Durch die Verbrennung fossiler Kraftstoffe und die daraus resultierende Emission von Kohlenstoffdioxid (CO2) trägt der Verkehrssektor maßgeblich zur Erschöpfung der Ressourcen und zum globalen Klimawandel bei. Infolgedessen zielen staatliche Regelungen auf die Reduzierung der CO2-Emissionen des Verkehrssektors ab, wodurch auch die Automobilindustrie vor neue Herausforderungen gestellt wird. Zur Erfüllung dieser Anforderungen wird der Übergang von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (ICEV) hin zu alternativen Antriebstechnologien wie Batterie-Elektrofahrzeugen (BEV) oder Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (FCEV) diskutiert. Diese alternativen Antriebstechnologien benötigen für die Energiebereitstellung eine Traktionsbatterie, welche zum aktuellen Zeitpunkt als Lithium-Ionen-Batterie ausgeführt ist. Zur Produktion dieser Traktionsbatterien werden begrenzt verfügbare und wertvolle Ressourcen (z. B. Kobalt, Nickel, Lithium) benötigt, sodass die Politik Maßnahmen zur Förderung des Batterierecylings veranlasst, um langfristig eine zirkuläre Produktion von Traktionsbatterien zu ermöglichen. Die zirkuläre Produktion ist durch eine Kreislaufführung von Materialien aus Altbatterien sowie durch neue Rohmaterialien charakterisiert, um neue Batterien herzustellen und den Primärbedarf für neue elektrische Fahrzeuge (EV) zu decken.
Ziel dieser Arbeit ist die aktivitätsanalytische Modellierung der zirkulären Produktion von Traktionsbatterien elektrischer Fahrzeuge zur Bestimmung einer optimalen Kapazitätsaufbaustrategie in einem Produktions-Recycling-Netzwerk. Hierbei soll insbesondere auf unterschiedliche Technologien, Parameter von Maschinen und Anlagen (inklusive Investitions- und Kostenstruktur) sowie mögliche Kostendegressionseffekte eingegangen werden.
Für die erfolgreiche Bearbeitung des Themas werden sowohl Erfahrungen mit der aktivitätsanalytischen Modellierung als auch Erfahrungen mit Methoden des Operations Research (Optimierungsmodelle, Gurobi, Python, etc.) empfohlen.
Bei Interesse melden Sie sich bitte bei Raphael Ginster.