Experten der TU Dresden präsentieren modulares Energiespeichersystem für das Fahrzeug der Zukunft

Am Institut für Automobiltechnik Dresden arbeiten Wissenschaftler an innovativen Fahrzeugsystemen für die Zukunft. Neuartige Technologien für die Energiespeicherung im Automobil fordern dabei besonders den Erfindergeist und den Forscherdrang des jungen Teams um Professurinhaber Prof. Bernard Bäker heraus.

Während die zunehmende Elektrifizierung nahezu aller Funktionen im Fahrzeug konventionelle Bleienergieträger zunehmend an ihre Leistungsgrenzen bringt, setzen die Wissenschaftler der Professur für Fahrzeugmechatronik auf die Lithuim-Ionen-Technologie und entwickeln auf dieser Grundlage eine modular aufgebaute 4-Zellen-Li-Ionen-Batterie für Fahrzeuge. Der Prototyp dieser Batterie ist nicht nur wesentlich leistungsfähiger als herkömmliche Batterien, auch in Sachen Lebenserwartung und Gewicht punktet die Neuentwicklung aus Dresden unübersehbar. Ein modernes Batterie-Management-System sorgt dafür, dass die Vorzüge des neuen Speichersystems auch effektiv ausgenutzt werden können. Dipl.-Ing. Norman Winkler entwickelte im Rahmen seiner Diplomarbeit dafür die entsprechenden Algorithmen. Die erforderliche  Hardware wurde in Form eines Steuerungsgerätes gleich mit entworfen und gebaut.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung und die Fraunhofer Gesellschaft würdigten kürzlich die Leistungen des jungen Fahrzeugmechatronikers bei der Entwicklung klimaneutraler Antriebssysteme  mit einem 2. Preis im Rahmen des DRIVES-E- Studienpreises.

Die weltgrößte Industriemesse in Hannover werden die Forscher des Instituts für Automobiltechnik Dresden nutzen, um dem fachkundigen Publikum ihre zukunftsweisende Batteriespeicher-Technologie vorzustellen und in der Fahrzeugindustrie potenzielle Partner für die weitere praktische Umsetzung zu finden.

Gemeinschaftsstand FORSCHUNG FÜR DIE ZUKUNFT Halle 2, Stand C 37

Information für Journalisten:
Fakultät Verkehrswissenschaften "Friedrich List",
Institut für Automobiltechnik Dresden,
Professur für Fahrzeugmechatronik,
Prof. Bernard Bäker, Dipl.-Ing. Lutz Morawietz,
Tel.: 0351 463-33351, Fax:-32866,
,
http://tu-dresden.de/fzm 

Autor: Eva Wricke

Von biegsamer Keramik und anpassungsfähigen Flüssigkeiten

Materialforschung ist erfinderisch: Biegsame Keramikbauteile, hochbelastete Maschinenteile, die sogar ohne Schmierstoff auskommen können oder Flüssigkeiten, die von einem Moment auf den anderen fest, zäh und gleich wieder flüssig werden. Vieles ist möglich. Der Sächsische Exzellenzcluster "ECEMP - European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden" stellt auf der Hannover Messe seine Projekte vor.

Keramiken sind hoch belastbar, resistent gegen hohe Temperaturen und sehr verschleißfest. Aber sie sind auch spröde und teuer. Im ECEMP-Teilprojekt CeraDuct gehen Keramiken und Metalle eine feste Bindung ein. So lassen sich die Vorteile des Metalls - gute Duktilität - mit denen der Keramik - hohe Festigkeit und Härte - verbinden. Zudem entstehen auf diese Weise Bauteile, die sowohl elektrisch leitend sind als auch isolierend wirken. Das ist zum Beispiel in der Medizintechnik gefragt. Denn in der Chirurgie werden Gefäße geöffnet und mit Hilfe von elektrischem Strom wieder geschlossen. Die Isolationswirkung der Keramik stellt sicher, dass der Strom nur lokal fließt. Ein Vorteil für den Maschinenbau ist, dass sich Bauteile aus Metall einfach in Maschinen integrieren lassen und das Keramik-Metall-Verbundbauteil einfach eingeschweißt oder -geschraubt werden kann.

