Aus der Branche

Gemeinsam mit insgesamt 46 Industriepartnern konnten mehrere, verschiedene Konzepte für Kunststoff-basierte Multimaterial-Batteriegehäuse erarbeitet werden, mit denen deutliche Einsparpotentiale bei Gewicht und Kosten möglich sind. Im Projektverlauf kristallisierten sich zwei wichtige Kernthemen heraus, die in Folgeprojekten gesondert behandelt werden sollen: Bodenaufprallschutz und Feuerbeständigkeit. Diese zwei Folgeprojekte starten am 26. Januar 2022. Ein Projekt zur Entwicklung und Realisierung von Prototypen für Mitte nächsten Jahres 2022 ist in Planung.

Batteriegehäuse gehören zu den Schlüsselkomponenten in E-Fahrzeugen und werden derzeit in der Regel aus Aluminium hergestellt. Genau diese Komponente analysierte das AZL in dem jetzt durchgeführten Projekt mit einem großen Konsortium aus Automobilherstellern, Automobilzulieferern, Rohstoffherstellern und Maschinenherstellern. „Der enorme Zuspruch aus der Industrie unterstreicht die Relevanz des Themas“, freut sich der Projektleiter Warden Schijve, der zudem sehr zufrieden mit dem Verlauf und den Ergebnissen ist. Schließlich lassen sich bis zu 36 % des Gewichts und bis zu 20 % der Kosten einsparen, wenn anstelle herkömmlicher Lösungen Multi-Material-Verbunde auf Basis von Kunststoffen zum Einsatz kommen.

Um zu den Ergebnissen zu gelangen, hat das AZL unter Mitwirkung seiner Partnerunternehmen, zu denen unter anderem Audi, Asahi Kasei, Covestro, DSM, EconCore, Faurecia, Formosa, Hengrui, Hutchinson, IPTE, Johns Manville, Magna, Marelli und Teijin, gehörten, zunächst fünf Subkomponenten eines Batteriegehäuses definiert: die Gehäusewanne, die Bodenschutzplatte, den Crash-Rahmen, die Querbalken und den Gehäusedeckel. Außerdem analysierten die Partner insgesamt 44 marktrelevante, existierende Serienkomponenten und Konzepte genauer und erstellten eine umfangreiche Übersicht über die verschiedenen Standards sowie Anforderungen auf nationaler, internationaler und OEM-Ebene. Prämisse dabei war, gleiche oder gar bessere mechanische Kennwerte zu erreichen als bei herkömmlichen Lösungen. So sollten beispielsweise mindestens gleiche Steifigkeiten, Sicherheiten bei seitlichem Aufprall, EMI-Abschirmung sowie Flammschutz vorhanden sein. Um nun die alternativen Lösungen zu ermitteln, entwickelte das AZL 20 Designkonzepte mit unterschiedlichen Materialkombinationen. Zur Analyse und Auslegung der verschiedenen Konzepte wurden mehr als 500 FEM-Modelle erstellt und über 1.500 CAE-Simulationen durchgeführt.

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.

Firmen mit Interesse an Herstellung von Batteriegehäusen können sich an Philipp Fröhlig und Alexander Knauff wenden:
Philipp Fröhlig, AZL Aachen GmbH, Senior Project Manager, Tel: +49 241 47573514, philipp.froehlig@azl-aachen-gmbh.de
Alexander Knauff, AZL Aachen GmbH, Manager Industrial Services, Tel: +49 241 47573516, alexander.knauff@azl-aachen-gmbh.de

Das im Mai 2019 gegründete Unternehmen Teijin Carbon Vietnam Co. (TCV) in Ha Nam, Vietnam hat den kommerziellen Betrieb aufgenommen und Kohlenstofffaserprodukte einschließlich Prepreg – ein mit Matrixharz vorimprägniertes Halbzeug für Verbundwerkstoffe – herstellen. TCV wird zunächst Carbonfasermaterialien für Sport- und Outdoor-Aktivitäten – wie Angel-, Golf-, Fahrrad- und Eishockeyartikel – für die Märkte in Südost- und Südasien sowie im asiatisch-pazifischen Raum produzieren. Der Vertrieb wird über TCV sowie über die in diesen Regionen tätigen Carbonfaser-Vertriebsgesellschaften von Teijin erfolgen.

