Energieeffiziente Herstellung von Elektroautos

Die Herstellung von Elektroautos ist eine der zukunftsweisenden Industrien der Gegenwart. Eine nachhaltige und effiziente Produktion setzt neben modernen Fertigungsanlagen auch eine leistungsstarke Intralogistik voraus.

Energieeffizienz

Durch die passende Optimierung der Produktion und Intralogistik können Hersteller von Elektroautos ihre Energieeffizienz noch verbessern.

Im Zeichen des Klimawandels ist die Elektromobilität weltweit auf dem Vormarsch. Die Luftverschmutzung, die durch den CO2-Ausstoß von Verbrennungsmotoren entsteht, hat zu dramatischen Veränderungen in der Umwelt geführt. Politik und Wirtschaft haben erkannt, dass ein Umdenken erforderlich ist. Als Ausweg aus der Misere gilt das Auto mit Elektroantrieb als die aussichtsreichste Lösung.

Dabei geht es nicht nur um den CO2-Ausstoß von Fahrzeugen im Straßenverkehr. Bei einer ganzheitlichen Betrachtung ist auch der Herstellungsprozess von Elektroautos mit in die Klimabilanz einzubeziehen. Im Jahre 2017 wurde von Wissenschaftlern des IVL Swedish Environmental Research Institute eine Untersuchung durchgeführt. Das Ergebnis war eine ernüchternde Bilanz für die Anhänger der Elektromobilität. Es schien sich herauszustellen, dass Elektroautos allein aufgrund der aufwendigen Produktion des Antriebs in Form von Lithium-Ionen-Batterien keinen ökologischen Vorteil gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren hätten . Die Studie kam 2017 zu dem Ergebnis, dass ein Elektrofahrzeug bereits vor dem ersten gefahrenen Kilometer auf der Straße sein Treibhauspotenzial verloren hat. Damit war zu dieser Zeit ein Fahrzeug mit Elektroantrieb ökologisch betrachtet nicht besser als ein sparsamer Verbrennungsmotor.

Neueste Erkenntnisse führen zu anderen Ergebnissen. Das liegt zum einen daran, dass der Bedarf an elektrischer Energie für die Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge niedriger als ursprünglich angenommen ist. Das zweite positive Argument für den Elektroantrieb ist, dass die jeweiligen Produktionsbetriebe inzwischen überwiegend mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben werden. Diese beiden Faktoren haben die Sicht auf Elektroautos verbessert.

Ein Argument, das in dieser Betrachtung noch fehlt, sind die Bedingungen, unter denen die Fertigung von Elektroautos stattfindet. In der Optimierung der Produktions- und Intralogistik-Prozesse in der Automobilindustrie liegt zusätzliches Potenzial, um die Ökobilanz bei der Herstellung von Elektrofahrzeugen zu verbessern. Dieses sollte genutzt werden.

Durch den Einsatz von beispielsweise hocheffizienten Monorail Transport Systemen von montratec kann die Intralogistik in Ihrem Betrieb optimiert werden. Das reduziert die Herstellungskosten und leistet gleichzeitig einen positiven Beitrag zur Umweltbilanz.

Weil Energieeffizienz, steigende Strompreise und die Forderung nach mehr Nachhaltigkeit bei der Herstellung von Elektroautos immer wichtiger werden, rücken energieeffiziente Intralogistiksysteme, wie beispielsweise t das intelligente Monoschienen- und Shuttle-Transportsystem von montratec, zunehmend in den Fokus. Es weist einen vergleichsweise sehr niedrigen Stromverbrauch aus, da die Transportshuttles nur während der Fahrt Strom verbrauchen und ist damit umwelt- und ressourcenschonend. Zudem werden durch die Direkteinspeisung am Shuttle-Antrieb Leitungsverluste minimiert und der Energieverbrauch des montrac®-Systems zusätzlich gesenkt. Energieeffiziente Intralogistiksysteme leisten einen positiven Beitrag zur Energiebilanz in Produktionsunternehmen.

Veränderungen in der Produktionsinfrastruktur durch die E-Mobilität

In der Produktion von Kraftfahrzeugen hat sich mit Beginn der Herstellung von Elektroautos einiges verändert. Vom Aussehen her unterscheiden sich Autos mit Elektroantrieb kaum von Fahrzeugen, die mit einem Verbrennungsmotor angetrieben werden. Doch viele Komponenten wie beispielsweise:

  • Anlasser

  • Katalysator

  • Kolben

  • Kupplung

  • Ölpumpe

  • Lichtmaschine

  • Auspuff

  • Tank

sind bei einem Fahrzeug mit Elektromotor nicht mehr notwendig. So besteht die Antriebstechnik bei einem Verbrennungsmotor aus mehr als tausend unterschiedlichen Einzelteilen. Der Elektroantrieb benötigt für seine Funktion nur wenige hundert Teile. Grob geschätzt ist hier das Verhältnis etwa zehn zu eins zugunsten des Elektromotors. Das bedeutet einfachere Fertigungsprozesse und Veränderungen in der Produktionsinfrastruktur bzgl. der Herstellung.

Das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug benötigt zum Fahren lediglich eine große und leistungsstarke Batterie und zusätzliche Elektronik. Im Ergebnis führt das neben einer Anpassung der Produktionsinfrastruktur auch zu einem geringeren Bedarf an Arbeitskräften und somit zum Abbau von Arbeitsplätzen in der E-Mobilität.

