Ein entscheidender Faktor zum Erreichen der Klimaziele der Bundesregierung ist die CO2-Reduktion durch die schrittweise Elektrifizierung des Verkehrs. In batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen sind die Energiespeicher vor äußere Einflüsse durch passive Strukturen geschützt. Die Batterieschutzstruktur besteht aktuell meist aus dickwandigem Aluminium, Stahl oder Titan, welches zum einen sehr schwer und zum anderen sehr teuer in der Herstellung ist. Die größeren bewegten Massen bei batterieelektrischen Fahrzeugen resultieren in einem hohen Ressourcenverbrauch und im Nutzungszyklus zu einer verringerten Fahrzeugreichweite. Deswegen ist hier der Leichtbau besonders wichtig.

Vor diesem Hintergrund wird im Projektvorhaben I-Detekt eine intelligente Batterieschutzstruktur für Elektrofahrzeuge aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GfK) entwickelt. Mit dieser können relevante Schädigungen am darüber liegenden Batteriemodul automatisiert erkannt und klassifiziert werden. Mit einer strukturintegrierten Sensorik besteht außerdem die Möglichkeit, das Ausmaß des Schadens durch eine mechanische Belastung automatisierten festzustellen, wodurch Serviceaufenthalte oder Komponentenwechsel nur noch bei nachweislicher Notwendigkeit und nicht auf Verdacht stattfindet, was eine erhebliche Einsparung von weiteren Ressourcen zur Folge hat.

Ausgehend von einem detaillierten Anforderungsprofil entsteht in der ersten Projektphase ein digitaler Zwilling, womit virtuelle Analysen und Experimente zum Strukturverhalten beim Schadensfall möglich sind. In der Folge können potenzielle Sensorpositionen innerhalb des Unterbodenschutzes hinreichend eingegrenzt und sowohl konstruktive als auch technologische Optimierungspotentiale frühzeitig erkannt werden. Die zuverlässige Bewertung der strukturellen Integrität des Unterbodenschutzes und des Batteriemoduls nach einem Schadensereignis erfolgt durch aufbereitete Sensordaten aus dem digitalen Zwilling und durch Auswertealgorithmen für die Zustands- und Schadensklassifizierung. Eine weitere Zielstellung im Projektvorhaben ist die weitgehend automatisierte Fertigung eines generischen Produktdemonstrators. Mit dieser Demonstratorstruktur wird eine umfangreiche mechanische Charakterisierung durch angepasste Prüfszenarien und eine Validierung bzw. iterative Anpassung der Auswertealgorithmen ermöglicht. Zur Absicherung der Verwertbarkeit der Projektergebnisse wird eine projektbegleitende Bewertung der Wirtschaftlichkeit sowie des Ressourceneinsatzes mittels einer Lebenszyklus- und Lebenskostenanalyse durchgeführt. Diese Analyse soll zudem weitere Anwendungsmöglichkeiten für derartige funktionsintegrative Leichtbaustrukturen aufzeigen.