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21.07.2019 | Verbindungstechnik | Nachricht | Onlineartikel

Gas geben mit flammgeschützten Polycarbonaten

Autor:
Dr. Hubert Pelc

Elektrische Fahrzeuge vermeiden nicht nur lokale Emissionen, sondern können auch richtig Spaß machen. Die Traktionsbatterie elektrischer Rennboliden ist eine der für den Rennverlauf wichtigsten Komponenten. Bei der Konstruktion der Batterie kommen flammgeschützte Werkstoffe zum Einsatz.


Der 2012 gegründete E.Stall Esslingen nimmt mit einem elektrisch angetriebenen Rennwagen an verschiedenen internationalen Events der Formula Student teil. Eines der größten Events ist die Formula Student Germany, die jährlich am Hockenheimring stattfindet. Seit der Rennsaison unterstützt Covestro den Rennstall mit flammgeschützten Polycarbonaten. Dazu extrudiert der Kunststoffhersteller in seinem Leverkusener Technikum Platten aus dem PC+ABS-Blend Bayblend, aus denen das Studenten-Team für seine Batteriemodule Rahmen und Halterungen fertigt. Diese Module basieren auf Lithium-Ionen-Batteriezellen im sogenannten Pouch-Format

Flammgeschützte Werkstoffe für sichere Batterien

In der Konstruktionsabteilung für die Batterie ergänzen sich die verschiedenen Disziplinen der Studenten der Fachhochschule Esslingen – von Elektrotechnik über Elektronik bis hin zum Maschinenbau. Gleichzeitig beinhaltet das Regelwerk derd Formula Student gewisse Vorgaben für das Design – unter anderem hinsichtlich der Sicherheit im Umgang mit Lithium-Ionen-Zellen. Neben einer aktiven Überwachung und Steuerung der Batterie fordert der Regelkatalog explizit die Verwendung von flammwidrigen Werkstoffen gemäß den Flammschutzstandards der Underwriters Laboratories entsprechend der Kategorie UL 94 V-0.

“Wir freuen uns, dass Covestro uns auch in der Saison 2019 wieder mit Polycarbonat-Blend-Platten unterstützt, die wir einfach verarbeiten können“, erläutert Raphael Raff, der derzeit das Teilprojekt Hochvolt beim E.Stall Esslingen leitet. Im Vergleich zum Vorjahr wurde zusammen mit den Produktexperten von Covestro ein PC+ABS-Blend mit rund 10 Prozent geringerer Dichte bei gleichzeitig hohen mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften für das Rennteam ausgewählt, um noch mehr Gewicht aus der Batterie des Rennboliden herauszunehmen. 

Produkte für Automobil-Großserien

Für die Großserienfertigung suchen Konstrukteure einerseits Werkstoffe, die die strengen Anforderungen der Autohersteller im Fahrzeugbetrieb erfüllen, aber auch gleichzeitig einfach zu verarbeiten sind. Im Vergleich zu teilkristallinen Werkstoffen haben amorphe Kunststoffe, wie Polycarbonate, den Vorteil, dass sie im Spritzgieß-Prozess nahezu schwindungsfrei sind und nur eine sehr geringe Wasserabsorption aufweisen. Dadurch lassen sich dünnwandige, verzugsfreie Bauteile konstruieren. Gleichzeitig können Polycarbonate sehr gut mit Flammschutz ausgestattet werden. 
Covestro entwickelt nach eigenen Angaben sein Portfolio für Batterieanwendungen beständig weiter. Für Zellhalter zur Aufnahme zylindrischer Batteriezellen, Pouch-Zell-Rahmen, Batteriegehäuse und ähnliche Anwendungen stehen unter anderem sowohl ungefüllte als auch mineralgefüllte  und glasfaserverstärkte flammgeschützte Bayblend- Produkte im Fokus. Des Weiteren bietet das Unternehmen thermisch leitende Polycarbonat-Typen der Makrolon-TC-Produktfamilie an, die einen Beitrag zum Thermomanagement der Batterien leisten können.

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