Batteriegehäuse: Forschung an Multimaterialkonzepten

Gewichts- und Kosteneinsparungspotenziale für verschiedene Multimaterial-Batteriegehäuse im Vergleich zum Aluminium-Referenzgehäuse. (Quelle: AZL Aachen)

Bisher werden Batteriegehäuse vor allem aus Aluminium hergestellt. Zusammen mit insgesamt 46 Industriepartnern erarbeitete das AZL Aachen verschiedene Multimaterial-Lösungen auf Basis von Kunststoffen für Batteriegehäuse in der Elektromobilität. Im Ergebnis konnten deutliche Einsparpotentiale beim Gewicht (maximal 36% weniger) und den Herstellkosten (maximal 20 % weniger) erzielt werden. Ein weiteres Projekt zur Entwicklung und Realisierung von Prototypen für Mitte 2022 ist in Plarnung.

Im Projekt wurden – basierend auf einer Marktanalyse von 44 existierenden Serienkomponenten und Konzepten und einer Übersicht über die verschiedenen Standards sowie Anforderungen auf nationaler, internationaler und OEM-Ebene – für ein Batteriegehäuse in fünf Teile definiert: die Gehäusewanne, die Bodenschutzplatte, den Crash-Rahmen, die Querbalken und den Gehäusedeckel. Die Anforderung an die Multimaterial-Lösung war, mindestens gleiche mechanische Kennwerte zu erreichen. So sollten beispielsweise mindestens gleiche Steifigkeiten, Sicherheiten bei seitlichem Aufprall, EMI-Abschirmung sowie Flammschutz vorhanden sein.

Florian Meyer, Audi (Quelle: AZL Aachen)

„Batteriegehäuse sind eine Schlüsselkomponente in E-Fahrzeugen. Im gemeinsamen Projekt wurden die anspruchsvollen Anforderungen vom AZL umfassend untersucht und Konzepte erarbeitet, wie durch Kunststoff-basierte Multi-Material-Lösungen Gewicht und Kosten gegenüber Status-quo-Lösungen aus Metallen eingespart werden können.“
Dr.-Ing. Florian Meyer, Projektmanagementpate seitens der Technischen Entwicklung der Audi AG.

Allerdings ergaben sich im Projektverlauf zwei weitere wichtige Kernthemen: Bodenaufprallschutz und Feuerbeständigkeit. Diese beiden Aspekte werden in Folgeprojekten gesondert behandelt werden – Start dieser Projekte ist am 26. Januar.

Während sich Folgeprojekt 1 mit einer anwendungsbezogenen Testmethode und der Untersuchung der Sicherheit verschiedener Materialkombinationen für den Bodenaufprallschutz beschäftigt, steht in Folgeprojekt 2 die Flammresistenz verschiedener Materialien und Materialkombinationen im Vordergrund. Ziel ist es Prüfverfahren zu entwickeln, die es erlauben, die Aufprall-/Feuerbeständigkeit auf Materialebene unter Berücksichtigung der spezifischen Anforderungen an ein Batteriegehäuse im Vergleich zu Standardmaterialien zu untersuchen.

Warden Schijve (Quelle: AZL Aachen)

„Neben individuellen Entwicklungsprojekten starten am 26. Januar 2022 zwei Folgeaktivitäten in dem Format der gemeinschaftlich finanzierten Joint Partner Projects und laden hierzu auch neue Firmen als Teilnehmer ein.“
Warden Schijve, Projektleiter, AZL Aachen

Bild oben: Multimaterial-Lösungen eröffnen hohes Potential zur Kosten- und Gewichtsersparnis für Batterie-Gehäuse


Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung, Springer Professional

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