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.
- 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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