販売される電気自動車の数が増加しており、その結果、電気モーターの生産量も増加しています。これらの電気モーターは耐用年数が終わると細断され、リサイクルされます。個々のコンポーネントとアセンブリを再利用することはできません。これまでのところ、現代の循環経済の一環として電気モーターを再製造およびリサイクルするための持続可能な価値保持戦略が不足していました。

REASSERT プロジェクトでは、フラウンホーファー製造エンジニアリング・オートメーション研究所 IPA の研究者が業界パートナーと協力して、修理、再製造、再利用のためのさまざまなコンセプトを追求しています。電気モーター循環経済のための新しいデザインも。

パワートレインの電動化は着実に進んでいます。使用される電動モーターには銅などの貴重な原材料が含まれています。希土類金属中国が準独占を保持しており、電流では回収できないネオジムのようなものリサイクルメソッド。したがって、モーターの使用段階を延長することがますます重要になります。さらに、使用される原材料は、内燃機関と比較して二酸化炭素排出量が大きくなります。このため、これらのモーターの使用期間を延長することが重要です。

「革新的な価値保持戦略は、持続可能性の観点から排出量削減に大きな可能性をもたらします」と、バイロイトのフラウンホーファー製造エンジニアリング・オートメーション研究所 IPA の科学者、ジュリアン・グローエ・エルドマン氏は述べています。REASSERT プロジェクトの一環として、研究者らはシェフラー (コンソーシアム リーダー)、カールスルーエ工科大学、BRIGHT Testing GmbH、iFAKT GmbH、Riebesam GmbH & Co. KG と協力して、電気モーターを再製造し車両で再利用するための革新的な方法を開発しています。

彼らは、再利用、修理、再製造、原材料のリサイクルといった価値保持戦略に重点を置いています。これらは循環経済にとって重要な要素であり、天然資源の消費量を削減し、廃棄物を最小限に抑えることができます。

環境負荷の低減

現在、原材料のリサイクルが価値保持戦略として確立されています。手動または自動のリサイクル方法を通じて、特に銅やアルミニウムなどの材料が回収されます。この目的のために、電気トラクションモーターは分解され、細断され、個々の材料部分に分類され、溶解されます。ただし、リサイクル素材、多くの場合汚染されており、モーター用途には使用できなくなり、個々のコンポーネントやアセンブリが破壊されます。したがって、原材料のリサイクルはリサイクルの最後の手段としてのみ選択されるべきであり、再利用、修理、再製造、材料リサイクルなどの高品質の価値維持戦略に置き換えられるべきです。

「私たちは、原材料の輸入への依存を排除​​し、原材料の抽出を最小限に抑えるために、貴重な資源を再利用する閉ループシステムを確立したいと考えています」とグローエ・エルドマン氏は説明します。プロジェクトパートナーは、再利用を二次使用のためにエンジン全体を再利用すること、修理を欠陥のあるコンポーネントやアセンブリの交換として定義しています。「再製造」では、すべてのコンポーネントが分解され、洗浄され、再調整され、再組み立てされます。

「これらの戦略により、原材料レアアース、銅などが必要ですが、おそらく次の目的でのみ必要です。スペアパーツ」と研究者は詳しく説明します。原料リサイクルの場合、プロジェクトパートナーはモーターを分解し、細断する前に個々の材料を分別することを計画しています。プロジェクトパートナーは、乗用車部門のリファレンスモーターを使用して、価値保持戦略を分析し、選択する必要があります。特定のアプリケーションで使用されます。

受入検査から最終検査までのプロセスチェーンの構築

このプロジェクトには、モーターの分類のための入荷検査から分解、消磁、洗浄、コンポーネントの診断と再製造、そして再組み立てと最終製品に至るまで、各ステップに独自のデモンストレーターとテスト装置を備えた完全なプロセスの確立が含まれます。ラインテストでは、モーターの機能が評価されます。

「たとえば、このプロセスでは、軽度の磨耗のあるモーター ハウジングが再利用のために分類され、必要に応じて、機能を確保するために機械加工プロセスを使用して再調整される可能性があります。選択した価値維持戦略に応じて、さまざまなプロセス ステップとチェーンが関与するため、修復にかかる労力は異なる場合があります」とエンジニアは説明します。

その課題の一つとして、モーターの磁性材料を分解して再利用することが挙げられます。「ローターが付いている」永久磁石磁石のコーティングと接着により、手作業での分解プロセスでも部品に分解するのは困難です。ここでの目標は、非破壊的な分解方法を確立することです。」

AI 意思決定ツールは価値維持戦略の選択に役立ちます

プロジェクトの一部として開発された AI ツールは、特定のアプリケーションに最適な価値保持戦略を選択するのに役立ちます。デジタルツインに保存されている製品および電気モーターのプロセスデータにアクセスできます。

このプロジェクトで収集された知識は、新しい電気モーターの設計に使用されることを目的としています。目標はプロトタイプの開発ですモーター簡単に分解でき、前述の 4 つの価値維持戦略を簡単に適用できる循環経済のためのものです。引用