Der Verkehrssektor als gro\u00dfer CO2-Emittent steht vor einem tiefgreifenden Wandel aufgrund der Notwendigkeit, seine Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern. F\u00fcr die Industrien des Sektors ist die Weiterentwicklung der Elektromobilit\u00e4t wichtig, die jedoch noch auf technologische Herausforderungen st\u00f6\u00dft. Das Team des Projekts VEHICLE hat eine innovative L\u00f6sung entwickelt, mit der die Energiespeicherung in Elektrofahrzeugen verbessert werden kann. Tedjani Mesbahi, Forscher an der INSA Strasbourg in der Arbeitsgruppe Heterogene Systeme und Mikrosysteme des ICube-Labors, war der wissenschaftliche Leiter des Projekts.<\/p>\n
Die Entwicklung neuer, leistungsf\u00e4higerer Technologien zur Energiespeicherung als gro\u00dfe Herausforderung f\u00fcr den \u00f6kologischen Wandel<\/strong><\/p>\n Am 27. Oktober 2022 l\u00e4utete die Europ\u00e4ische Union das Ende der Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor ein: ihre Mitgliedsstaaten schlossen ein Abkommen, das das Ziel von null CO2-Emissionen f\u00fcr neue Autos und Kleintransporter ab 2035 festlegt. Demnach werden dann nur noch Elektroautos auf dem Neuwagenmarkt zugelassen. Mit der Elektrifizierung des Mobilit\u00e4tssektors werden Energiespeicherger\u00e4te in unserem Alltag immer wichtiger. Derzeit werden Elektrofahrzeuge mit Li-Ionen-Batterien (f\u00fcr Lithium-Ionen) betrieben, die unter erheblichen M\u00e4ngeln leiden: Sie lassen sich nur langsam aufladen, haben eine begrenzte Lebensdauer und basieren auf der Nutzung endlicher Ressourcen. Die Umweltproblematik wird also durch eine gro\u00dfe technologische Herausforderung komplettiert. Es gilt, innovative L\u00f6sungen zu finden, um die Energiespeicherung leistungsf\u00e4higer, wirtschaftlicher und nachhaltiger zu machen.<\/p>\n Eine innovative L\u00f6sung dank zweier Speichertechnologien und k\u00fcnstlicher Intelligenz <\/strong><\/p>\n Die Partner des Projekts VEHICLE arbeiteten jeweils innerhalb ihres eigenen Fachbereichs: Modellierung und Softwareentwicklung seitens der INSA Stra\u00dfburg, Elektrochemie seitens der Hochschule Trier und Systemintegration (Routen, Wetter) seitens der Hochschule Karlsruhe. \u201eEs war sehr vorteilhaft auf diese Weise zusammenzuarbeiten. Wir haben die Aufgaben getrennt, was bei dieser Art von Projekt nicht unbedingt \u00fcblich ist, aber es hat sehr gut funktioniert und uns erm\u00f6glicht, trotz Covid voranzukommen und nicht in Verzug zu geraten\u201c, sagt Tedjani Mesbahi. Dank dieser Komplementarit\u00e4t und Organisationsweise konnten die Teams eine L\u00f6sung entwickeln, die in dreierlei Hinsicht innovativ war. Erstens haben die Forscher zwei Speichertechnologien kombiniert: eine Hochenergietechnologie und eine Hochleistungstechnologie. Konkret bedeutet dies die Schaffung einer hybriden Speicherquelle aus Li-Ionen-Batterien und einem Superkondensator. Superkondensatoren laden sich schnell auf und k\u00f6nnen Leistungsspitzen liefern, haben aber eine geringe Speicherkapazit\u00e4t und eine kurze Akkulaufzeit. Li-Ionen-Batterien gleichen dies aus und liefern die fehlende Speicherkapazit\u00e4t. Der zweite Weg, der beschritten wurde, um Energiespeicher leistungsf\u00e4higer zu machen, bestand darin, k\u00fcnstliche Intelligenz einzusetzen, um deren Lebensdauer zu verbessern. Mithilfe von Sensoren k\u00f6nnen Daten gesammelt werden, um das Verhalten von Energiespeichern besser zu verstehen und so eine vorausschauende Wartung einzuf\u00fchren und die Alterung zu verlangsamen. \u201eDiese Strategie des intelligenten Energiemanagements erm\u00f6glicht es, die Lebensdauer der Hybridquelle um 19 % zu verl\u00e4ngern\u201c, erl\u00e4utert Tedjani Mesbahi. Langfristig k\u00f6nnten weitere Daten \u00fcber das Fahrverhalten der Person am Steuer und die Umgebung (Gel\u00e4ndebeschaffenheit, Temperatur) einbezogen werden, um personalisierte Ratschl\u00e4ge zur Verl\u00e4ngerung der Lebensdauer der Batterien zu geben. Schlie\u00dflich ist dieses leistungsf\u00e4hige und intelligente Energiespeichersystem mit einem Motor mit variabler Reluktanz gekoppelt, um den Energieverbrauch zu optimieren. Insgesamt erm\u00f6glicht die vom Projektkonsortium vorgeschlagene L\u00f6sung also eine Senkung der Gesamtkosten eines Elektrofahrzeugs \u00fcber seinen gesamten Lebenszyklus hinweg.