Abschlussbericht - öffentlich

Das iBMS-Projekt zielte darauf ab, ein intelligentes Batterie-Management-System zu entwickeln, das die Zustandsparameter von Hochvoltbatterien in Echtzeit präzise erfasst. Dabei wurden innovative Kl-Algorithmen zur Bestimmung von Lade- und Alterungszuständen (SOC und SOH) implementiert. Ergänzend dazu wurde ein Digitaler Zwilling entwickelt, der physikalische Modelle mit aktuellen Betriebsdaten koppelt. Durch diese hybride Methodik konnten sowohl kurzfristige Zustandsänderungen als auch langfristige Alterungsprozesse genau prognostiziert werden. Moderne Messtechnik und umfangreiche Versuchsreihen lieferten die notwendige Datengrundlage für die Entwicklung und Validierung der Modelle. Die Ergebnisse wurden in einem Fahrzeugdemonstrator unter realen Bedingungen erfolgreich getestet. Die Zusammenarbeit zwischen ElringKlinger, Huber Automotive, Fraunhofer IPA und dem Institut für Photovoltaik war dabei von zentraler Bedeutung. Das Projekt trägt wesentlich zur Optimierung der Batterielebensdauer und zur Steigerung der Energieeffizienz bei. Zudem unterstützt es die Reduktion von CO2-Emissionen durch eine bessere Nutzung von Batteriekapazitäten in Elektrofahrzeugen. Insgesamt stellt iBMS einen wichtigen Schritt in Richtung innovativer, ressourceneffizienter Batterietechnologien dar.The iBMS project aimed to develop an intelligent battery management system that precisely records the status parameters of high-voltage batteries in real time. Innovative Al algorithms for the determination of charge and aging states (SOC and SOH) were implemented. In addition, a digital twin was developed that couples physical models with current operating data. This hybrid methodology made it possible to accurately predict both short-term changes in condition and long-term aging processes. Modern measurement technology and extensive test series provided the necessary data basis for the development and validation of the models. The results were successfully tested in a vehicle demonstrator under real conditions. The cooperation between ElringKlinger, Huber Automotive, Fraunhofer IPA and the Institute of Photovoltaics was of central importance in this context. The project makes a significant contribution to optimising battery life and increasing energy efficiency. It also supports the reduction of CO2 emissions through better use of battery capacities in electric vehicles. Overall, iBMS represents an important step towards innovative, resource-efficient battery technologies

IHATEC II individueller Schlussbericht

Die alternde Infrastruktur der See- und Binnenhäfen muss an die modernen Schiffsantriebe angepasst werden. Diese werden laufend optimiert, was zu einer großen Belastung der Hafenanlagen und somit zu erhöhten Investitionskosten führt. Ziel des geplanten Vorhabens ist es, nachhaltige Bemessungsgrundlagen für die Hafenplanung zu schaffen, indem neue Ansätze zur genaueren Erfassung der Interaktion zwischen Schiff und Hafenanlage entwickelt werden. Dazu zählen auch die Bestimmung der Propellerstrahlausbreitung und die damit verbundenen Erosionsprozesse. Dafür wurden zur Analyse der Kolkbildung Peilungen des Bemessungsanlegers ausgewertet. Zudem entstand eine Schiffsdatenbank mit relevanten schiffs- und antriebsspezifischen Parametern, die für die Berechnung des Propellerstrahls, der daraus resultierenden Kolke sowie für die Dimensionierung von Sicherungssystemen notwendig sind. Ergänzend wurden Schiffsmanöver systematisch protokolliert und ausgewertet. Abschließend wurde ein Berechnungstool entwickelt, das sowohl die Schiffsdatenbank integriert als auch die neu entwickelten Formelwerke des Leichtweiß-Institut nutzt.The aging infrastructure of seaports and inland ports must be adapted to modern ship propulsion systems. These systems are constantly being developed further and growing in size and power, which places a heavy burden pn port facilities an thus increases investment costs. The aim of the project was to create sustainable design principles for port planning by developing new approaches to more accurately capture the interaction between ships and port facilities. This included determining propeller jet spread of the ever-growing ships and the associated erosion phenomena. To analyze scour formation, soundings from the design pier were evaluated. A ship database was also created containing relevent ship an propulsion speciific parameters necessary for calculating the propeller slipstream, the resulting scour and for dimensioning safety systems. Additionally, ship maneuvers were systematically recorded and analyzed. Finally, a calculation tool was developed that integrates voth the ship database and the newly developed formulas from the Leichtweiß Institute

