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Großserienfähiges Kunststoff-Batteriegehäuse
Großserienfähiges Kunststoff-Batteriegehäuse
Bei rein batterieelektrisch betriebenen Pkw hat sich die imUnterboden des Fahrzeugs angeordnete Traktionsbatterie als Bauformetabliert. Trotz der dadurch erreichten günstigen Schwerpunktlage,bleibt die Forderung nach gewichtsreduzierten Batterien bestehen, da einhohes Gewicht weiterhin negative Auswirkungen auf Reichweite undFahrdynamik hat. Der verstärkte Einsatz von Leichtbau-Materialien fürBatteriegehäuse, wie z.B. von glasfaserverstärkten Thermoplasten, isteine vielversprechende Option dem hohen Gewicht entgegen zu wirken.Grundlegende Forschungsarbeiten der letzten Jahre haben aufgezeigt, dassdie hohen mechanischen, thermischen und elektrischen Anforderungen mitdiesen Werkstoffen umsetzbar sind. Im Rahmen dieses Verbundvorhabenssollte ein derartiges Gehäuse für einen Großserieneinsatz unter Einbezugder gesamten Wertschöpfungskette entwickelt und aufgebaut werden.Design und spätere Fertigungsmöglichkeiten stehen hierbei in engenWechselwirkungen. Die optimierte Gestaltung der Fertigungsprozesse, dieAuslegung und Auswahl der Materialien über Simulation und praktischeUmsetzung und die Entwicklung eines fertigungsgerechten Gehäusedesigns,welches gleichzeitig eine verbesserte Integration inKarosseriestrukturen ermöglicht, wurde im Vorhaben parallel betrachtetund in einen Demonstrator überführt.
Der durch den Straßenverkehr verursachte CO₂-Ausstoß kann kurzfristig nur durch den Einsatz batterieelektrischer Fahrzeuge verringert werden. Deshalb gibt es aktuell den Bedarf an einer sinnvollen Weiterentwicklung der Batteriesysteme hinsichtlich Gewichtsoptimierung, effizientem Materialeinsatz und geeigneten Produktionsverfahren, die zusätzlich auch die CO2-Bilanz lebenszyklusübergreifend verbessern.
Zu den konkreten Zielen im Projekt gehört die Entwicklung und der Aufbau eines Demonstrators in Form eines Kunststoff-Batteriegehäuses, welches in eine Karosserierohbaustruktur integriert werden kann und dort alle erforderlichen mechanischen Anforderungen in einem realen Crashtest-Szenario erfüllt. Zudem galt es den Prozess zur Fertigung von thermoplastischen Pressbauteilen weiterzuentwickeln, um die großen benötigten Materialmengen in einem automatisierten Prozess seriennah verarbeiten und handhaben zu können. Ein weiteres Ziel lag in der Erarbeitung einer Methodik zur Prozesssimulation zur Verbesserung der Bauteilqualität, Verkürzung der Entwicklungsdauer und der Durchführung der Prozessvalidierung. Abschließend erfolgte eine LCA-Analyse zum Vergleich des CO2-Footprints der neuentwickelten Kunststoff-Batteriebox mit dem Serienbauteil aus Aluminium. Alle gesetzten Ziele und avisierten Parameter konnten im Projekt erreicht werden.