Auch bei den Zulieferbetrieben in der Automobilindustrie verändern sich die Strukturen. So entfallen beispielsweise alle Komponenten, die für die Umwandlung von Verbrennungsenergie in eine Drehbewegung beim Motor benötigt werden. Das Gleiche gilt für die Getriebehersteller: Während beim Verbrennungsmotor ein mehrgängiges Getriebe benötigt wird, um die Motordrehzahl relativ konstant zu halten, kommt der Elektromotor mit einem einfachen Ein-Gang-Getriebe aus, um Drehzahl unabhängig ein ähnliches Drehmoment zu entwickeln. Insgesamt verringert sich somit die Anzahl der Arbeitsschritte bei der Herstellung eines Elektromotors deutlich und führt zu einer weniger komplexen Produktionsinfrastruktur in Ihrem Betrieb.

Transport & Verarbeitung von Einzelteilen

Die Arbeitsschritte bei der Herstellung von Elektroautos sind grundlegend anders als in der Produktion von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Durch den einfacheren Aufbau des Elektroantriebs reduziert sich nicht nur die Anzahl der benötigten Bauteile, sondern auch die Anzahl an Produktionsschritten, die für die Herstellung eines Verbrennungsmotors unerlässlich sind. Auf der anderen Seite beträgt das Gewicht der Lithium-Ionen-Batterien im Elektrofahrzeug fast ein Drittel des Gesamtgewichts. Dies hat beispielsweise zur Folge, dass die Bodenplatte beim Elektroauto wesentlich stabiler gefertigt sein muss.

Mit der Umstellung auf die E-Mobilität, insbesondere auf neue Herstellungsmethoden von neuen, noch leistungsfähigeren Lithium-Ionen-Batterien sind auch neue Intralogistiklösungen gefragt. Spezielle Transportsysteme mit Hubfunktion, Hebezeuge oder Regalbediengeräte werden benötigt, um Lithium-Ionen-Batterien, das gewichtsmäßig schwerste Bauteil des Elektroautos, befördern zu können. Hier kommen die bestehenden Transportsysteme schnell an ihre Grenzen. Doch auch die Vielzahl neuer Bauteile für das Elektroauto machen Anpassungen der Intralogistikösungen für eine effiziente Produktion unerlässlich.

Einsatz von Monorail-Transportsystemen als energieeffiziente Intralogistiklösung i in der E-Mobilität

Für die nachhaltige Herstellung von Elektroautos ist ein energieeffizientes innerbetriebliches Transportsystem unerlässlich, da . neben Zeit- und Kostenersparnis in der Produktion Aspekte des Umweltschutzes immer mehr in den Vordergrund treten. Elektrisch angetriebene, intelligente Transportsysteme, die mit energieeffizientem Gleichstrom betrieben werden, zeichnen sich durch einen höheren Wirkungsgrad aus. Damit lässt sich der Stromverbrauch bei der Produktion von Elektroautos senken.

Das Monorail-Transportsystem von montratec bietet beispielsweise die angesprochenen Voraussetzungen für einen geringeren Stromverbrauch in der Intralogistik. Die energieeffiziente Intralogistiklösung überzeugt durch folgende Vorteile:

  • Integrierte Energieversorgung aller elektrisch betriebenen Komponenten mit energieeffizientem DC-Strom direkt über die Monoschiene

  • Ökologisch verbrauchsoptimierter Betrieb, da die Transportshuttles nur während der Fahrt Strom verbrauchen

  • Transportshuttle mit integrierter Energieversorgung (On-Board-Power-Supply) für Fremdverbraucher

  • Minimale Stromaufnahme der elektrisch betriebenen Komponenten wie Weichen und Steuereinheit

  • Wirkungsgradoptimierter Antrieb am Transportshuttle

  • Minimaler Verschleiß

  • Minimale Partikelemission und Feinstaubentwicklung 100 % antistatisch / elektromagnetisch verträglich

Batterieproduktion für E-Mobilität

E-Mobilität ist in aller Munde. Die Herausforderungen für die Batterieproduktion sind hoch.

Mehr erfahren
Batterieproduktion für E-Mobilität
Im Gegensatz zum Bandtransporter mit permanent laufenden Motoren, verbrauchen die Transportshuttles nur während der Fahrt Strom. Diesen greifen sie direkt über die in der Monoschiene integrierte DC-Stromschiene ab.

Jedes Transportshuttle verfügt zudem über eine integrierte Energieversorgung für Fremdverbraucher. Damit ist es möglich, bereits während des Transports der Güter Test- und Prüfprozesse direkt auf dem Shuttle durchzuführen. Das bedeutet Zeitersparnis in der Produktion, da Transportzeit zu wertvoller Produktionszeit umgewandelt wird.

Die Antriebsrollen der Transportsshuttles sorgen dank einer einzigartigen Spezialgummierung und einer punktgenauen Auflagefläche auf der Monoschiene für minimalen Abrieb und minimalen Verschleiß.

Das Transportsystem von montratec ist zu 100% antistatisch und elektromagnetisch verträglich, somit erfüllt es die DIN-Normen EN 61000-6-2:2005 und EN 61000-6-4:2011

Fazit

Um die Herstellung von Elektroautos energieeffizient und somit nachhaltig zu gestalten, ist , ist eine energieeffiziente Intralogistik ebenfalls ein wichtiger Faktor. Mit dem Einsatz des Monorail-Transportsystems von montratec steht eine nachhaltige Intralogistiklösung bereit: aufgrund des ökologisch verbrauchsoptimierten Betriebs und des vergleichsweise sehr geringen Stromverbrauch ist sie nicht nur umwelt- und ressourcenschonend, sondern trägt im vernetzten Materialflussmanagement der E-Mobilität deutlich zur Steigerung der Energieeffizienz, CO2 Einsparung und Kostenreduktion bei.