Schlussbericht zum wissenschaftlichen Querschnittsprojekt "ReQ+“ zur BMFTR-Fördermaßnahme "Ressourceneffiziente Stadtquartiere für die Zukunft (RES:Z)“

Die Fördermaßnahme "Ressourceneffiziente Stadtquartiere für die Zukunft“ des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) stand in engem Bezug zu den Zielen der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie und der Umsetzung der Sustainable Development Goals. Die Fördermaßnahme adressierte zentrale Herausforderungen urbaner Räume durch die Erarbeitung von Konzepten für den ressourceneffizienten Umgang mit Wasser, Fläche, Stoffströmen, Energie und Stadtgrün. Vor diesem Hintergrund verfolgte das wissenschaftliche Querschnittsprojekt ReQ+ im Rahmen der Fördermaßnahme "Ressourceneffiziente Stadtquartiere für die Zukunft (RES:Z)“ das Ziel, die Verbundprojekte intern sowie extern zu vernetzen, Synergien zu identifizieren und die Analyse und Synthese der Forschungsergebnisse sicherzustellen. Darüber hinaus hatte ReQ+ die Aufgabe, den Wissenstransfer in die kommunale Praxis zu fördern, u.a. durch Anwenderworkshops, ein Schulungsmodul und eine kontinuierliche Kommunikation der Entwicklungen und Ergebnisse über Social Media sowie die Webseite der Fördermaßnahme

