Kunststoffgehäuse für Hochvoltbatterien

Lanxess und Kautex entwickeln großformatige Kunststoffgehäuse für Hochvoltbatterien von Elektrofahrzeugen. Ein Demonstrator liegt bereits vor.

Gemeinsam mit Kautex Textron hat Lanxess ein großes Gehäuse aus Kunststoff für Hochvoltbatterien von Elektrofahrzeugen entwickelt. Dabei hat Lanxess die Material- und Kautex die Bauteil- und Prozessentwicklung verantwortet.

Einen seriennahen Technologie-Demonstrator präsentiert Lanxess jetzt erstmals auf dem Internationalen Wiener Motorensymposium (27. bis 29. April 2022). Zu sehen sind hier auch leichte, mechanisch hochbelastbare Träger für Batteriekomponenten sowie ein Tank-Liner zur Hochdruckspeicherung von Wasserstoff für Brennstoffzellen-Fahrzeuge.

Das geometrisch komplexe Kunststoffgehäuse ist rund 1,40 m lang und breit, kommt ohne metallische Verstärkungselemente aus und hat ein Gewicht im mittleren zweistelligen Kilogrammbereich. Es wird in einem einstufigen Fließpressprozess mit einer Formmasse auf Basis des Polyamid 6-Compounds Durethan B24CMH2.0 nacharbeitsfrei gefertigt.

Crash-relevante Bereiche sind dabei mit Einlegern aus dem endlosfaserverstärkten Thermoplast-Composite Tepex Dynalite gezielt verstärkt. Wie Simulationen ergeben haben, erfüllt die gewählte Bauteilgeometrie wichtige Normlastfälle etwa zur Eigenfrequenz oder zum sogenannten Crush-Verhalten. Der Crush-Test prüft die Widerstandsfähigkeit eines Batteriegehäuses bei langsamer Deformationsbelastung.

Tepex eignet sich auch gut, um leichte, hochbelastbare Träger für Fahrzeugbatterien zu konstruieren. Dies wird am Beispiel eines bügelförmigen Halters für eine Batterie deutlich, die in der Mercedes-Benz S-Klasse das hochautonome Fahrassistenz-System „Intelligent Drive“ bei einem Stromausfall ersatzweise mit Strom versorgt.

Das elektrisch isolierende und korrosionsbeständige Verbundbauteil ist im Vergleich zu einer Metallausführung rund 40 % leichter. Durch die Fertigung im Hybrid Molding-Verfahren sind kostensenkend viele Funktionen wie Aufnahmen und Befestigungselemente direkt in das Bauteil integrierbar.

„Unser Composite gibt auch unter hoher Dauerspannung nicht durch Fließen nach. Daher kann der Halter die Batterie allein durch Klemmen dauerhaft fixieren“, erklärt Julian Haspel, Leiter E-Powertrain im Geschäftsbereich HPM bei Lanxess.

Lanxess hat auch seine Materialentwicklung auf Hochdrucktanks zur Wasserstoffspeicherung ausgeweitet. „Wir haben unser Know-how bei Tank-Linern für erdgasbetriebene Fahrzeuge auf Hochdrucktanks für Brennstoffzellen übertragen“, erläutert Haspel.

Mit Durethan BC550Z DUSXBL steht ein Polyamid 6-Compound bereit, das im Vergleich zu anderen Kunststoffen eine sehr hohe Barriere gegen Wasserstoff und eine sehr gute Zähigkeit bei tiefen Temperaturen aufweist. Es ergibt beim Extrusionsblasformen der Tankkörper Quetschnähte mit hervorragender Festigkeit. Dank seiner hohen Schmelzesteifigkeit sind auch große Tank-Liner für Lkw mit Längen von 2 m und mehr blasformbar. Beim Schweißen von spritzgegossenen Tankhälften bildet es Fügenähte mit hoher Festigkeit. Auf dem Symposium präsentiert Lanxess einen Prototyp eines Liners.

mg