Wie können wir Mobilität klimafreundlich gestalten? Wie verändern neue
Mobilitätskonzepte unsere Städte? Wie kommen wir in Zukunft von A nach B?
Die Institute der Fraunhofer-Gesellschaft zeigen auf der IAA 2021 vom 7.
bis 12. September 2021 in München an zwei Orten ihr Know-how sowie ihre
Konzepte und Lösungen für die Mobilität von morgen. Das Fraunhofer IAO ist
mit den Themen nachhaltige Konzepte für die Mobilität der Zukunft und der
Innenraumgestaltung autonomer Fahrzeuge dabei.
»Die Innovationsfähigkeit und Neuausrichtung unserer Mobilität ist eine
zentrale Aufgabenstellung für die technologische, ökologische und soziale
Gestaltung unserer Zukunft. Die Antworten, die wir heute geben, sind
entscheidend für die Sicherheit hinter dem Steuer, die Entwicklung von
Stadt und Land und nicht zuletzt das Erreichen der Klimaziele«, sagt Prof.
Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft. »Als
strategisch zentrale Branche der deutschen und europäischen Wirtschaft
spiegeln sich Innovationen in diesem Technologiebereich direkt in der
Wirtschaftskraft Deutschlands wider. Durch die thematisch komplementären
Forschungsschwerpunkte der Institute der Fraunhofer-Gesellschaft werden
zukunftsweisende Innovationen interdisziplinär entlang der gesamten
Wertschöpfungskette realisiert und leisten so einen wichtigen Beitrag zu
nachhaltigem Wohlstand auf der Basis klimafreundlicher Technologien: Von
der Treibstoff- und CO2-Reduzierung über die innovative Stadtentwicklung
bis hin zur weiteren Digitalisierung und Vernetzung von Mobilität.«
Open Space: »Let’s talk mobility«
Von neuen Lastenrädern zur Entlastung des Stadtverkehrs über Konzepte für
die Innenstadt der Zukunft bis hin zu autonomem Fahren: Unter dem Motto
»Let’s talk mobility« demonstrieren Fraunhofer-Forschenden anhand
spannender Exponate am Münchner Königsplatz (Stand KP 185) neuste
Entwicklungen und Lösungen, die die Art und Weise, wie wir uns in Zukunft
fortbewegen, nachhaltig prägen werden. Außerdem beantworten und
diskutieren die Expertinnen und Experten dort drängende Fragen zur
Mobilität der Zukunft.
Nachhaltige Konzepte für die Mobilität der Zukunft
Die Expertinnen und Experten des Fraunhofer-Instituts für
Arbeitswirtschaft und Organisation IAO bringen ihre aktuelle Studie
#ELASTICITY genau dahin, wo sie gelebt werden soll: in die Innenstadt. Die
Studie zeigt, dass ineinandergreifende Innovationskonzepte nötig sind,
welche den urbanen Raum ganzheitlich betrachten und sich durch
Flexibilität sowie Vielfalt auszeichnen. Auf einer Szenario-Wand können
die Besucher und Besucherinnen ihre Anmerkungen, Ideen und Wünsche für die
Innenstadt der Zukunft hinterlassen. VR-Brillen ermöglichen es, direkt in
die Zukunft der Mobilität im Jahr 2049 einzutauchen. Außerdem zeigt der
dreirädrige E-Floater, wie E-Scooter eigenständig Ladestationen aufsuchen
und Parkplätze ansteuern können.
Einfluss der Innenraumgestaltung auf die Akzeptanz autonomer Fahrzeuge
Autonome Fahrzeuge werden allein wegen ihrer technischen Reife weder
genutzt noch gekauft, solange sich die Insassen darin nicht wohl fühlen.
Deshalb untersuchen die Expertinnen und Experten des Fraunhofer IAO, wie
sich die Innenraumgestaltung auf die Akzeptanz auswirkt. Auf einer
Material-Wand können die Besucher und Besucherinnen verschiedene
nachhaltige Materialen, die für eine hochwertige Optik bearbeitet wurden,
eingehend betrachten, ertasten und bewerten. Außerdem zeigt ein Monitor
u.a. ein Projekt aus dem Fraunhofer-Netzwerk »Wissenschaft, Kunst und
Design« mit Ideen für die Gestaltung des Passagierraums eines Flugtaxis,
der sogar auf die emotionalen Bedürfnisse des Fluggasts reagiert.
Brennstoffzellen: Marktreife Fertigungsketten ermöglichen den
wirtschaftlichen Durchbruch
Forschende des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und
Umformtechnik IWU, für Werkstoff- und Strahltechnik IWS, für Keramische
Technologien und Systeme IKTS sowie des Fraunhofer-Instituts für
Produktionstechnologie IPT arbeiten an der kostengünstigen,
bedarfsorientierten und skalierbaren Serienproduktion von
Brennstoffzellen. Dafür müssen auch neue Umformverfahren zur Herstellung
von Bipolarplatten marktreif werden. Das am Fraunhofer IWU entwickelte
Walzprägen bietet hier einzigartige Möglichkeiten, das charakteristische
Flussfeld einer solchen Platte kontinuierlich durch eine rotierende
Abrollbewegung einzubringen. Für die Beschichtung setzt das Fraunhofer IWS
auf wenige Nanometer Kohlenstoff, der durch eine physikalische
Gasphasenabscheidung (PVD) aufgebracht wird. Setzt man diese Verfahren auf
Produktionsbändern ein, sinken die Fertigungskosten stark. Dieses
Beschichtungsverfahren könnte zukünftig in eine Rolle-zu-Rolle-
Produktionsanlage integriert werden, wie sie das Fraunhofer IPT
entwickelt. Das wäre ein weiterer großer Schritt hin zur vollständig
automatisierten und damit kostengünstigen Fertigungskette. Am Fraunhofer
IKTS wird darüber hinaus ein weiteres Beschichtungsverfahren für die
Massenproduktion erforscht. Hierbei wird Platin zielgerichtet auf die
Membran-Elektroden-Einheit (MEA) aufgetragen, die zweite Hauptkomponente
einer Brennstoffzelle.