Eine psychologische Analyse

Der Anteil der ab 65-Jährigen an allen im Straßenverkehr mit dem Fahrrad Verunglückten betrug 16,1 % im Jahr 2022. Der entsprechende Anteil getöteter Radfahrer lag mit 56,4 % wesentlich höher. Damit ist diese Altersgruppe, deren Bevölkerungsanteil 21,1 % beträgt, in der amtlichen Unfallstatistik zu den getöteten Radfahrern deutlich überrepräsentiert. Die fortschreitende demografische Entwicklung und gesamtgesellschaftliche Trends werden zu einer häufigeren Nutzung des Fahrrads in dieser Zielgruppe beitragen. Im Zuge dieser Entwicklung besteht die wichtige Aufgabe, die Verkehrssicherheit von Rad fahrenden Seniorinnen und Senioren zu erhalten und zu verbessern. Das betrifft auch diejenigen Älteren, die ein Fahrrad mit Elektroantrieb nutzen. Die vorliegende SENIORRIDE-Studie untersucht die psychologischen Aspekte des Radfahrens älterer Menschen. Sie orientiert sich inhaltlich und methodisch an den beiden BASt- Vorgängerstudien SENIORLIFE und SENIORWALK, die die älteren Autofahrer und die älteren Fußgänger zum Thema hatten. Grundlegend für die SENIORRIDE-Studie ist eine Repräsentativbefragung (N = 2.031) in der Zielgruppe der ab 65-Jährigen. Zielsetzung dieser Studie ist es, theoriegeleitet die Zusammenhänge zwischen den unterschiedlichen Personenmerkmalen und dem Fahrradfahren detailliert zu untersuchen. Neben einer Darstellung deskriptiver Ergebnisse erfolgt eine detaillierte Beschreibung von sieben identifizierten Radfahrertypen. In dieser Beschreibung gehen neben der Einstellung zum Radfahren auch soziodemografische Merkmale sowie verkehrsbezogene (z. B. Radfahrgewohnheit) und verkehrssicherheitsrelevante Merkmale (z. B. Handlungskompetenzerwartung) ein. Die sieben Radfahrertypen unterscheiden sich signifikant im Hinblick auf eine Reihe dieser Merkmale, jedoch nicht in der Unfallbeteiligung als Radfahrende. Die Relevanz der theoretischen Modelle zur Erklärung des gewohnheitsmäßigen Radfahrens, des zukünftigen Radfahrens, der Unfallbeteiligung und der Häufigkeit berichteter Verstöße wurde im Rahmen von Pfadanalysen bestätigt. Die Ergebnisse bestätigen auch die Bildung von Radfahrertypen über die Einstellung zum Radfahren. Das zukünftige Radfahren wird am besten durch die Gewohnheit des Radfahrens vorhergesagt und durch die Einstellung zum Radfahren. Den stärksten Einfluss auf das gewohnheitsmäßige Radfahren hat die Einstellung zum Radfahren. Relevante Einflussfaktoren auf die Gewohnheit des Radfahrens und auf das zukünftige Radfahren sind außerdem die Einschätzung der Gesundheit und die Wahrnehmung von Leistungsdefiziten. Den stärksten Einfluss auf das schnelle Radfahren hat die Erwartung der Radfahrer, sicher Radfahren zu können. Das Begehen von Verstößen wird am besten durch die Erwartung, sicher Radfahren zu können, sowie durch die Gewohnheit, schnell zu fahren, erklärt. Basierend auf den Ergebnissen werden Maßnahmen für ältere Radfahrer und Radfahrerinnen insgesamt oder auch für bestimmte Radfahrertypen im Hinblick auf eine Verbesserung der Sicherheit sowie auf eine Anpassung der persönlichen Mobilitätsstrategie empfohlen, die sich im Wesentlichen auf eine gezielte Sicherheitskommunikation beziehen. Darüber hinaus ergeben sich aus den vorliegenden Ergebnissen auch Hinweise für weitere Maßnahmen, mit denen die Sicherheit und Attraktivität des Radfahrens von Seniorinnen und Senioren erhöht werden könnte. Datei-Upload durch TIBThe proportion of people aged 65 and older in all road traffic accidents involving cyclists was 16.1% in 2022. The corresponding proportion of cyclists killed was significantly higher at 56.4%. This means that this age group, which accounts for 21.1% of the population, is significantly overrepresented in the official accident statistics for cyclists killed. The ongoing demographic development and overall so-cial trends will contribute to more frequent use of the bicycle in this age group. In the course of this development, it is important to maintain and improve the road safety of senior citizens who cycle. This also applies to older people who use a pedal-assist electric bicycle. This SENIORRIDE study examines the psychological aspects of cycling among older people. In terms of content and methodology, it is based on the two BASt predecessor studies SENIORLIFE and SENIORWALK, which focused on older car drivers and older pedestrians. The SENIORRIDE study is based on a representative survey (N= 2,031) of the 65+ target group. The aim of this study is to examine in detail the correlations between the various personal characteristics and cycling using a theory-driven approach. In addition to a presentation of descriptive results, a detailed description of seven identified cyclist types is provided. The cyclist types are based on attitudes towards cycling, socio-demographic characteristics as well as traffic-related (e.g. cy-cling habit) and traffic safety-related characteristics (e.g. expected ability to act). The seven cyclist types differ significantly with regard to a number of these characteristics, but not in terms of accident involvement as cyclists. The relevance of the theoretical models for explaining habitual cycling, future cycling, accident involvement and the frequency of reported violations was confirmed in path analyses. The results also confirm the formation of cyclist types via attitudes towards cycling. Future cycling is best predicted by the habit of cycling and by the attitude towards cycling. Attitudes towards cycling have the strongest influence on habitual cycling. Other relevant factors influencing the habit of cycling and future cycling are the assessment of health and the perception of performance deficits. The strongest influence on fast cycling is the cyclist's expectation of being able to cycle safely. The expectation of being able to cycle safely and the habit of cycling fast are the best explanations for committing violations. Based on the results, measures are recommended for older cyclists as a whole or for certain types of cyclists with a view to improving safety and adapting personal mobility strategies, which essentially relate to targeted safety communication. In addition, the results also provide indications of further measures that could be taken to increase the safety and attractiveness of cycling for senior citizens

Schlussbericht "Transferstruktur Bildungsmanagement in Großstädten", später: Transferagentur für Großstädte (TAG)

Die Transferagentur für Großstädte (TAG) entstand im Rahmen der „Transferinitiative kommunales Bildungsmanagement“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Ziel war es, Kommunen mit über 250.000 Einwohner:innen sowie die Berliner Bezirke beim Aufbau und der Weiterentwicklung eines datenbasierten kommunalen Bildungsmanagements (DKBM) zu unterstützen. Grundlage bildeten erprobte Verfahren und Modelle aus dem Programm „Lernen vor Ort“, die an lokale Bedarfe angepasst und durch Beratung sowie interkommunalen Austausch begleitet wurden. Im Schlussbericht wird die Planung und Durchführung des Programms beschrieben. Außerdem werden auf verschiedene Punkte wie die Zusammenarbeit mit anderen Stellen, die Aufgabenstellung und verwendete Fachliteratur eingegangen

