DigiTain - Digitalization for Sustainability - Teilvorhaben: Digitaler Produktpass eines HV‑Batteriesystems und Konzept eines digitalen Produktpasses für das Gesamtfahrzeug

Abstract

Die Produktentwicklung im Automobilbereich ist bislang stark durch technische und ökonomische Zielgrößen geprägt, während ökologische Aspekte häufig erst in späten Phasen berücksichtigt werden. Methoden der Ökobilanzierung (LCA) und des Product Carbon Footprint (PCF) existieren zwar, sind jedoch meist als Einzelstudien umgesetzt und nur begrenzt in digitale Entwicklungsprozesse integrierbar. Gleichzeitig fehlen standardisierte Ansätze zur durchgängigen Nutzung von Nachhaltigkeitsdaten entlang des Produktlebenszyklus sowie belastbare Konzepte für digitale Produktpässe. Vor dem Hintergrund steigender regulatorischer Anforderungen (z. B. Digitaler Batteriepass, EU-Ökodesign-Verordnung) und wachsender Transparenzanforderungen entlang der Lieferkette war es Ziel des Projekts DigiTain, digitale Methoden zu entwickeln, die eine frühzeitige und durchgängige Integration von Nachhaltigkeitsbewertungen in den Produktentstehungsprozess ermöglichen. Insbesondere sollten Konzepte für digitale Produktpässe sowie deren Einbindung in industrielle Datenökosysteme erarbeitet werden. Es wurden modulare, digitale LCA-Modelle für zentrale Fahrzeugkomponenten wie HV-Batteriesysteme, E-Achsen und Brennstoffzellensysteme entwickelt. Diese basierten auf standardisierten Methoden (ISO 14040/44/67) und wurden mit realen Entwicklungs- und Produktionsdaten verknüpft. Parallel erfolgte die Entwicklung einer IT-basierten Systemarchitektur zur Integration von Nachhaltigkeitsdaten in PLM-Systeme und digitale Produktpässe. Ergänzend wurden verschiedene Szenarien (Materialvarianten, Recyclingpfade, Nutzungsprofile) analysiert. Die Analysen zeigen, dass die Umweltwirkungen maßgeblich durch die Nutzung sowie energieintensive Komponenten, insbesondere Batteriezellen und Brennstoffzellen-Stacks, bestimmt werden. Materialvarianten einzelner Bauteile haben dagegen vergleichsweise geringere Effekte. Zudem konnte gezeigt werden, dass eine durchgängige, digitale Integration von LCA- und PCF-Daten in den Entwicklungsprozess technisch umsetzbar ist. Konzepte für digitale Produkt- und Werkstoffpässe wurden entwickelt und mit bestehenden Datenökosystemen verknüpft. Die Ergebnisse zeigen, dass Nachhaltigkeitskennzahlen als gleichwertige Entscheidungsparameter in frühen Entwicklungsphasen genutzt werden können. Digitale Produktpässe bieten dabei eine zentrale Grundlage zur Integration, Bereitstellung und Weitergabe von Umweltinformationen entlang der Wertschöpfungskette. Die entwickelten Methoden und Systeme ermöglichen eine skalierbare Umsetzung in industriellen Anwendungen und leisten einen wichtigen Beitrag zur Erfüllung zukünftiger regulatorischer Anforderungen sowie zur nachhaltigen Transformation der Automobilindustrie.