Drugie życie akumulatora, skrzyni biegów i przekładni

Naprawa samochodów używanych lub powypadkowych Fraunhofer IWU

Samochody używane lub powypadkowe są często złomowane dużym kosztem energii, nawet jeśli wiele podzespołów jest nadal sprawnych. Naukowcy z Instytutu Fraunhofera w ramach projektu EKODA opracowują alternatywę. 
 

  • Nieuszkodzony akumulator, który ma trzy lub cztery lata, może być ponownie zamontowany w kolejnym samochodzie. Jeśli system magazynowania energii jest starszy, można go zastosować w mniejszej maszynie rolniczej.
  • Konsekwentnie realizowana jest koncepcja ponownego wykorzystania wszystkich podzespołów. Ponieważ mniej elementów będzie wymagało wyprodukowania, zmniejszają się również koszty i emisja CO2.
  • Regeneracja może mieć również sens w przypadku części układu napędowego, czyli wałów i kół zębatych wykonanych ze stali lub metalu. Na przykład stalowe wałki można modyfikować, skracać, a następnie wykorzystać w innej aplikacji mobilnej. 

W złożonej procedurze diagnostycznej najpierw badane będą wszystkie podzespoły, następnie podane zostaną zalecenia dotyczące możliwości ponownego ich wykorzystania. System zoptymalizuje stan techniczny poszczególnych elementów i umożliwi rozwój zrównoważonej gospodarki w obiegu zamkniętym w branży automotive. Akumulatory, wały napędowe lub przekładnie będą mogły znaleźć zastosowanie poza samochodami.

W trakcie przeprowadzanej kontroli kamery powoli przesuwają się po akumulatorze litowo-jonowym, który właśnie został wyjęty z samochodu powypadkowego. Rejestrowany jest typ, oznaczenie modelu, moc i numer seryjny, a odczytane parametry zostają porównane z wewnętrzną bazą danych. Następnie pokrywa baterii zdejmowana jest półautomatycznie. Układ sprawdza aktualny poziom naładowania poszczególnych ogniw akumulatora i stan elementów układu elektroniki sterującej. Na podstawie otrzymanych danych oprogramowanie opracowane przez Instytut Fraunhofera ds. Obrabiarek i Technologii Formowania IWU tworzy szczegółowy raport stanu baterii, analizuje go i podaje zalecenia dotyczące dalszego wykorzystania akumulatora lub poszczególnych ogniw. 

Fraunhofer_akumulator
Moduły układu magazynowania energii. Źródło: Faunhofer IWU

Na przykład nieuszkodzony akumulator, który ma trzy lub cztery lata, może być ponownie zamontowany w kolejnym samochodzie. Jeśli system magazynowania energii jest starszy, można go zastosować w mniejszej maszynie rolniczej. Jeśli kilka ogniw jest uszkodzonych, bateria może nadal dobrze działać w użytku stacjonarnym, na przykład jako urządzenie do magazynowania energii dla systemu fotowoltaicznego. 

Akumulatora nie trzeba utylizować, otrzymuje drugie życie dostosowane do jego wydajności. Zgodnie z tą samą zasadą pozostałe podzespoły samochodowe mogą być również testowane i wykorzystywane do ponownego użytku.

– Decydującym czynnikiem jest tutaj staranny, znormalizowany i zautomatyzowany demontaż poszczególnych części, który ma na celu możliwe dalsze wykorzystanie komponentów na wczesnym etapie – podkreśla dr Uwe Frieß, kierownik działu budowy, montażu i demontażu nadwozia we Fraunhofer IWU. 

Powyższy system kontroli jest obecnie opracowywany i optymalizowany przez zespół naukowców z Fraunhofer IWU w Chemnitz. Oprogramowanie, które jest wyposażone w algorytmy sztucznej inteligencji, jest jednym z technologicznych punktów centralnych projektu EKODA (Efficient and economic circular deassembly and processing). Finasowe wsparcie udzieliło Federalne Ministerstwa Edukacji i Badań Naukowych (BMBF), które chce podążać „ścieżką do zrównoważonej mobilności poprzez tworzenie wartości nadającej się do recyklingu”.

