Die Produktion eines Automobils ist energie- und ressourcenintensiv. Mit einer höheren Laufleistung der Fahrzeuge könnte der kontinuierliche Energiebedarf in der Produktion deutlich gesenkt und der Abbau an Bodenschätzen signifikant reduziert werden. Hier setzt das Forschungsprojekt KOSEL an, für das sich das Chemnitzer Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU mit Partnern (EDAG Engineering Group, INVENT GmbH, Röchling EP, BSMRG GmbH, Hochschule Emden-Leer und TU Dresden) aus Industrie und Forschung zusammengeschlossen hat.

Leichte E-Nutzfahrzeuge aus dem Baukasten

Im Projekt KOSEL hat das Projektteam das Grundkonzept für ein leichtes E-Nutzfahrzeug mit 3,5 Tonnen zulässigem Gesamtgewicht erstellt, dessen Bestandteile gänzlich modular aufgebaut sind. Die drei Hauptmodule Vorderwagen, Batteriekasten und Hinterwagen sind über feste Schnittstellen miteinander verbunden, sodass ein Austausch mit sehr geringem Aufwand möglich ist. Die E-Fahrzeug-Plattform ist für Einsatzzeiten von bis zu 30 Jahren und Laufleistungen von bis zu einer Million Kilometern bei wechselnden Einsatzszenarien konstruiert und prototypisch umgesetzt.

Nachhaltiges Materialkonzept

Das Materialkonzept sieht vor, schwerpunktmäßig in den hochbelasteten und zur mehrmaligen Wiederverwendung vorgesehenen Bereichen langlebige Werkstoffe zu verwenden. Hierzu sind laut Fraunhofer IWU kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) am besten geeignet. Aufgrund der langfristigen Nutzbarkeit ist kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff vor allem im Bereich der Schweller vorgesehen.

Neuartige Schweller dank auxetischer Strukturen

Für diesen neuralgischen Bereich wurde zudem das Konzept eines neuartigen Schwellers entwickelt, der besser für einen Schrägaufprall ausgelegt ist. Dieser basiert auf einem bestimmten Crash-Wirkprinzip: der Umstülpung von CFK-Crash-Rohren, deren speziellen Orientierung innerhalb des Schwellers und der Krafteinleitung über auxetische Strukturen. Diese Strukturen haben die ungewöhnliche Eigenschaft, sich bei einer Stauchung quer zur Stauchrichtung zusammenzuziehen. Die intakten CFK-Crash-Rohre können auch nach einem Unfall oder zum Betriebsende eines Fahrzeugs in neuen Fahrzeugmodellen oder -generationen wiederverwendet werden – entweder 1:1 oder aber nach Zurechtschneiden an anderer Stelle, etwa im Heckbereich.

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