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Elektromobilität

Neues Werkstoffkonzept für das Batteriegehäuse spart Gewicht

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Werkstoffkonzepte zur Gewichtsreduktion

Das Konsortium des Smart-Batt-Projekts stellte sich die ehrgeizige Aufgabe, durch ein alternatives Konzept für das Gehäuse das Gesamtgewicht des Batterie-Pakets um 10 bis 15 % zu verringern.

Ein wesentlicher Punkt des Projekts war die Erarbeitung innovativer Werkstoffkonzepte für die gewünschte Gewichtsreduzierung. Im Rahmen einer Nutzwertanalyse wurden neben Aluminium und Stahl auch verschiedene weitere Werkstofflösungen betrachtet. Als Ergebnis dieser Evaluierung wurde als Werkstoff für die unteren Wannen des Batterie-Pakets das APM-Hybridschaum-Sandwich ausgewählt.

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Dieses Material ist dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen zwei Decklagen aus konventionellem Aluminium eine Kernlage aus Aluminiumschaumkugeln befindet, welche in eine Matrix aus geschäumtem Epoxidharzklebstoff eingebettet sind. Die Besonderheit des Materialansatzes liegt in der Fertigung, die eine gezielte, lokal begrenzte Ausbildung der Sandwichstruktur ermöglicht.

Sandwich-Material mit hoher Biegesteifigkeit

Das Material bietet eine hohe Biegesteifigkeit bei geringem Gewicht: ein Quadratmeter des APM-Hybridschaumsandwiches hat eine Biegesteifigkeit von 3,54*108 Nmm² und eine Masse von 4,72 kg.Demgegenüber hat ein konventionelles Aluminiumblech von 3,3 mm Dicke nur eine Biegesteifigkeit von 2,1*108 Nmm² also 41 % weniger und eine Masse von 8,91 kg, was 89 % mehr entspricht.

Aufgrund seiner Dicke und des Energieabsorptionsvermögens der Aluminiumschaumkernlage weist die Sandwich-Lösung neben einem guten Steinschlagschutz auch Vorteile im Brandfall und hinsichtlich der Vibrationsdämpfung im Normalbetrieb auf.

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