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(c) AZL. Vergleich Batteriegehäuse in Modul-Bauweise und „Cell-to-Pack“-Bauweise.
Vergleich Batteriegehäuse in Modul-Bauweise und „Cell-to-Pack“-Bauweise
02.09.2022

AZL: Kunststoffbasierte Multimateriallösungen für Cell-to-Pack-Batteriegehäuse

Die Zukunft der E-Mobilität wird insbesondere von sicheren Batteriegehäusen mitbestimmt. Wenn Batterien für Elektrofahrzeuge immer leistungsfähiger werden, spielt die höhere volumetrische Energiedichte eine entscheidende Rolle. Soll in weniger Bauraum mehr Energie gespeichert werden, sind neue Material- und Designlösungen gefragt. Und die Entwicklung passender Gehäuse aus hochsicheren und hochstabilen Leichtbaumaterialien. Am Aachener Zentrum für integrativen Leichtbau (AZL) startet im Oktober 2022 ein Projekt zu Cell-to-Pack-Batteriegehäusen für batterieelektrische Fahrzeuge.

Die Zukunft der E-Mobilität wird insbesondere von sicheren Batteriegehäusen mitbestimmt. Wenn Batterien für Elektrofahrzeuge immer leistungsfähiger werden, spielt die höhere volumetrische Energiedichte eine entscheidende Rolle. Soll in weniger Bauraum mehr Energie gespeichert werden, sind neue Material- und Designlösungen gefragt. Und die Entwicklung passender Gehäuse aus hochsicheren und hochstabilen Leichtbaumaterialien. Am Aachener Zentrum für integrativen Leichtbau (AZL) startet im Oktober 2022 ein Projekt zu Cell-to-Pack-Batteriegehäusen für batterieelektrische Fahrzeuge.

Der Aufbau von Batteriegehäusen ist entscheidend für die Sicherheit, Kapazität, Leistung und Wirtschaftlichkeit. Im Cell-to-Pack-Projekt wird die Entwicklung von Konzepten für Bauteile und deren Produktion auf Basis verschiedener Materialien und Konstruktionstechniken vorangetrieben. Die Konzepte werden in Bezug auf Leistung, Gewicht und Produktionskosten verglichen, so dass für OEM, Produzenten und deren Zulieferer in der gesamten Wertschöpfungskette von Batteriefahrzeugen neues Know-how entsteht. Unternehmen sind eingeladen, sich an diesem neuen, branchenübergreifenden Projekt zu beteiligen, um Batteriegehäusekonzepte für die vielversprechende und zukunftssichere Cell-to-Pack-Technologie zu entwickeln.

Basis für das Projekt ist die Leichtbau-Kompetenz der AZL-Experten, die sie bereits in früheren Projekten für Multimateriallösungen bei modul-basierten Batteriegehäusen gezeigt haben. Gemeinsam mit 46 Industriepartnern, darunter unter anderem Audi, Asahi Kasei, Covestro, DSM, EconCore, Faurecia, Hutchinson, Johns Manville, Magna, Marelli and Teijin, wurden 20 verschiedene Multimaterialkonzepte hinsichtlich Gewicht und Kosten optimiert und mit einem Referenzbauteil aus Aluminium verglichen. Alle Produktionsschritte wurden im Detail modelliert, um zuverlässige Kostenschätzungen für jede Variante zu erhalten. Es konnten je nach Konzept 20 % Gewichts- bzw. 36 % Kosteneinsparpotenzial durch den Einsatz von Multimaterial-Verbundwerkstoffen im Vergleich zur etablierten Aluminiumreferenz identifiziert werden.

