Die Mobilität der Zukunft fährt vor

28. September 2023, Nr. 55

Am 5. Oktober öffnet der InnovationsCampus Mobilität der Zukunft (ICM) seine Türen und feiert mit dem "ICM-Tag – Future Mobility Open Labs" sein vierjähriges Bestehen mit begleitender Ausstellung.
[Bild: KIT, Amadeus Bramsiepe]

Mit über 130 Projekten und 65 Millionen Euro Budget ist der InnovationsCampus Mobilität der Zukunft (ICM) eine der größten Forschungsinitiativen für nachhaltige Mobilität und die zugehörigen Produktionstechnologien. Das Karlsruher Institut für Technologie und die Universität Stuttgart bündeln dabei ihre Kompetenzen in Forschung und Innovation – gefördert vom Wissenschaftsministerium Baden-Württemberg. Beim „ICM-Tag: Future Mobility Open Labs“ am 5. Oktober werden die wichtigsten Ergebnisse den Besuchern aus Industrie, Forschung und Politik in der ARENA2036 Forschungsfabrik vorgestellt. Insgesamt präsentieren sich über 80 interdisziplinäre und institutsübergreifende Projekte ihre Ergebnisse.

„Unser InnovationsCampus Mobilität der Zukunft eröffnet mit seinen Ideen und Projekten immer wieder neue Zukunftsoptionen – etwa bei der Erforschung moderner Elektroantriebe ohne den Einsatz seltener Erden. Hier entwickeln Forschende aus Karlsruhe und Stuttgart neue, wettbewerbsfähige Lösungen in der Mobilitäts- und Produktionstechnologie und ebnen so den Weg für eine nachhaltige Mobilität. Diesen Innovationsgeist fördern wir als Land und stärken mit dem ICM und unseren weiteren InnovationsCampusmodellen den Forschungsstandort Baden-Württemberg“, so Wissenschaftsministerin Petra Olschowski.

In den Versuchsträger „eVee“ sind Teilsysteme eines Fahrzeugskonzepts der Zukunft eingebaut.

Elektroauto "eVee" fährt erstmals vor

In Messehallen gilt generell ein Fahrverbot, auch für Publikumsmagnete wie das Versuchsträgerfahrzeug des ICM. Deshalb ist der „ICM-Tag: Future Mobility Open Labs“ 2023 wahrscheinlich die erste Gelegenheit, bei der das Elektroauto in seiner fahrbereiten Version „eVee“ vor Publikum vorfährt. Mit an Bord hat es neue Technologien, die die Mobilität der Zukunft nachhaltiger und effizienter machen. Das Konzept entspricht einem flexibel einsatzbaren Leichtfahrzeug, das beispielsweise als Teil einer autonomen Carsharing-Flotte zur nachhaltigen und vernetzten Mobilität beiträgt. Als modulare Test-Plattform dient das Fahrzeug der Erprobung von Hard- und Softwarekomponenten aus ICM-Projekten im Gesamtsystem. „Wir treiben die Spitzenforschung gezielt voran, damit die Mobilität der Zukunft aus Baden-Württemberg und damit aus Deutschland kommt“, sagt Dr. Max Hoßfeld, Geschäftsführer des ICM an der Universität Stuttgart. Details zu den Ergebnissen der Arbeiten aus den Forschungsfeldern Mobility Technologies, Manufacturing Systems und Software-System-Architectures erfahren Besucher in der Ausstellung am ICM-Tag.

Ein Highlight ist die im „eVee“ montierte sogenannte „Variable Flux Machine“ (VFM), deren Kernstück eine verkleinerte Version der abgewandelten VFM aus den ICM-Projekten Remos und Remos2 ist. Der Rotorfluss dieser Maschinen ist durch die Verwendung von Magneten ohne Seltene Erden steuerbar, wodurch Vorteile speziell bei hohen Motordrehzahlen erzielt werden. Den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des ICM ist es in ihren Projekten gelungen, die Leistungsdichte und die Effizienz der VFM deutlich zu steigern. Möglich machen das die Fertigung des Rotors in einer neuartigen Metall-Kunststoff-Bauweise und die gezielt eingesetzten variablen Magnete ohne Seltene Erden.

