{"id":23245,"date":"2020-10-26T10:27:06","date_gmt":"2020-10-26T09:27:06","guid":{"rendered":"https:\/\/php8.plastv.de\/?p=23245"},"modified":"2020-10-26T10:27:06","modified_gmt":"2020-10-26T09:27:06","slug":"wenig-gewicht-und-guenstig-zu-produzieren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/plas.tv\/?p=23245","title":{"rendered":"Wenig Gewicht und g\u00fcnstig zu produzieren"},"content":{"rendered":"<p><strong>Leichtbau-Batteriepack bringt E-Mobilit\u00e4t voran<\/strong><\/p>\n<p><strong>Funktionsintegrierter und kosteneffizienter Leichtbau f\u00fcr die Elektromobilit\u00e4t: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Betriebsfestigkeit und Systemzuverl\u00e4ssigkeit LBF haben ein Leichtbau-Batteriepack entwickelt, das ausschlie\u00dflich Faser-Kunststoff-Verbunde verwendet. So konnte das Gewicht gegen\u00fcber Aluminiumgeh\u00e4usen um 40 Prozent gesenkt werden. Diese Bauweise reduziert nicht nur die bewegte Masse des E-Mobils, sondern erh\u00f6ht dank zus\u00e4tzlich integrierter Funktionen dessen Reichweite und Dynamik. Weil das Batteriepack in einem eigens entwickelten hocheffizienten Verfahren gefertigt wird und \u00fcber einen spezifischen Strukturaufbau verf\u00fcgt, l\u00e4sst es sich sehr g\u00fcnstig produzieren. Mehr Informationen zum Projekt gibt es auf den Fraunhofer Solutions Days, Mobilit\u00e4tswirtschaft, am 29.10.2020. <\/strong><\/p>\n<p>Batteriepacks f\u00fcr Elektrofahrzeuge sind aufgrund der hohen Menge ben\u00f6tigter Batteriezellen aktuell sehr schwer, wenn die geforderten hohen Reichweiten jenseits von 500 Kilometer erreicht werden sollen. Die mechanische Struktur um die Zellen, wie Zellhalter und insbesondere das gegenw\u00e4rtig aus Aluminium oder Stahl hergestellte Geh\u00e4use, addieren sich neben den elektrischen Komponenten zu einem hohen Gesamtgewicht von mehreren Hundert Kilogramm. So kann je nach Fahrzeugdesign die mechanische Struktur des Batteriepacks mehr als 30 Prozent von dessen Gesamtmasse ausmachen. \u00bbUm die gravimetrische Energiedichte zu erh\u00f6hen, ohne die Zelltechnik ver\u00e4ndern zu m\u00fcssen, ist es somit naheliegend, die notwendigen mechanischen Strukturen der Batteriepacks leichter zu bauen\u00ab, betont Dr. Felix Weidmann, der das Forschungsprojekt am Fraunhofer LBF betreut. Ein deutliches Leichtbaupotential sieht er in der gezielten Nutzung von Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV): \u00bbJedoch m\u00fcssen L\u00f6sungen kostenm\u00e4\u00dfig wettbewerbsf\u00e4hig sein und den kritischen Aspekt des Brandwiderstands ber\u00fccksichtigen.\u00ab<\/p>\n<p><strong>Fertigung in zwei Minuten<\/strong><\/p>\n<p>Vor diesem Hintergrund hat das Forscherteam des Fraunhofer LBF ein Leichtbau-Batteriepackgeh\u00e4use aus Endlosfaser verst\u00e4rkten Thermoplasten im Sandwichaufbau hergestellt und nutzte dazu ein neuartiges Verfahren, das den hocheffizienten Schaumspritzguss mit thermoplastischen FKV kombiniert. Dieses sogenannte In-Situ FKV-Sandwich-Verfahren erm\u00f6glicht die Herstellung fertiger Leichtbau-Batteriegeh\u00e4use innerhalb von rund zwei Minuten ohne Nachbearbeitung.<\/p>\n<p>Dar\u00fcber hinaus lassen sich Funktionen, wie die thermische Isolationsf\u00e4higkeit des hergestellten Batteriegeh\u00e4uses, im gleichen Prozessschritt integrieren, was mit klassischen metallischen Konstruktionsmaterialien und Fertigungsverfahren nicht m\u00f6glich w\u00e4re. Durch die Wahl geeigneter Flammschutzmittel und Strukturen ist ein hoher Widerstand gegen\u00fcber offenen Flammen sowie thermischen Energieeintr\u00e4gen erzielbar, wie sie etwa bei einem m\u00f6glichen Zellbrand oder den UN ECE R100 Pr\u00fcfungen auftreten k\u00f6nnen.<\/p>\n<p><strong>Materialkosten deutlich reduziert<\/strong><\/p>\n<p>Das Leichtbau-Batteriepack ist aufgebaut aus einem Geh\u00e4use sowie Zellhaltern aus Faserverbundwerkstoffen. Dabei besteht das Geh\u00e4use aus UD-Tapes von SABIC, welche zun\u00e4chst verwoben und anschlie\u00dfend konsolidiert werden. Das sich aus diesem Prozessschritt ergebende Schachbrettmuster-Laminat wird anschlie\u00dfend vorgeformt und in ein speziell entwickeltes hybrides Schaumspritzgusswerkzeug beidseitig eingelegt. Durch die gezielte Injektion eines Integralschaums zwischen die Laminate entsteht auf diese Weise das Geh\u00e4use mit Faserverbunddecklagen und einem Schaumkern. Diese beanspruchungsgerechte Sandwichkonstruktion f\u00fchrt zu h\u00f6chsten gewichtsspezifischen mechanischen Eigenschaften und reduziert gleichzeitig den Materialeinsatz der verwendeten Faserverbund-Laminate. Die damit einhergehende Verringerung der Materialkosten f\u00fchrt in Kombination mit den sehr kurzen Zykluszeiten zu geringen Bauteilkosten.<br \/>\nDar\u00fcber hinaus ist dieses Verfahren geeignet auch andere Anwendungsbereiche und deren Anforderungen abzudecken, da verschiedenste Faserverbundmaterialien und Kunststofftypen kombiniert und angewandt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Neben dem Verfahren zur effizienten Fertigung der Batteriegeh\u00e4use als Faserverbund-Sandwich Konstruktion entwickelten die Darmst\u00e4dter Forscherinnen und Forscher auch simulationsgest\u00fctzte Methoden, mit denen sich die Fertigungsqualit\u00e4t vorhersagen und somit die Vorauslegung sowie Fertigung deutlich vereinfachen l\u00e4sst.<\/p>\n<p>Das Projekt wurde gef\u00f6rdert durch die Europ\u00e4ische Kommission innerhalb des F\u00f6rderprogramms H2020 (H2020-GV-2016-2017\/H2020-GV-2017).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Funktionsintegrierter und kosteneffizienter Leichtbau f\u00fcr die Elektromobilit\u00e4t: Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts&#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":23246,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[24,16],"tags":[],"series":[],"class_list":["post-23245","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-plas-tv-meldungen-auf-der-startseite-unterhalb-slider","category-plast-tv-textmeldungen"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/23245","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=23245"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/23245\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":23247,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/23245\/revisions\/23247"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/23246"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=23245"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=23245"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=23245"},{"taxonomy":"series","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fseries&post=23245"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}