Elektroauto: Batteriegehäuse aus CFK

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SGL Carbon fertigt Prototypen für Batteriegehäuse in Elektrofahrzeugen von Nio. Die Gehäuse aus CFK sind 40 % leichter als vergleichbare Aluminiumlösungen.

Der chinesische Automobilhersteller Nio hat in Zusammenarbeit mit SGL Carbon Prototypen für Batteriekästen aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) für Hochleistungs-Elektrofahrzeuge entwickelt. Dank des Einsatzes von CFK ist das Gehäuse der Batterie besonders leicht, stabil und sicher. Der gesamte Batteriekasten samt Akkus kann zudem an Nio-eigenen Stationen innerhalb von nur drei Minuten gewechselt werden. Nio hat das Konzept des Akkutauschs im Dezember 2017 erstmals vorgestellt und nun zusammen mit weiteren Neuerungen wie dem CFK-Batteriegehäuse live in der vergangenen Woche auf der Shanghai Auto Show 2019 präsentiert.

Vorteile von CFK gegenüber Aluminium

„Herkömmliche Batteriekästen für Elektroautos werden überwiegend aus Aluminium und Stahl gefertigt. Im Vergleich dazu ist das Batteriegehäuse aus CFK um rund 40 Prozent leichter. Weitere Vorteile sind die hohe Steifigkeit des Batteriekastens und die im Vergleich zu Aluminium ca. 200-fach geringere Wärmeleitfähigkeit von CFK, die die Batterie besser gegen Kälte und Hitze abschirmt. Darüber hinaus punktet der Verbundwerkstoff auch bei Wasser- und Gasdichtigkeit mit optimalen Werten, sowie durch Korrosionsbeständigkeit“, berichtet Sebastian Grasser, Marktsegmentleiter Automotive der Geschäftseinheit Composites – Fibers & Materials bei SGL Carbon.

Leichtbau als Kernelement

„Leichtbau ist eines der Kernelemente der Nio-Technologie-Roadmap. Mit Verbundwerkstoffen, insbesondere dem Einsatz von Carbonfasern in Batteriegehäuse-Systemen, bietet unser Fahrzeug eine bessere dynamische Fahrleistung, eine höhere Reichweite und eine bemerkenswert hohe Energiedichte des Batteriepacks (über 180 Wh/kg). Diese Eigenschaften passen perfekt zu den Werten der Nio-Marken wie etwa ultimativer Produkt-und Systemeffizienz", sagt Bin Wei, Senior Manager Lightweight Engineering bei Nio.

Sandwichkern mit Carbongelege

Ausschlaggebend für die guten Eigenschaften des Batteriekastens ist vor allem die Konstruktion des Bodens und des Deckels: Ein Sandwichkern wird dabei mit mehreren Lagen Carbongelege kombiniert. Das Werkzeugdesign zur Herstellung des Bodens und Deckels wurde im SGL-eigenen Lightweight and Application Center erarbeitet. Die Carbonfaser für diese Bauteile wird in den SGL-Werken in Moses Lake und Muir of Ord hergestellt und in Wackersdorf zu Gelege weiterverarbeitet. Die Herstellung von Boden und Deckel sowie die Assemblierung der einzelnen Komponenten wurden am SGL-Standort Ried im Innkreis in Österreich durchgeführt.

Entwicklung mit verschiedenen OEMs

SGL Carbon rechnet damit, dass die Nachfrage nach Leichtbau-Lösungen für Batteriekästen im Automobilbereich in den nächsten Jahren mit der zunehmenden Elektromobilität stark steigt. Das Unternehmen arbeitet bereits mit verschiedenen Partnern an der weiteren Entwicklung von unterschiedlichen Batteriekästen aus Verbundwerkstoff, die zukünftig für Batterien von Elektroautos jeder Größe und Bauweise skalierbar sein sollen.

mg

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