Oprócz Fraunhofer IWU, w skład konsorcjum projektu wchodzi również Instytut Fraunhofer ds. Środowiska, Bezpieczeństwa i Technologii Energetycznych UMSICHT w Oberhausen oraz liczni partnerzy przemysłowi.

Uwe Frieß formułuje ambitny cel projektu: – Chcemy zastąpić klasyczny recykling i traktować każdy podzespół samochodu jako cenny element – niezależnie od jego obecnego zastosowania w samochodzie. Na tej podstawie pracujemy nad koncepcją, w której poszczególne komponenty są testowane pod kątem ich przydatności do dalszego lub ponownego wykorzystania w różnych zastosowaniach.

Koncepcja projektu EKODA – obieg zamknięty. Źródło: Fraunhofer IWU

Ponadto naukowcy z Fraunhofer IWU pracują nad procesami automatycznego demontażu poszczególnych części. Konsekwentnie realizowana jest koncepcja ponownego wykorzystania wszystkich podzespołów. Ponieważ mniej elementów będzie wymagało wyprodukowania, zmniejszają się również koszty i emisja CO2. Przedwczesne złomowanie samochodów, które będą jeszcze częściowo sprawne lub nieuzasadniony eksport uszkodzonych samochodów poza granice Niemiec zostanie ograniczony lub stanie się zbędny. 

Nadwozie, wały napędowe, koła zębate

Oprócz analizy układu magazynowania energii, naukowcy z Instytutu Fraunhofer z Chemnitz koncentrują się również na częściach takich jak nadwozie i układ napędowy samochodu. Regeneracja może mieć również sens w przypadku części układu napędowego, czyli wałów i kół zębatych wykonanych ze stali lub metalu. Na przykład stalowe wałki można modyfikować, skracać, a następnie wykorzystać w innej aplikacji mobilnej. 

– Koło zębate z uszkodzonej skrzyni biegów samochodu może otrzymać drugie życie w wyremontowanym skuterze elektrycznym – wyjaśnia Frieß. 

Wieloletnie doświadczenie Instytutu Fraunhofer w dziedzinie efektywnej produkcji jest wykorzystywane zarówno w systemie oceny, jak i w rozwoju procesów automatycznego demontażu i regeneracji elementów stalowych.

Dynamiczna aktualizacja w czasie rzeczywistym

– Budowany przez nas system oceny jest zaprojektowany jako kompleksowy, holistyczny system. Oprócz aspektów technicznych i ekonomicznych obejmie również kryteria ekologiczne na równych zasadach. Przykładem tego może być emisja CO2 lub zużycie energii wynikające z dalszego użytkowania – wyjaśnia Patrick Alexander Schmidt, naukowiec Fraunhofer IWU. 

– System oceny będzie również dynamicznie i codziennie uwzględniał wahania cen energii elektrycznej – dodaje Schmidt.

Naukowcy z Instytutu Fraunhofera i ich partnerzy chcą pójść o krok dalej w rozwoju i projektowaniu systemu oceny podzespołów. Przyglądają się łańcuchom dostaw, warsztatom napraw samochodów oraz firmom prowadzącym działalność w zakresie recyklingu. Ich wymagania lub wnioski o części zamienne mogą zostać w przyszłości włączone do bazy danych systemu oceny podzespołów. System rozpoznałby wówczas, czy warsztat w okolicy mógłby wykorzystać właśnie ten element do generalnego remontu uszkodzonego... ciągnika. W ten sposób przemysł motoryzacyjny i dostawcy części mogliby otworzyć nowe obszary działalności, które zorganizują zrównoważone wykorzystanie wszystkich komponentów.

Jako partner badawczy projektu, Instytut Fraunhofera ds. Technologii Środowiskowych, Bezpieczeństwa i Energii UMSICHT opracowuje wzorce dla biznesu, które mogą być z powodzeniem wdrożone w wielu gałęziach przemysłu.

Źródło prasowe: Fraunhofer

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę