienähnlichen Bedingungen aufgebaut werden. Durch diese Fabriken kann eine höhere Anlaufqualität bei kürzeren Anlaufzeiten realisiert werden. Außerdem werden Anläufe so sicherer und zum Produktionsstart kann direkt ein größeres Anlaufvolumen produziert werden. Die geplante Anlauffabrik soll Fahrzeuginitiativen die Möglichkeit bieten, die Produzierbarkeit und Massenproduktfähigkeit von Fahrzeugen oder neuen Komponenten durch die Bereitstellung von Ressourcen zu gewährleisten. Eine Förderung für die Anlauffabrik wurde im Wettbewerbsaufruf „Automotive+Produktion“ des Landes Nordrhein-Westfalen bewilligt.
Die Mobilität der Zukunft ist eine gesellschaftliche Herausforderung, der mit Elektrofahrzeugen begegnet werden kann. Um das Potenzial von Elektrofahrzeugen in vollem Umfang ausschöpfen zu können, müssen diese von Grund auf neu gestaltet werden. Dies betrifft neben dem Antriebsstrang insbesondere die Fahrzeugstruktur und damit auch die Auslegung des Vorderwagens Ein neues Konzept ist erforderlich, um die veränderten Anforderungen erfüllen zu können. Um möglichst flexibel auf unterschiedliche Anforderungen reagieren zu können und um frühzeitig Skaleneffekte zu generieren, soll im Projekt ein Baukasten entwickelt werden, aus dem schnell Vorderwagen für unterschiedliche Elektrofahrzeuge konfiguriert und produziert werden können. Aufgrund der sich gerade erst entwickelnden Elektromobilität ist es erforderlich, eine wirtschaftliche Produktion der Komponenten des Vorderwagens bereits für die anfänglich kleinen Stückzahlen zu ermöglichen und gleichzeitig die Flexibilität für eine Erhöhung der Stückzahl zu gewährleisten. Daher soll im Projekt ein über der Stückzahl skalierbares Produktionssystem entwickelt werden. Produkt und Produktionssystem werden prototypisch demonstriert.
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