Es wird erwartet, dass sich das Aufbaukonzept der Batteriegehäuse in Richtung eines effizienteren Layouts entwickeln wird. Hierbei werden die Zellen nicht mehr in zusätzlichen Arbeitsschritten in Modulen zusammengefasst, sondern direkt in das Batteriegehäuse integriert. Durch die Einsparung von Batteriemodulen und verbesserter, gewichtssparender Raumausnutzung wird eine höhere Packungsdichte ermöglicht, eine geringere Bauhöhe erzielt und Kosten eingespart. Zusätzlich werden verschiedene Ausbaustufen der konstruktiven Integration des Batteriegehäuses in die Karosseriestruktur erwartet. Diese neuen Designs bringen spezifische Herausforderungen, unter anderem zur Gewährleistung des Schutzes der Batteriezellen vor Beschädigung durch äußere Einflüsse sowie des Brandschutzes mit sich. Darüber hinaus können unterschiedliche Optionen für Recycling und Reparatur die künftigen Konstruktionen erheblich beeinflussen.

Wie die verschiedenen Material- und Strukturoptionen für zukünftige Generationen von Batteriegehäuse für die Cell-to-Pack Technologie aussehen könnten und wie sie in Bezug auf Kosten und Umweltauswirkungen zu vergleichen sind, wird in dem neuen AZL-Projekt untersucht. Neben den Material- und Produktionskonzepten aus der Konzeptstudie für modulbasierte Batteriegehäuse werden auch Ergebnisse eines aktuell laufenden Benchmarkings von verschiedenen Materialien für die Impact-Schutzplatte sowie eine neue Methode zur Ermittlung von mechanischen Eigenschaften während eines Brandtest eingebracht.

Das Projekt startet am 27. Oktober 2022 mit einem Kick-Off Treffen des Konsortiums, interessierte Firmen können sich bis dahin noch für die Teilnahme bewerben.

Weitere Informationen:
AZL AZL Aachen GmbH Batteriepacks
Quelle:

AZL

Geno and Aquafil
21.07.2022

Geno and Aquafil: Pre-commercial production for plant-based nylon-6

Genomatica (Geno) alongside longtime collaborator Aquafil [ECNL:IM] successfully completed the first demonstration scale production runs for plant-based nylon-6. The material is intended to reshape the $22B nylon industry, enabling brands to meet demand from consumers for sustainable everyday materials from apparel to automotive parts to carpets. Geno and Aquafil have produced the first several tons of plant-based nylon-6 building block caprolactam, have converted it to nylon-6 polymer, and are now in the process of transforming it for evaluation in nylon applications such as yarns for textile and carpet and engineering plastics as part of pre-commercial quantities from demonstration production taking place in Europe.

The companies have been collaborating to first produce pilot-scale quantities of plant-based nylon-6 and have now advanced to produce pre-commercial quantities at demonstration scale which will help determine the final design of future commercial plants. The material will go to leading global brands and their value chain partners who are eager to explore and develop renewable products, create showcase goods and test feedback with customers.

Genomatica (Geno) alongside longtime collaborator Aquafil [ECNL:IM] successfully completed the first demonstration scale production runs for plant-based nylon-6. The material is intended to reshape the $22B nylon industry, enabling brands to meet demand from consumers for sustainable everyday materials from apparel to automotive parts to carpets. Geno and Aquafil have produced the first several tons of plant-based nylon-6 building block caprolactam, have converted it to nylon-6 polymer, and are now in the process of transforming it for evaluation in nylon applications such as yarns for textile and carpet and engineering plastics as part of pre-commercial quantities from demonstration production taking place in Europe.

The companies have been collaborating to first produce pilot-scale quantities of plant-based nylon-6 and have now advanced to produce pre-commercial quantities at demonstration scale which will help determine the final design of future commercial plants. The material will go to leading global brands and their value chain partners who are eager to explore and develop renewable products, create showcase goods and test feedback with customers.

