Projekt DigiTain

Im Projekt »DigiTain« forschten Wissenschaft und Industrie an innovativen Ansätzen, damit neue Fahrzeuge in Zukunft komplett digital entwickelt und zertifiziert werden können. Die neuen Methoden wurden praxisnah an einem Technologieträger validiert.

April 2026. Die Entwicklung von Fahrzeugen – und besonders Antriebssystemen – steht vor einem grundlegenden Wandel. Standen in der Vergangenheit vor allem Performance-Werte wie die Fahrdynamik, aber auch sicherheitsrelevante und wirtschaftliche Kriterien im Fokus, rücken heute auch ökologische Aspekte zunehmend in den Vordergrund. Politik, Gesellschaft und Industrie fordern gleichermaßen sichere, leistungsfähige und kosteneffiziente Fahrzeuge. Gleichzeitig sollen sie auch umweltfreundlich und ressourcenschonend sein.

Doch wie lässt sich diese Forderung in der Praxis umsetzen?

Im dreijährigen Forschungsprojekt »DigiTain«, das im März 2026 endete, arbeiteten Forschende und Industriepartner daran, die Prozesse der Fahrzeugentwicklung neu zu denken – von der Entwicklung bis zur Zertifizierung. Im Mittelpunkt standen digitale Methoden, die es ermöglichen, ökologische, technische und wirtschaftliche Anforderungen bereits früh im Entwicklungsprozess zu berücksichtigen.

Das Team testete die entwickelten Methoden an einem Technologieträger, der ein Brennstoffzellenaggregat mit einem Hochvolt-Batteriesystem (HV-Batterie) kombiniert. Das Fraunhofer EMI brachte sich in den Teilprojekten »Nachhaltigkeit«, »Wasserstofftanksystem«, »HV-Batteriesystem«, sowie »Digitale Methoden und Modelle« ein.

Teilprojekt »Nachhaltigkeit«: Neuer Ansatz für nachhaltige Fahrzeugentwicklung (NEP):

Traditionell erfolgt die ökologische Bewertung eines Fahrzeugserst in einer späten Phase der Produktentwicklung. Das bedeutet, dass Umweltaspekte erst dann berücksichtigt werden, wenn die grundlegenden technischen Entscheidungen bereits getroffen sind. Dieses Vorgehen ist jedoch nicht mehr zeitgemäß, da es ineffizient ist und meist zu suboptimalen, wenig nachhaltigen Lösungen führt.

Gleichzeitig fehlt es an geeigneten digitalen Prozessen, Methoden und Werkzeugen, um ökologische Aspekte von Anfang an in die Fahrzeugentwicklung zu integrieren. Hier setzt DigiTain an: Ziel des Projektes war es, digitale Prozesse, Methoden und Modelle zu entwickeln, die eine ganzheitliche und nachhaltige Fahrzeug- und Antriebsentwicklung von Anfang an ermöglichen. Ein zentraler Bestandteil war dabei der sogenannte nachhaltigkeitsorientierte Entwicklungsprozess (NEP). Dieser Ansatz stellt sicher, dass ökologische und wirtschaftliche Aspekte während des gesamten Entwicklungsprozesses berücksichtigt werden – von der ersten Konzeptphase bis hin zur finalen Zertifizierung.

Teilprojekt »Wasserstofftanksystem«: Nachhaltig durch Recycling

Der im Projekt entwickelte Technologieträger kombiniert ein Brennstoffzellenaggregat mit einem Hochvolt-Batteriesystem. Ein relevantes Bauteil ist der Wasserstoff-Hochdruckspeicher aus Hochleistungs- Carbonfasern, die mit einem Epoxidharz imprägniert und um einen Kunststoffkern gewickelt wurden. Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) sind ideal, da sie extrem fest sind und somit den hohen Drücken von etwa 700 Bar standhalten. Ihr Nachteil ist jedoch die energieintensive Herstellung, zudem gehen beim Recycling wichtige Materialeigenschaften verloren.

Das Fraunhofer EMI entwickelte ein laserbasiertes Verfahren zur Rückgewinnung der Fasern. Dabei zersetzt eine laserunterstützte Pyrolyse den Kunststoffanteil des Komposit-Werkstoffs, während die Carbonfasern kontinuierlich und schädigungslos abgewickelt und somit wiederverwendet werden können.

Teilprojekt »HV-Batteriesystem«: Sicherheit elektrischer Energiespeicher

Sichere Batterien gewinnen angesichts der steigenden Anzahl von Elektrofahrzeugen im deutschen und europäischen Verkehr zunehmend an Bedeutung.

Im Teilprojekt »HV-Batteriesystem« (Hochvolt-Batteriesystem) entwickelte das Fraunhofer EMI neue Testmethoden, mit denen sich Fahrzeugbatterien präzise charakterisieren und absichern lassen. Die dabei gewonnenen Daten flossen in verbesserte Simulationsmodelle ein, die eine zuverlässigere Auslegung und Sicherheitsbewertung von Batteriesystemen ermöglichen. Mit diesen Methoden lassen sich zukünftige Fahrzeuggenerationen schneller und sicherer entwickeln.