Messedemonstrator „DeVee" präsentiert die Transversalflussmaschine

Im nicht fahrbaren Messedemonstrator „DeVee", der ebenfalls ausgestellt wird, befindet sich der kleine Star des ICM – die Transversalflussmaschine (TFM) aus dem Projekt AddiMoT. Klein ist hier wörtlich zu verstehen. Denn eine TFM kann durch ihre Bauweise mit konzentrisch um die Achse gewickelten Kupferspulen bei gleichem Drehmoment deutlich kompakter konstruiert werden als herkömmliche Elektromotoren. Damit eignet sie sich sehr gut als Direktantrieb, wie sie auch im „DeVee“ integriert ist.  An dem kompakten Elektroantrieb zeigen die Wissenschaftler*innen des ICM zudem die Potenziale der additiven Fertigung metallischer Bauteile auf. Schlitze und Gitter werden dabei gezielt als Designelemente eingesetzt, um Wirbelströme weiter zu reduzieren und den Wirkungsgrad zu erhöhen. Wie der kompakte Elektromotor funktioniert, veranschaulicht am ICM-Tag eine digitale Visualisierung, die Magnetfelder und Stromflüsse sichtbar macht. In den Antriebsstrang des Messedemonstrators ist außerdem eine Brennstoffzelle integriert, die für das Fahrzeug in unseren Projekten neu-designt worden ist.

An der Transversalflussmaschine werden die Potentiale der additiven Fertigung gezeigt.

Nachhaltige Entwicklungs- und Herstellungsprozesse

Dass die nachhaltige Mobilität der Zukunft nicht erst auf der Straße beginnt, sondern schon bei den Entwicklungs- und Herstellungsprozessen und der Materialwahl, zeigt das ICM-Projekt DefoRe („Design for Recycling“) am Beispiel von Naturfaserverbundkunststoff (NFVK) für Fahrzeugsitze. Im Projekt entwickeln die Forschenden rund um NFVK eine komplette Methodik, die alle Prozessschritte vom Design, über die Herstellung bis hin zum Recycling nachhaltig gestaltet - mit dem Ziel der Übertragbarkeit auf andere Bauteile wie Cockpit- oder Türverkleidungen.

Das Projekt DefoRe entwickelt eine komplette Methodik für nachhaltige Design-, Herstellungs- und Recycling-Prozesse rund um Naturfaserverbundkunststoffe.

Nachhaltig und flexibel

Nachhaltige Produktionstechnologien müssen sich flexibel auf ständig neue Anforderungen einstellen können. Hier setzt das ICM-Projekt SDPräFlexBot an. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickeln dabei hochpräzise Messtechniken und softwaregetriebene und adaptive genauigkeitsoptimierte Konfigurations-, Bahn- und Trajektorienplanungen. Ziel ist es, einfache Roboterkinematikern für hochpräzise und wechselnde Produktionsaufgaben zu befähigen. Am ICM-Tag wird dies an einem Schweißprozess veranschaulicht. Dabei hält ein Roboter das Werkstück und positioniert es ständig neu, um die unpräzisen Bewegungen des zweiten Roboters auszugleichen, der die Schweißbahn beschreibt.

Zwei Roboter und ein Multi-Punkt-Messsystem demonstrieren die Ausführung des Schweißprozesses.