Reibung bedeutet Verschleiß und Energieverlust, und für Fahrzeuge geht das immer mit einem höheren Spritverbrauch einher. Das gilt sowohl für den Rollwiderstand der Reifen auf der Straße als auch für alle beweglichen Motorenteile. Die Wissenschaftler des ECEMP-Teilprojektes NanoCarbCoat entwickeln nanoskalig strukturierte, selbstschmierende Kohlenstoffschichten, um die Reibungsverluste bewegter Motorenteile deutlich zu minimieren und diese verschleißfester zu machen. Die Schichten bleiben auch unter den hohen Belastungen im Fahrzeugmotor stabil und minimieren den Spritverbrauch und damit den CO2-Ausstoß. Würden alle in Frage kommenden Motorenteile wie Kolbenringe, Nockenwelle, Kolbenbolzen mit derartigen Schichten versehen, könnte das zu einer Verminderung der CO2-Emission zwischen fünf und zehn Prozent führen.

Flüssigkeiten können entweder dünn- oder dickflüssig oder auch zäh sein, aber nicht alles auf einmal. Magnetorheologische Flüssigkeiten (MR-Fluide) - Suspensionen magnetischer Mikro- beziehungsweise Nanopartikel in einer Trägerflüssigkeit - sind anders. Durch die Wechselwirkung der Partikel mit einem Magnetfeld ändert sich die Viskosität der Flüssigkeit - stufenlos und von einem Augenblick zum anderen. Diesen Effekt nutzt man schon seit längerem beispielsweise  in Stoßdämpfern. Denn verwendet man statt eines Dämpfungsöls ein MR-Fluid, kann der Stoßdämpfer je nach Bedarf stufenlos auf die erforderlichen Bedingungen - starke Dämpfung, zähes Öl oder schwache Dämpfung, dünnflüssiges Öl - reagieren. Ähnliches planen die Forscher im ECEMP-Teilprojekt SwitchComp. Allerdings sollen hier nicht Flüssigkeiten sondern Festkörper durch das Anlegen eines Magnetfeldes ihre Festigkeit verändern. Das kann man zum Beispiel erreichen, indem man MR-Fluide in Polyurethanschaum einbringt, der dann, je nach Magnetfeld, mal weich, mal hart wird (Halle 2, Stand E53).

ECEMP - Vom Atom zum komplexen Bauteil

Das "ECEMP - European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden" ist ein Sächsischer Exzellenzcluster, in dessen Rahmen Wissenschaftler Mehrkomponentenwerkstoffe mit den zugehörigen Technologien für die Zukunftsfelder Energietechnik, Umwelttechnik und Leichtbau entwickeln. Die verwendeten Materialien gehören zu den drei Werkstoffklassen: metallisch (Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan), nichtmetallisch-organisch (Kunststoffe, Naturstoffe) und nichtmetallisch-anorganisch (Keramik, Glas). Das ECEMP umfasst 14 Teilprojekte, an denen 37 Professuren der TU Dresden, der HTW Dresden sowie der TU Bergakademie Freiberg beteiligt sind und wird wesentlich durch deren interdisziplinäre Verknüpfung gestützt. Es wird finanziert aus Mitteln der Europäischen Union (EFRE) und des Freistaates Sachsen.

ECEMP-Sprecher:
Prof. Werner Hufenbach,
Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik,
,
Tel.: 0351 463-38142, Fax: -38143,
ECEMP-Pressestelle, Dr. Silke Ottow,
,
Tel.: 0351 463-38447, Fax: -38449

Leichtbau und Elektromobilität in Symbiose

Leichtbausystemlösungen für die Elektromobilität der Zukunft präsentieren das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden und die Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH (LZS) gemeinsam auf der Hannover Messe 2010.

