Wettstreit um das beste Batteriegehäuse

In diesem Kapitel werden zunächst das Referenzbauteil – ein in Serie befindliches Batteriegehäuse wie es zurzeit für das Serienfahrzeug Passat GTE produziert und im Fahrzeug verbaut wird – dargestellt sowie die Ziele und Anforderungen für ein hybrides Substitutionsbauteil definiert. Um das Leichtbaupotenzial der zur Verfügung stehenden Werkstoffkombination optimal ausschöpfen zu können, werden verschiedene Konstruktionskonzepte entworfen und bewertet. Im Anschluss werden die Optimierung und die Auskonstruktion des favorisierten Konzepts bis hin zum Prototypenstand sowie der Crashsimulation beschrieben.

Das Hochvolt-Batteriegehäuse ist aktuell ein Entwicklungsschwerpunkt zahlreicher OEMs und Zulieferer und wird häufig aus Aluminium hergestellt. Eine Einzellösung für alle Anwendungszwecke scheint aufgrund differenzierter Anforderungen nicht sinnvoll zu sein. Gleichzeitig kann Stahl Sicherheits- und Kostenvorteile zu haben. fka und voestalpine haben daher in einem gemeinsamen Projekt untersucht, wie ein Baukasten für stahlbasierte Hochvolt-Batteriegehäuse gestaltet werden sollte.

Wirtschaftlicher Leichtbau ist in der automobilen Gegenwart und Zukunft unverzichtbar, wenn es darum geht, effiziente und moderne Fahrzeuge zu entwickeln. Für Elektrofahrzeuge entwickelt SGL Carbon Batteriekästen in Faserverbundbauweise, die trotz geringen Gewichts alle Anforderungen hinsichtlich Sicherheit, Steifigkeit und Thermomanagement erfüllen.

Das von einem Konsortium um Audi und AZL entwickelte Batteriegehäuse soll Anforderungen unterschiedlicher Fahrzeugklassen umfassender erfüllen als Aluminium- oder Stahlbauweisen.

Passenger cars with combustion engines dominate the 20th century because of their significant expanded range, the quick refuel process as well as availability and price of the fossil fuels. During the last years, electric vehicles experience a renaissance from their previous developments at the end of the 19th century to one enabler for future mobility [1]. Especially social desirability of our society as well as resulting political and legal framework, but also the increased price and limitedness of fossil fuels, promote a change in the type of drive.

In der Open Hybrid Lab Factory in Wolfsburg entwickeln Wissenschaftler ein funktionsintegriertes Leichtbauteil für Elektrofahrzeuge. Dabei setzen sie auf einen Multimaterialmix aus Faserverbundwerkstoffen, Aluminiumschaum und Aluminium. Im Fokus stehen die Integration von mechanischen Funktionen, das Thermomanagement sowie der Crash- und Intrusionsschutz.

Mahle hat ein neues Batteriegehäuse aus faserverstärktem Kunststoff entwickelt. Durch das integrierte Thermomanagement entfallen komplexe Kühlkreisläufe für hohe Ladegeschwindigkeiten.

SGL Carbon und Nio haben ein carbonfaserverstärktes Batteriegehäuse für Elektrofahrzeuge entwickelt. Es ist 40 Prozent leichter als ein vergleichbares Gehäuse aus Aluminium.

In diesem Kapitel wird die Entwicklung und Anwendung von Multilevel-Ansätzen zur Betriebsfestigkeitsanalyse von Hochvoltspeichern erläutert. Hochvoltspeicher gehören sicher zu den augenscheinlichsten Unterscheidungsmerkmalen in den Komponenten elektrifizierter Fahrzeuge gegenüber Fahrzeugen mit konventionellem Antrieb über Verbrennungsmotoren.

Die Elektrifizierung und Hybridisierung des Antriebsstrangs haben auch im Offroad-Bereich Fahrt aufgenommen. Durch den rauen Einsatz der Fahrzeuge werden dabei besondere Anforderungen an die Komponenten wie die Batterien gestellt. Thermamax hat ein hochtemperaturbeständiges Gehäuse für Lithium-Ionen-Batterien entwickelt, das die Umgebung vor den Auswirkungen des thermischen Durchgehens und die Batterie vor den Risiken hoher Außentemperaturen schützt.