<\/p>\n Fortf\u00fchrung des Erfolgsprojekts: Technologietransfer und ein Horizon Europe Projekt <\/strong><\/p>\n Das Projektteam von VEHICLE hat von Anfang an Kontakte zu Unternehmen aus den Bereichen Mobilit\u00e4t und Energiespeicherung gekn\u00fcpft, um den Technologietransfer zu erleichtern. W\u00e4hrend des gesamten Projekts wurden Webinare mit Forschenden und Industrievertretern organisiert, und die Unternehmen Volvo Construction Equipment Germany und Daimler Truck stellten auf der Abschlusskonferenz des Projekts ihre Arbeit zur Elektrifizierung von Lastkraftwagen vor. Die entwickelte Technologie wird auch in einem anderen Kontext als dem der Elektroautos genutzt. Th\u00e9ophile Paul, der seine Dissertation im Juli 2022 verteidigt hat, wendet das hybride Energiespeichersystem auf einen elektrischen Umschlagstapler f\u00fcr die Industrie 4.0 an. Sein unternehmerisches Projekt, das von SATT Conectus unterst\u00fctzt wird, war auch einer der Gewinner des franz\u00f6sischen Innovationswettbewerbs i-PhD. Und Tedjani Mesbahi und seine Mitarbeitenden werden bald ein neues Gro\u00dfvorhaben in Angriff nehmen: ihr Projekt ENERGETIC wird von Horizon Europe, dem EU-Rahmenprogramm f\u00fcr Forschung und Innovation, finanziert. Ziel ist es, die industrielle Batterie-Wertsch\u00f6pfungskette in Europa weltweit wettbewerbsf\u00e4higer zu machen. \u00dcber die Fortschritte dieses neuen Projekts wird auf dem Forschungsblog des INSA Stra\u00dfburg berichtet werden.<\/p>\n<\/i> Das VEHICLE-Projekt (f\u00fcr \u201eAdV<\/strong>anced li-ion battE<\/strong>ry\/supercapacitor H<\/strong>ybrI<\/strong>d energy storage system with synchronous reluctance maC<\/strong>hine for eLE<\/strong>ctric vehicle applications\u201c) wurde von September 2019 bis Juli 2022 von der Europ\u00e4ischen Union im Rahmen des Programms Interreg V Oberrhein sowie durch die deutschen und franz\u00f6sischen Regionalpartner der Initiative \u201eWissenschaftsoffensive\u201c kofinanziert und brachte drei wichtige akademische Partner zusammen: die INSA Strasbourg, die Hochschule Karlsruhe und die Hochschule Trier. Die Sheffield Hallam University, die \u00c9cole Centrale de Lille und die Universit\u00e9 de Nantes waren als assoziierte Partner an dem Projekt beteiligt.<\/p>\n<\/i> Die Wissenschaftsoffensive: Aufgrund ihres Erfolgs wird die Initiative im Zeitraum 2021-2027 fortgef\u00fchrt, f\u00fcr den zwei Projektaufrufe vorgesehen sind. Aufbauend auf der Dynamik der grenz\u00fcberschreitenden wissenschaftlichen Zusammenarbeit m\u00f6chten die mitfinanzierenden Partner der Wissenschaftsoffensive nun den Transfer und die Verwertung der Ergebnisse der \u00f6ffentlichen Forschung unterst\u00fctzen und den positiven Effekt der wissenschaftlichen Erkenntnisse auf die Unternehmen und die Gesellschaft verst\u00e4rken, zugunsten der wirtschaftlichen, sozialen und \u00f6kologischen Entwicklung der Trinationalen Metropolregion Oberrhein. Der vierte Aufruf der Wissenschaftsoffensive ist seit dem 5. Januar 2023 ver\u00f6ffentlicht (bis zum 24. M\u00e4rz) und legt den Schwerpunkt auf den Wissens- und Technologietransfer. Gleichzeitig tr\u00e4gt er somit zur Erreichung der Ziele der Trinationalen Metropolregion Oberrhein (TMO) bei. Alle Informationen zur Wissenschaftsoffensive sind auf der Webseite der S\u00e4ule Wissenschaft<\/a> zu finden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Der Verkehrssektor als gro\u00dfer CO2-Emittent steht vor einem tiefgreifenden Wandel aufgrund der Notwendigkeit, seine Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern. F\u00fcr die Industrien des Sektors ist die Weiterentwicklung der Elektromobilit\u00e4t wichtig, die jedoch noch auf technologische Herausforderungen st\u00f6\u00dft. 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