Die Vertriebsniederlassungen von Teijin in Singapur, Shanghai und Taipeh sind auf der Suche nach neuen Geschäftsbereichen. Interne Kooperationen zwischen diesen Unternehmen und TCV sollen die Präsenz von Teijin in den vor- und nachgelagerten Bereichen der schnell wachsenden Märkte Asiens stärken.

Es wird erwartet, dass die zunehmend strengeren Umweltmaßnahmen und die Aufwertung von Umweltabkommen, wie z. B. die Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) und das Pariser Abkommen, den verstärkten Einsatz von leichten und hochfesten Kohlenstofffasern fördern werden. In Asien wächst die Nachfrage vor allem in den Bereichen Sport und Outdoor-Aktivitäten, Industrie sowie Luft- und Raumfahrt. COVID-19 zum Beispiel hat zu neuen Trends bei Sport- und Outdoor-Aktivitäten geführt, wie z. B. ein erneutes Interesse am Angeln, da es mit den sozialverträglichen Bestimmungen kompatibel ist.

The global protective textiles market is expected to reach USD 7.78 billion by 2025, according to this new report. The market is expected to witness growth at 3.4% CAGR owing to increasing industrial fatalities in developing economies owing to the lack of protective gear coupled with growing awareness of worker's health and safety are expected to drive the market growth.

The increasing importance of raw materials that offer features such as lightweight, comfort, higher heat resistance, and wear & tear resistance for workwear has been a significant incentive for companies to conduct R&D activities extensively. The initiatives are mainly intended at attaining multi-functionality of workwear fabrics and rise its application scope. Improving product designs and specifications are expected to provide market participants with immense opportunities over the forecast period.

Ballistic protective apparel is estimated to witness the highest penetration and growth over the projected period, owing to the increasing use of high performance protective textiles in the military sector. Defense sector holds the largest market segment in the global ballistic fabrics industry and is anticipated to have remarkable growth over the next few years driven by rising concerns over national security and escalating geopolitical unrests.

Further key findings from the report suggest:

• The heat and flame-resistant garments application segment was worth USD 1.21 billion in 2016 and is estimated to grow at a CAGR of around 3%, owing to rising demand in end-use industries such as oil & gas, refineries, iron & steel plants, and aluminum plants
• Mechanical protective clothing in the U.S. accounted for over 17% of the total revenue in 2016
• Chemical defending garments segment is anticipated to grow at a CAGR of 3.5% from 2017 to 2025
• Electrical protection apparel is estimated to reach USD 637.1 million by 2025 and is projected to witness moderate growth over the next few years
• In the application of surgical garments, the protective textiles play a significant role in the absorption of excessive heat during surgical procedures from the body, which is estimated to raise the product demand for health care sector
• The market in North America is expected to grow at a CAGR of over 3.5% over the next decade to reach a net worth exceeding USD 2.30 million by 2025
• Asia Pacific is projected to witness the maximum growth over the next nine years. The region accounted for 19.1% of the total revenue in 2016
• Key players such as DuPont, W.L. Gore & Associates Inc., Royal Ten Cate NV, and Schoeller Textil AG dominated the global protective textile market over the past few years

Companies Mentioned:

- W. L. Gore & Associates, Inc.
- DuPont
- Royal Ten Cate NV
- DyStar Group
- Kusumgar Corporates
- Madhuram Fabrics Pvt. Ltd.
- Schoeller Textil AG
- PBI Performance Products, Inc.
- Teijin Limited
- Marina Textil S.L.
- ARGAR S.r.l

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