Die grundlegenden Anforderungen an das Batteriegehäuse in der Elektromobilität sind neben dem Wärmemanagement ein niedriges Gewicht und eine hohe Crashsicherheit. Durch das Kombinieren von Aluminium­schaum und kohlen­stoff­faserbasiertem Sheet Molding Compound (C-SMC) in einem Bau­teil ist im Projekt SafeEBat beides gelungen: Leichtbau und Sicherheit. Die Her­stellung selbst erfolgt in einem ein­zigen Umform­schritt, so die Entwicklungspartner RISE Department Polymer, Fiber and Composite in Schweden, Fraunhofer IWU, FiberCheck und AP&T

„Batterie­gehäuse werden heute aus Stahl, Aluminium, SMC-Materialien oder sogar aus einer Kombination ver­schiedener Materialien gefertigt, um den Anforderungen an Kosten, Leicht­bau und Sicher­heit gerecht zu werden.“
Dr. Michael Machhammer, Manager of Development for Forming Processes & Tooling bei AP&T

Mit dieser Lösung konnte im Ver­gleich zu einem Batterie­gehäuse aus Stahl, das mittels Blech­umformung her­gestellt wurde und als Referenz diente, das Gewicht um 18 Prozent reduziert werden.

Die Simulations­ergebnisse zeigten zudem, dass die Crash­sicherheit erheblich ver­bessert wurde: Bei einem Seiten­aufprall wurde die Material­verformung um 75 % reduziert. Bei der Simulation des Poller­tests (Aufprall von unten) konnte eine Ver­besserung von etwa 30 Prozent fest­gestellt werden.

Das gesamte Bau­teil wird in einem ein­zigen Schritt gefertigt. C-SMC-Material wird zusammen mit speziellen gestickten Sensoren auf das Aluminium­schaum-Verbund­material aufgebracht. Um anschließend eine hohe Genauig­keit bei der Um­formung zu erreichen, empfehlen die Entwicklungspartner das Verwenden einer servo­hydraulischen Presse und eines speziellen Werk­zeugs. Die integrierten Sensoren können Temperatur, Luft­feuchtig­keit und ver­schiedene andere Parameter inner­halb des Akkupacks messen, um zu Kapazität und Lebens­dauer der Akkuzellen Rückschlüsse ziehen zu können.

Aufgaben der Partner im Projekt SafeEBat

  • AP&T hat das Werk­zeug ent­worfen und her­gestellt.
  • Demonstrations­bauteil wurde von RISE mit einer von AP&T her­gestellten servo­hydraulischen Presse gefertigt.
  • RISE hat das Demonstrations­bauteil in seiner Test­anlage im schwedischen Piteå her­gestellt.
  • Das Fraunhofer IWU hat das Bau­teil konstruiert und die Simulationen durch­geführt.
  • FiberCheck ent­warf und fertigte die Sensoren, die während des One-Shot-Press­formens in die C-SMC/Aluminium­schaum-Hybrid­struktur integriert wurden.
  • Vinnova, die schwedische Innovations­agentur, trug zur Finanzierung bei.

Bild oben: Durch die Kombination von Aluminium­schaum und kohlen­stoff­faserbasiertem Sheet Molding Compound (C-SMC) in ein und dem­selben Bau­teil ist es gelungen, das Gewicht zu reduzieren und die Crash­sicherheit zu erhöhen. Die Her­stellung selbst erfolgt in einem ein­zigen Umform­schritt. (Quelle: AP&T)


Quelle und weitere Infos: Pressemitteilung

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