Plant-based nylon-6 is Geno’s third major product line on a path to commercialization. The company has executed high impact deals with a range of brands to accelerate the global commercialization of sustainable materials, with the potential to reduce greenhouse gas emissions by 100 million tons in upcoming years. Recent milestones advancing the sustainable materials transition include: a collaboration with lululemon (NASDAQ: LULU) to bring plant-based materials into lululemon’s products, a production milestone with partner Covestro (OTCMKTS: COVTY) for plant-based HMD used in sustainable coatings, and a partnership with Asahi Kasei (OTCMKTS: AHKSY) and a newly formed venture with Unilever (NASDAQ: UL) to commercialize and scale plant-based alternatives to feedstocks like palm oil or fossil fuels, to make key ingredients used in everyday cleaning and personal care products.

Quelle:

method communications

04.05.2021

Covestro: CO2-Technologie für den Europäischen Erfinderpreis nominiert

  • Dr. Christoph Gürtler und Prof. Walter Leitner in der Kategorie Industrie nominiert
  • CO2 als Rohstoff wirtschaftlich nutzbar gemacht
  • Technologie ist Basis für eine Vielzahl marktfähiger Produkte

Das Europäische Patentamt (EPA) hat die Nominierung der deutschen Chemiker Dr. Christoph Gürtler (Covestro AG) und Prof. Walter Leitner (Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion und RWTH Aachen) als Finalisten in der Kategorie „Industrie“ des Europäischen Erfinderpreises 2021 für ihre Rolle bei der Entwicklung einer neuen Technik zur Verwendung von Kohlendioxid (CO2) bekanntgegeben. Die Technologie ermöglicht es, das schädliche Klimagas CO2 als wertvollen Rohstoff für nachhaltige Kunststoffe zu nutzen. Das Verfahren verwendet chemische Katalysatoren, um Reaktionen zwischen CO2 und einem herkömmlichen Rohstoff anzutreiben. Dabei entstehen sogenannte Polymere  auf nachhaltigere und wirtschaftlich tragfähige Weise. Das CO2 ist dabei fest eingebunden.

  • Dr. Christoph Gürtler und Prof. Walter Leitner in der Kategorie Industrie nominiert
  • CO2 als Rohstoff wirtschaftlich nutzbar gemacht
  • Technologie ist Basis für eine Vielzahl marktfähiger Produkte

Das Europäische Patentamt (EPA) hat die Nominierung der deutschen Chemiker Dr. Christoph Gürtler (Covestro AG) und Prof. Walter Leitner (Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion und RWTH Aachen) als Finalisten in der Kategorie „Industrie“ des Europäischen Erfinderpreises 2021 für ihre Rolle bei der Entwicklung einer neuen Technik zur Verwendung von Kohlendioxid (CO2) bekanntgegeben. Die Technologie ermöglicht es, das schädliche Klimagas CO2 als wertvollen Rohstoff für nachhaltige Kunststoffe zu nutzen. Das Verfahren verwendet chemische Katalysatoren, um Reaktionen zwischen CO2 und einem herkömmlichen Rohstoff anzutreiben. Dabei entstehen sogenannte Polymere  auf nachhaltigere und wirtschaftlich tragfähige Weise. Das CO2 ist dabei fest eingebunden.

CO2 geht nur sehr mühsam chemische Verbindungen ein. Dieses Problem musste das Team um Christoph Gürtler und Walter Leitner lösen. Der Durchbruch gelang durch die exakte Kontrolle der Reaktion zwischen CO2 und dem Erdöl-basierten Propylenoxid in Gegenwart eines maßgeschneiderten Katalysatorsystems.

Das dabei entstehende so genannte Polyol wurde von Covestro unter dem Produktnamen cardyon® zur Marktreife  gebracht. Es wird bereits zur Herstellung von weichem Schaumstoff  für Matratzen, für Kleber in Sportböden, Polsterungen in Schuhen und in Autoinnenräumen eingesetzt. An der Schwelle zur Marktreife stehen elastische Textilfasern. Forschungsprojekte haben erfolgreich gezeigt, dass sich CO2 auch für Dämmstoffe aus Hartschaum und für Tenside, zum Beispiel in Waschmitteln, nutzen lässt.

 

Weitere Informationen:
polyol CO2
Quelle:

Covestro AG