Funktionsintegrierter Leichtbau am Beispiel Lastenfahrrad
Ein Forscherteam hat im Projekt »L-LBF«, basierend auf eigens
durchgeführten Fahrbetriebsmessungen sowie Ausgangsdaten über Masse und
Geometrie des gewählten kommerziellen Lastenrads, CAD-Modelle erstellt und
davon FE-Modelle abgeleitet. Diese wurden für die Entwicklung des neuen
Leichtbaurahmens verwendet. Der Clou dabei ist nicht nur die
Massereduzierung um knapp 40 Prozent im Vergleich zum Ausgangslastenrad,
sondern auch, dass in das Herzstück des Rahmens, einen zentralen
Hohlprofilträger aus hochfester Aluminiumlegierung, ein ebenfalls in
diesem Projekt entwickeltes Batteriesystem diebstahlsicher und
witterungsbeständig ohne zusätzliches Gehäuse integriert werden kann. Das
Batteriesystem weist die doppelte Speicherkapazität zum regulär
verwendeten Akkusystem auf.
Leichtbauteile für nachhaltige Mobilität
Carbonfaserverstärkte Kunststoffe sind im Rennsport etablierte
Leichtbaulösungen. Sie versprechen zwar eine gute Performance, sind jedoch
sehr ressourcenintensiv. Das ausgestellte Bioconcept Car des Fraunhofer-
Instituts für Holzforschung, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI
veranschaulicht die Möglichkeit, die Carbonfasern durch
Naturfasermaterialien zu ersetzen und praxistauglich anzuwenden. Unter
Verwendung von am Markt erhältlichen Naturfasern wird diese
Praxistauglichkeit durch eine ausgestellte Kleinserientür mit 100 Prozent
Flachsfasern bewiesen.
Fraunhofer auf dem Messegelände: »We know mobility«
Auch auf dem Messegelände, Halle B1, Stand C60, demonstriert die
Fraunhofer-Gesellschaft ihr Know-how und präsentiert Lösungen zur
Gestaltung der Mobilität von morgen.
Solaranlage als Straßenüberdachung
Photovoltaikanlagen als Überdachung von bereits versiegelten
Straßenflächen können im Verkehrssektor einen signifikanten Beitrag zur
Erzeugung erneuerbarer Energien leisten. Gemeinsam mit Partnern hat das
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE für die
Verkehrsministerien in Deutschland, Österreich und der Schweiz ein Konzept
entwickelt, wie Straßenflächen auf diese Weise doppelt genutzt werden
können. Ein Prototyp entsteht aktuell in der Bodenseeregion mit geplanter
Fertigstellung Anfang des Jahres 2022. Auf dem Messestand der Fraunhofer-
Gesellschaft zeigt das Fraunhofer ISE ein Modell des ersten Demonstrators.
Solarstrom vom Autodach
Die Reichweite eines E-Autos kann sich bei Sonnenschein mit einem Solar-
Autodach um zehn Kilometer am Tag erhöhen. Die Solarzellen sind dabei
direkt in ein Glasdach zwischen zwei gewölbten Glasscheiben integriert.
Die Farbe des Solardachs ist durch eine individuelle Farbbeschichtung frei
wählbar und kann an die Außenfarbe des Fahrzeugs angepasst werden. Das
Fraunhofer ISE forscht am gesamten Spektrum der Fahrzeugintegration von
PV-Modulen und demonstriert auf der IAA Mobility 2021 anhand zweier Solar-
Autodächer eine Auswahl möglicher Solarzelltechnologien mit hoher
Effizienz und unterschiedlicher Optik.
Leichtbau-Batteriepack bringt E-Mobilität voran: Wenig Gewicht und
effizient produziert
Forschende des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und
Systemzuverlässigkeit LBF haben ein Leichtbau-Batteriepack entwickelt, das
ausschließlich Faser-Kunststoff-Verbunde verwendet. So konnte das Gewicht
gegenüber Aluminiumgehäusen um 40 Prozent gesenkt werden. Diese Bauweise
reduziert nicht nur die bewegte Masse eines Elektrofahrzeugs, sondern
erhöht dank zusätzlich integrierter Funktionen dessen Reichweite und
Dynamik. Weil das Batteriepack in einem eigens entwickelten
hocheffizienten Verfahren gefertigt wird und über einen spezifischen
Strukturaufbau verfügt, lässt es sich sehr günstig produzieren.