Abschlussbericht

Im Projekt „Porenstrukturabhängiger Wärme- und Stofftransport textiler Flächengebilde“ wurden Methoden entwickelt, die es erlauben, aus der Kenntnis des strukturellen Ausbaus von gestrickten Textilien den Transport von Flüssigkeiten und Gasen vorherzusagen. Der Fokus liegt auf Single-Jersey Gestricken, deren Transporteigenschaften entscheidend von den Poren im Garn und der Maschenstruktur sowie deren Wechselwirkungen bestimmt werden. Die Porenstruktur entsteht entlang der textilen Prozesskette von der Faser über das Garn bis zur gestrickten Fläche und kann durch Garnwahl und Strickbindung gezielt gestaltet werden [2, 1]. Im Projekt wurden mehrere neuartige methodische Ansätze entwickelt: Ein Porenmodell für Gestricke, das die bimodale Porengrößenverteilung beschreibt und auf CT-Scans validiert wurde, ermöglicht die Vorhersage der Strukturporen allein aus Garn- und Maschenparametern [2]. Ein strukturparametriertes Modell zur Flüssigkeitsaufnahme im Garn (Dochteffekt) erlaubt erstmals eine Vorhersage basierend ausschließlich auf Porosität und Faserdurchmesser. Die Ergebnisse wurden experimentell validiert und ausführlich in [7] veröffentlicht. Für den Gastransport senkrecht zur Fläche wurde ein neuer Workflow entwickelt, der die effektiven Transporteigenschaften (Permeabilität, Diffusivität) aus Maschen- und Garnparametern prädiziert [8, 9]. Die Trocknung von textilen Materialien konnte mit einem neuartigen Phasenfeldmodell simuliert werden, das gemeinsam mit der RWTH Aachen experimentell validiert wurde [10, 1, 11]. Zur Untersuchung der Interaktion von Kapillartransport und Trocknung in der Gestrickten Fläche wurde ein neuer Versuchsaufbau entwickelt, in dem der Einfluss verschiedener Strukturparameter demonstriert wurden [1]. Die Ergebnisse zeigen, dass durch gezielte Variation der Porenstruktur die Transportmechanismen gesteuert werden können: große Maschen verlängern Transportwege, kleine Strukturporen ermöglichen schnellen Kapillartransport, und Gradienten in der Porengröße fördern Capillary Pumping, wodurch Trocknungsfronten gezielt beeinflusst werden können. Insgesamt liefert die systematische Kombination aus Experiment, Modellierung und Simulation robuste Vorhersagen von Gas- und Flüssigkeitstransport sowie Trocknung in Textilien am Beispiel der Gestricke. Die Arbeit stellt nicht nur einen methodischen Fortschritt dar, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten für die Entwicklung funktionaler Monomaterialien mit lokal optimierten Transporteigenschaften, beispielsweise für den Einsatz in Brennstoffzellen oder Hygieneprodukte.In the project ‘Pore-structure-dependent Heat and Mass Transport in Textile Fabrics’, methods were developed that allow to predict the transport rates of liquids and gases from the geometrical structure of knitted textiles. The focus is on single-jersey fabrics, whose transport properties are critically determined by the pores in the yarn and the stitch structure, as well as their interactions. The pore structure develops along the textile production chain, from fiber through yarn to the knitted fabric, and can be purposefully tailored through yarn selection and stitch design [2, 1]. Methodologically, several novel approaches were developed: A pore model for knitted fabrics, describing the bimodal pore size distribution and validated using CT scans, enables the prediction of structural pores solely from yarn and stitch parameters [2]. A structure-parameterized model for liquid uptake in yarns (capillary effect) allows, for the first time, predictions based exclusively on porosity and fiber diameter. The results were experimentally validated and are detailed in [7]. For gas transport perpendicular to the fabric, a new workflow was developed that predicts effective transport properties (permeability, diffusivity) from yarn and stitch parameters [8, 9]. The drying of textile materials was simulated using a novel phase-field model, which was experimentally validated in collaboration with RWTH Aachen [10, 1, 11]. To investigate the interaction of capillary transport and drying in the knitted surface, a new test setup was developed in which the influence of various structural parameters was demonstrated [1]. The results demonstrate that targeted variation of the pore structure can control transport mechanisms: large stitches extend transport paths, small structural pores enable rapid capillary transport, and pore size gradients promote capillary pumping, allowing precise control of drying fronts. Overall, the systematic combination of experiments, modeling, and simulation provides robust predictions of gas and liquid transport as well as drying behavior. This work represents not only a methodological advance but also opens new opportunities for the development of functional monomaterials with locally optimized transport properties, for example in fuel cells or hygiene products

Sachbericht

Schlussbericht Herstellung eines Granulats zur Speicherung von Wasser für den Gartenbau aus Baureststoffe