InnovationChallenge ist ein Transferinstrument

„Unser Ziel ist es auch, mit Hilfe verschiedener Transferinstrumente und Kooperationen mit Unternehmen die Innovationen aus der Forschung in die Industrie und die Gesellschaft zu tragen“, erklärt Dr. Sandra Kaufmann-Weiß, Geschäftsführerin des ICM am KIT. Ein Transferinstrument ist die InnovationChallenge, mit der der ICM vor allem kleine und mittlere Unternehmen (KMUs) und Startups über Kooperationen mit Hochschulinstituten Zugang zur Forschungsinfrastruktur des Landes Baden-Württemberg verschafft. Unter anderem ist daraus das Projekt CutAIye hervorgegangen ist. Das Institut für Strahlwerkzeuge (IFSW) der Universität Stuttgart und der Lasertechnik-Spezialist PRECITEC erforschen gemeinsam das intelligente Laserschneiden – gefördert vom Wissenschaftsministerium Baden-Württemberg. Vor allem für Kupfermaterialien, aus denen entscheidende Bauteile für Elektrofahrzeuge bestehen. Um das Projektziel zu erreichen, sollen die Daten aus den Sensoren der Laseranlagen mit einem Machine-Learning-Algorithmus verknüpft werden, der den Schneideprozess überwacht und Parameter wie Laserleistung, Schneidegeschwindigkeit und Gasdruck regelt. Hierdurch wird die Grundlage für einen stabilen, wirtschaftlichen und flexiblen Herstellungsprozess geschaffen, mit dem automatisiert große Stückzahlen in höchster Qualität produzierbar sind.

PRECITEC und das IFSW erforschen gemeinsam das intelligente Laserschneiden.

Nachhaltige Zweirad-Mobilität

Ebenfalls aus einer InnovationChallenge sind die Projekte Zell-Kontaktierung und Pocket Rocket H2 entstanden, die beide einen Beitrag zur nachhaltigeren Zweirad-Mobilität leisten. Im ersten Projekt hat das Forschungskonsortium aus dem Karlsruher Startup MoThor Batteries und dem IPEK – Institut für Produktentwicklung  am KIT einen Battriepack für E-Bikes, Pedelecs oder E-Scooter entwickelt, der sich mit wenigen Handgriffen bis auf die Zellebene demontieren lässt. Ist eine Zelle defekt, wird sie ausgetauscht und recycelt. Der verbleibende Teil des Akkus kann weiterverwendet werden. Die Pocket Rocket H2 ist ein kleines Motorrad mit Elektroantrieb, den der Hersteller Sol Motors in Zusammenarbeit mit der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW) in Mannheim und Stuttgart um einen wasserstoffbetriebenen Range Extender erweitert hat. Das kleine Leichtkraftrad wiegt nur zwei Kilogramm mehr als die rein batterieelektrische Version, legt mit einer Tankfüllung Wasserstoff aber fast die doppelte Distanz zurück. Am ICM-Tag können Besucher auf der Pocket Rocket H2 übrigens Probefahrten machen.

Zell-Kontaktierung: Dank der lösbaren Kontaktierung sind die Zellen des Batteriepacks austauschbar

Über den InnovationsCampus Mobilität der Zukunft
Die Mobilität und die Produktion der Zukunft sind nachhaltig, effizient und kommen aus Baden-Württemberg. Voraussetzung hierfür sind neue bahnbrechende Technologien – von innovativen Fahrzeugantrieben bis zu wandlungsfähigen Produktionsverfahren. Das Ziel des InnovationsCampus Mobilität der Zukunft (ICM) ist es, diesen Wandel zu gestalten. Im ICM bündeln die Universität Stuttgart und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ihre Kompetenzen in Forschung und Innovation, um gemeinsam schnell und flexibel neue Technologien zu entwickeln, neue Ansätze zu erproben und die Basis für Innovationen zu schaffen. Der ICM ist eine der größten Initiativen zur Mobilität und Produktion der Zukunft in Deutschland.

Programm des ICM-Tages

Fachlicher Kontakt:

Benjamin Büchner
ICM - Öffentlichkeitsarbeit und Redaktion 
Telefon: +49 173 5 41 78 63                                                            
E-Mail

Zum Seitenanfang