Die schnelle Entwicklung der Elektromobilit\u00e4t hat die gesamte Werkstoffentwicklung vor neue Herausforderungen gestellt. Besonders die Batterie, ein Herzst\u00fcck der Elektrofahrzeuge, stellt ausgesprochen hohe Anforderungen an die eingesetzten Materialien und L\u00f6sungen.
\nBei dem Batteriegeh\u00e4use (sog. Wanne) stellen metallische Werkstoffe in Profilform (vor allem Aluminium und spezielle St\u00e4hle) bez\u00fcglich der Crashanforderungen eine etablierte L\u00f6sung dar.
\nBei den Batteriedeckeln stehen verschiedene L\u00f6sungen in Wettbewerb. Je nach Konzept und Hersteller werden metallische (Aluminium, bzw. Stahl) sowie nichtmetallische Werkstoffe (Kunststoffe) bzw. deren Kombinationen eingesetzt. Welche Anforderungen werden an die potenziellen Materialien f\u00fcr Batteriedeckel gestellt, um in Betracht gezogen zu werden? Dieser Artikel betrachtet vorrangig die sehr guten Verwendungsm\u00f6glichkeiten von Sheet Molding Compounds (SMC). F\u00fcnf wichtige Merkmale der Funktion eines Batteriedeckels werden nachstehend kommentiert.<\/p>\n
1. Mechanische Eigenschaften<\/strong> 2. Flammwidrigkeit und Temperaturbest\u00e4ndigkeit<\/strong> Im Brandfall k\u00f6nnen Flammen oder hei\u00dfe Gase mit Temperaturen von bis zu 1100\u00b0C auftreten, die feste Partikel der Zellen beinhalten, also wie ein Sandstrahlgebl\u00e4se wirken. D\u00fcnne Blechdeckel widerstehen hier nur kurzzeitig, weshalb zus\u00e4tzliche Platten aus Stahl oder Geweben verwendet werden m\u00fcssen,\u00a0 m die Sicherheitsanforderungen zu erf\u00fcllen. 3. Teilegeometrie und Werkzeugkosten<\/strong> Bei der Montage gewinnt die Geometriegenauigkeit der SMC \u2013 Deckel eine besondere Wichtigkeit, wodurch die Dichtungspressung optimiert und der fast verzugsfreie Deckel einfach montiert werden kann. Hier ist das SMC den metallischen oder thermoplastischen L\u00f6sungen deutlich \u00fcberlegen.<\/p>\n 4. EMV Abschirmung<\/strong> 5. Emission<\/strong> All diese Elemente sind entscheidende Voraussetzungen, um die Emissionswerte unter Kontrolle zu bringen und nachhaltig zu garantieren. Dieser\u00a0 Herausforderung stellt sich die SMC Industrie und hat mittlerweile bewiesen, die notwendigen Mittel und F\u00e4higkeiten zu haben, um die geforderten Emissionswerte zu erreichen. Das Zusammenwirken aller oben genannten Faktoren zeigt eindeutig, dass Batteriedeckel aus SMC eine technische, die Sicherheit verbessernde und wirtschaftliche Alternative zu Bauteilen aus metallischen Werkstoffen darstellen. Es handelt sich also um einen optimalen Werkstoff f\u00fcr die Batteriel\u00f6sungen der E-Mobilit\u00e4t, der bereits bei einigen Fahrzeugen Verwendung in der Serienproduktion gefunden hat!<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Die schnelle Entwicklung der Elektromobilit\u00e4t hat die gesamte Werkstoffentwicklung vor neue Herausforderungen gestellt. Besonders die Batterie…<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":10317,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[24,16],"tags":[],"series":[],"class_list":["post-25569","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\/25569","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=25569"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/25569\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":25571,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/25569\/revisions\/25571"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/10317"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=25569"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=25569"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=25569"},{"taxonomy":"series","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fseries&post=25569"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\nDas Batteriegeh\u00e4use besteht haupts\u00e4chlich aus Aluminium \u2013 bzw. Stahlprofilen, es kann allerdings auch im Aluminiumdruckverfahren hergestellt werden. Das Geh\u00e4use beherbergt die Zellen, die K\u00fchlung, die Verkabelung und sch\u00fctzt die Batterie vor Crash – \/ Crush \u2013 Sch\u00e4den. Au\u00dferdem ist das Geh\u00e4use ein Teil der gesamten Fahrzeugstruktur. F\u00fcr die mechanischen Anforderungen des Batteriedeckels ist faserverst\u00e4rkter Kunststoff (SMC) eine passende L\u00f6sung, die folgende Vorteile bietet:
