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Ausgangssituation / Problemstellung

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Streuung der Laserstrahlung durch einen Thermoplasten unterschiedlicher Dicke [1]

Die zunehmende Rohstoffknappheit fossiler Brennstoffe erfordert die Nutzung alternativer Energiequellen auch im Bereich der Mobilität. Die Umstellung von konventionell getriebenen Fahrzeugen durch Verbrennungsmotoren auf elektrisch getriebene Fahrzeuge ist notwendig, um die ins Stromnetz eingespeiste Energie aus regenerativen Quellen für die Mobilität nutzen zu können. Diese Umstellung wirkt sich nicht nur auf die Herstellung von Elektrofahrzeugbatterien aus, sondern umfasst ein komplexes und interdisziplinäres Feld, welches einer Neuausrichtung des Hochtechnologiestandortes Deutschland bedarf. Derzeit verfügen asiatische im Vergleich zu deutschen Fahrzeug- und Fahrzeugkomponentenherstellern im Bereich der Elektrofahrzeugbatterien über Technologie- und Wettbewerbsvorteile. Eine Wertschöpfungsverlagerung und Beschäftigungskonzentration in asiatische Länder hat zur Folge, dass der Technologiestandort Deutschland im Bereich der Elektromobilität zunehmend an Marktanteilen und Markteinfluss verliert.

Aktuell besitzen deutsche Fahrzeughersteller nur unzureichende Kenntnisse, um Elektrofahrzeugbatterien sicher, effizient und kostengünstig herzustellen. Aufgrund der aktuell geringen Nachfrage an Elektrofahrzeugen und somit Elektrofahrzeugbatterien kommen vorwiegend konventionelle und manuelle Fertigungs- und Verbindungstechniken der vielzähligen Einzelkomponenten zum Einsatz. Die Zielsetzung der Bundesregierung, im Jahre 2020 über eine Million Elektrofahrzeuge auf deutschen Straßen zu verfügen, verlangt nach großserientechnisch einsetzbaren Herstellungsverfahren von Elektrofahrzeugbatterien. Dadurch sollen primär die steigende Nachfrage gedeckt, die Kosten gesenkt und zugleich die Qualität der Fertigungsergebnisse gesteigert werden. Um der Werstschöpfungsverlagerung entgegenzuwirken, müssen deutsche Forschungsinstitute somit serientechnisch einsetzbare Herstellungskonzepte für Elektrofahrzeugbatterien erarbeiten.

Die Batterie ist die Kernkomponente eines Elektrofahrzeugs und der Schlüssel für zukunftsfähige Technologie-Neuentwicklungen. Aktuelle Elektrofahrzeugbatterien weisen u. a. ein hohes Gewicht sowie eine hohe elektrische Gleichspannung auf. Daraus resultieren enorme Anforderungen, die an die Batteriehersteller, die Anwender und das Wartungspersonal gestellt sind. Der richtige und sichere Umgang mit Hochspannung ist in diesem Zusammenhang nur eine von vielen Anforderungen.

Die Implementierung der neu erarbeiteten Prozesse auf Seiten der Fahrzeughersteller und Automobilteilezulieferer wie auch der Wissenstransfer in Schulen und (Fach-) Hochschulen stellen hierbei nur einige wenige der notwendigen Schritte dar, um der Wertschöpfungsverlagerung entgegenzuwirken.

Das BMBF-geförderte Verbundvorhaben „eProduction – Produktionsforschung zu Hochvoltspeichersystemen für die Elektromobilität“ adressiert das Leitthema Wertschöpfungskette des „Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität der Bundesregierung“ entsprechend der Förderbekanntmachung „Schlüsseltechnologien für die Elektromobilität (STROM)“.

Die zu erarbeitenden Kernkompetenzen liegen in den Schlüsseltechnologien der Batteriesystemfertigung. Das Gesamtvorhaben „eProduction“ soll u. a. die Entwicklung zukunftsfähiger, wirtschaftlicher, nachhaltiger, sicherer und serientechnisch einsetzbarer Produktionsverfahren nennenswerter Stückzahlen von batterieelektrischen Fahrzeugen vorantreiben.

 


[1] U. A. Russek, Prozessparametereinflüsse beim Laserdurchstrahlschweißen von Thermoplasten, Seminarveranstaltung “Laserstrahlschweißen von Kunststoffen”, Süddeutsches Kunststoffzentrum SKZ, Würzburg, 25. – 26.10.2011