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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

Battery Show 2022: Freudenberg präsentiert Flüssigkeitsabsorber für Lithium-Ionen Batteriepacks (c) Freudenberg
Freudenberg battery pack liquid absorbers
18.05.2022

Freudenberg at Battery Show 2022

  • Freudenberg präsentiert Flüssigkeitsabsorber für Lithium-Ionen Batteriepacks

Auf der diesjährigen Battery Show in Stuttgart präsentieren die Experten von Freudenberg Performance Materials (Freudenberg) eine innovative Lösung, die Batteriesysteme sicherer macht: die Batterypack Liquid Absorbers. Die absorbierenden Pads nehmen auftretende Flüssigkeiten innerhalb der Batteriepacks schnell auf und speichern diese zuverlässig. Mit anpassbaren Absorptionsvermögen und Geometrien sorgen sie für eine lange Lebensdauer von Batteriepacks. Besucher finden Freudenberg in Halle 10 am Stand C36.

  • Freudenberg präsentiert Flüssigkeitsabsorber für Lithium-Ionen Batteriepacks

Auf der diesjährigen Battery Show in Stuttgart präsentieren die Experten von Freudenberg Performance Materials (Freudenberg) eine innovative Lösung, die Batteriesysteme sicherer macht: die Batterypack Liquid Absorbers. Die absorbierenden Pads nehmen auftretende Flüssigkeiten innerhalb der Batteriepacks schnell auf und speichern diese zuverlässig. Mit anpassbaren Absorptionsvermögen und Geometrien sorgen sie für eine lange Lebensdauer von Batteriepacks. Besucher finden Freudenberg in Halle 10 am Stand C36.

Batteriepacks sind das Kernstück von mobilen und stationären Lithium-Ionen Energiespeichersystemen. Sie finden sowohl in Automobil- als auch in Industrieanwendungen Einsatz. Ihre Leistungsfähigkeit und Lebensdauer tragen in großem Maße zur Effizienz des Energiespeichersystems bei. Auftretende Flüssigkeiten im Inneren des Packs, z. B. Kondenswasser oder auslaufendes Kühlmittel, können die Funktionsfähigkeit und Lebensdauer jedoch stark beeinträchtigen. Die Batterypack Liquid Absorbers von Freudenberg dienen als Sicherungssystem: Das spezielle Vlies nimmt das Kondensat oder auslaufende Kühlmittel verlässlich auf und hält es dauerhaft stabil zurück.

 

Quelle:

Freudenberg Performance Materials Holding SE & Co. KG