\n– gute Zug \u2013 und Biegefestigkeit erh\u00f6hen die Steifigkeit, – SMC erm\u00f6glicht die Verteilung dieser Eigenschaften \u00fcber das gesamte Bauteil,
\n– Verwendung verschiedenster Fasertypen und Glaskugeln ist m\u00f6glich,
\n– m\u00f6gliche Fasersysteme, wie uni \u2013 und multidirektionale, sowie randomisierte Schnittfasern, erh\u00f6hen die mechanischen Eigenschaften,
\n– lokale Verst\u00e4rkungen der Wanddicken unterst\u00fctzen diese Verbesserungen und
\n– stabile und vorhersehbare Eigenschaften im breiten Temperaturbereich von minus 60\u00b0C bis 150\u00b0C und dar\u00fcber hinaus, keine Verspr\u00f6dung, kein Schmelzen bzw. Aufweichen sprechen f\u00fcr diesen Werkstoff.<\/p>\n
\nIm Falle eines Batteriebrandes hat der Insassenschutz h\u00f6chste Priorit\u00e4t, damit die Passagiere rechtzeitig das Fahrzeug verlassen k\u00f6nnen, das Elektrofahrzeug muss den sog. `Run away test\u2018 bestehen. Ein Brand kann entstehen, wenn folgende Faktoren eintreten:
\n– elektrische \u00dcberladung, Kurzschluss, Fehlfunktion der Steuerelektronik
\n– mechanische Einwirkungen, wie z. B. ein Crash des Fahrzeuges.<\/p>\n
\nSMC bietet hier folgende Vorteile:
\n– die Nutzung von unterschiedlichen F\u00fcllstoffen ergeben h\u00f6chste Flammwidrigkeiten,
\n– durch die Verwendung von einer Faserverst\u00e4rkung wird eine Formstabilit\u00e4t und elektrische Isolation garantiert und
\n– es gibt kein Spontanversagen aufgrund von Erweichen (Thermoplaste) oder Schmelzen (Metalle).<\/p>\n
\nBatterien aus dem Bereich der Elektromobilit\u00e4t haben in der Regel gro\u00dfe Dimensionen und ein komplexes Design, um die Zellmodule, Elektronik, Verkabelung
\nund K\u00fchlung aufnehmen zu k\u00f6nnen. Das f\u00fchrt zu reliefartigen Deckelformen, die als Metallversion nur durch einen mehrstufigen Tiefziehprozess hergestellt werden k\u00f6nnen.
\nSMC bietet hier folgende Vorteile:
\n– Herstellung mit nur einem Werkzeug,
\n– Bauteilh\u00f6hen von 20mm bis 800 mm sind im gleichen Teil m\u00f6glich,
\n– umlaufender Rand incl. Dichtungsnut ausf\u00fchrbar,
\n– Materialschwindung ist einstellbar und kann auch als sogenannte Nullschwinder eingestellt werden,
\n– partielle Wandst\u00e4rkenerh\u00f6hungen f\u00fcr die Flammwidrigkeit sind m\u00f6glich,
\n– einstufiger Herstellprozess (Flie\u00dfpressverfahren).<\/p>\n
\nWie alle Kunststoffe, hat SMC – im Gegensatz zu Metallen – keine elektromagnetische Abschirmwirkung. Daher m\u00fcssen SMC Bauteile mit einem zus\u00e4tzlichen Bauteil (Blech bzw. Folie) gro\u00dffl\u00e4chig verbunden werden, was zus\u00e4tzliche Kosten verursacht. Trotzdem bleibt ein SMC- Deckel mit entsprechender Abschirmungshilfe als Systeml\u00f6sung absolut funktions- und wettbewerbsf\u00e4hig.<\/p>\n
\nDa sich die Batteriegeh\u00e4use mit dem Interieur im Karosserieinnenraum befinden, sind Anforderungen an die Emissionseigenschaften (VOC und andere) zu erf\u00fcllen.
\nDies stellt folgende hohen Anforderungen an:
\n– die chemische Zusammensetzung des Basisharzes,
\n– das sorgf\u00e4ltige Rezeptieren,
\n– die f\u00fcr die Aush\u00e4rtung verantwortlichen Stoffe (Initiatoren, Inhibitoren, usw.),
\n– die Sauberkeit in der Halbzeugproduktion und
\n– die Kontrolle des Herstellungsprozesses.<\/p>\n