Große Erfolge feierten ILK und LZS zuletzt mit dem Elektrofahrzeug eWolf E1 in Carbon-Hybridleichtbauweise. Der Technologieträger wird derzeit von ILK und LZS weiter entwickelt: Das neue Chassis ist auf der Hannover Messe im Themenpark Leichtbau (Halle 6) zu sehen und mit 200 kg gegenüber dem eWolf E1 um weitere 50 kg leichter. 

Generische Leichtbausystemlösungen aus der Innovationsschmiede ILK und LZS werden auf Grund ihres einzigartigen Masseeinsparpotenzials zu Schrittmachern für die metrourbane Elektromobilität. Weitere Beispiele für diese Lösungen präsentieren ILK und LZS ebenfalls auf der Hannover Messe, darunter Hochleistungsfaserverbund-Felgen für den Einsatz im Rennsport, in PKW und Nutzfahrzeugen, ein ultraleichtes Radträgersystem aus CFK und eine Leichtbau-Sitzschale, ausgezeichnet mit dem AVK-Innovationspreis 2009.

Prof. Werner Hufenbach, Direktor des ILK: "Durch die effizientere Ausnutzung vorhandener und die Entwicklung neuartiger Werkstoffe, Bauweisen und Technologien für Leichtbauprodukte von morgen kann ein nachhaltiger Beitrag zum Erhalt und Ausbau der Wettbewerbsfähigkeit des Industriestandortes Deutschland geleistet werden."

Produkte von morgen müssen mit den Ressourcen dieser Welt sparsam umgehen. Dafür braucht es saubere und energieeffiziente Technologien. "Grüne Fahrzeuge" treten zunehmend aus der Nische heraus, wobei sich die Elektromobilität zu einer echten Alternative entwickelt. Damit das Fahren die Anforderungen an höchste Ressourceneffizienz erfüllt, muss in Zukunft noch stärker auf den Leichtbau fokussiert werden. Denn intelligenter Leichtbau ist eine nachhaltige Querschnittsdisziplin: maximale Gewichtsreduktion unter ökologischen und ökonomischen Vorgaben wird dabei kombiniert mit einer optimalen Funktionserfüllung und einer inhärenten Material- und Energieeffizienz.

"Leichtbaulösungen aus einer Hand" ist Kern der Philosophie von Professor Hufenbach und seinem Team. Seit vielen Jahren wird hier das inzwischen als Benchmark etablierte Dresdner Modell eines "Funktionsintegrativen Systemleichtbaus in Multi-Material-Design" erfolgreich bis zum serienreifen Produkt praktiziert und umgesetzt. Der komplexen Problemstellung von intelligenter Leichtbauweise und alternativer Antriebstechnik widmet sich am ILK ein interdisziplinäres Team von ca. 200 Mitarbeitern.

Die LZS GmbH ist eine Tochter der TU Dresden AG (TUDAG). Deren Geschäftsführer Dr. Martin Lepper: "Wir sind technisch-wissenschaftlicher Forschungs- und Entwicklungspartner der Industrie auf dem Gebiet des Leichtbaus und bündeln sehr effizient die vorhandenen Leichtbaukompetenzen im Dresdner Raum. Die enge Zusammenarbeit mit dem ILK gewährleistet uns die Einbeziehung aktuellster Forschungsergebnisse."

Ausgestellt werden die Leichtbausystemlösungen auf der Hannover-Messe in Halle 6, Stand A 16.11 und in Halle 2 am o.g. Gemeinschaftsstand "Forschung für die Zukunft" (C 37).

Autoren: Dr. Silke Ottow/Anja Schüler Renner

Weitere Informationen für Journalisten:
bis Messebeginn:
Anja Schüler-Renner
Tel.: 0351 463-39471

auf der Hannover Messe:
Thomas Heber (Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik)
Tel.: 0172 9982183
Jens Werner (Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH)
Tel.: 0173 8456983