Neue Maschinen, Werkstoffe und Verfahren

Sabic: Thermoplaste für E-Fahrzeug-Batterien

Das Batteriepack-Konzept nutzt Leichtbauthermoplaste, die potenziell 30 bis 50 % Gewicht pro Baugruppe sparen. (Abb.: Sabic)

Das Batteriepack-Konzept nutzt Leichtbauthermoplaste, die potenziell 30 bis 50 % Gewicht pro Baugruppe sparen. (Abb.: Sabic)

Sabic, Sittard (Niederlande), entwickelt thermoplastisch basierter Lösungen für die Elektromobilität und bringt seine Expertise ein, um die Leistung von Elektrofahrzeugen (EV) weiter zu verbessern. Ein Beispiel ist das von der Automotive-Abteilung des Unternehmens entwickelte, EV-Batteriepack-Konzept, dessen systemtechnischer Ansatz die Bedeutung gewichtsparender Kunststoffe unterstreicht und dabei Anforderungen wie Designfreiheit, Leistungsfähigkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit aufgreift.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Batteriepack-Designs mit traditionellen Materialien, wie Aluminium oder anderen Metallen, sieht das Batteriepack-Konzept von Sabic den Einsatz von Leichtbauthermoplasten vor, die potenziell 30 bis 50 % Gewicht pro Baugruppe sparen. Gleichzeitig können sie dazu beitragen, die Energiedichte zu erhöhen, den Montageprozess zu vereinfachen und Kosten zu sparen. Hinzu kommen Möglichkeiten zur Verbesserung von Wärmemanagement, Sicherheit und Crashverhalten.

„Unsere Arbeit an Technologien zur Elektrifizierung von Fahrzeugen erstreckt sich nicht nur auf die einfache Anpassung von Materialien an einzelne Komponenten bestehender Konstruktionen“, sagt Abdullah Al-Otaibi, Geschäftsführer ETP & Market Solutions, Sabic. „Unsere Expertenteams betrachten das EV-Batteriesystem und die Fahrzeugstruktur in ihrer Gesamtheit, um unsere Automobilkunden wirksam dabei zu unterstützen, ihre Entwicklungsziele zu erreichen.“

Das Batteriepack-Konzept nutzt die Eigenschaften und Vorzüge thermoplastischer Polymere für Leistungssteigerung, Kostenreduzierung, Leichtbau und Großserienfertigung. Die wichtigsten Punkte des Konzepts sind:

  • Integration einzelner Akkus in Taschenzellen innerhalb eines dünnwandigen Gehäuses, das aus einem 30 % glasfaserverstärkten, flammwidrigen PP-Compound spritzgegossen wird.
  • Geometrische Merkmale, wie doppelwandige Konstruktion, ein neuartiges Rippenmuster und die Integration von Funktionen – allesamt ermöglicht durch Thermoplaste, um Gewicht zu sparen und die Strukturanforderungen zu erfüllen.
  • Nutzung der anisotropen Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen zur Verbesserung der Wärmemanagementleistung.
  • Integrierte Hybridstrukturen aus Kunststoff und Metall unter Einsatz von Langglasfaser-PP Stamax FR für den Batterieträger, um die Wärmeübertragung zu verbessern, die Fallversuchskriterien zu erfüllen und die erhebliche Aufprallenergie zu absorbieren, die auf die seitlichen Rahmenteile einwirken kann.
  • Eine Batteriepack-Einhausung oder -Abdeckung- aus Stamax FR. Dieses Material erfüllt nicht nur die Anforderungen zur Flammwidrigkeitseinstufung gemäß UL94 V-0, sondern ermöglicht auch die Metallisierung des Bauteils zur Abschirmung gegen elektromagnetische und Hochfrequenzstörungen (EMI/RFI).
  • Weniger Einzelteile und wirtschaftlichere Montage durch die charakteristische Designfreiheit von Thermoplasten.

Sabic hat ein Technologieteam aus leitenden Ingenieuren, Forschungskräften und Wissenschaftlern gebildet. Das Team hat den Auftrag, mit Kunden, Entwicklungspartnern und anderen Akteuren der gesamten Wertschöpfungskette – von OEMs und Systemzulieferern bis hin zu Werkzeugherstellern und Prüfstellen – Gemeinschaftsprojekte zu initiieren.

Als Resultat seiner kontinuierlichen Zusammenarbeit mit der Branche rechnet Sabic damit, dass bereits ab 2024 in serienmäßig gefertigten EVs große Batteriepack-Einhausungen aus seinen Thermoplasten eingesetzt werden. Schon heute besteht die Batteriepack-Abdeckung in einem Plug-in-Hybridfahrzeug in China aus einem Sabic-PP anstelle von Aluminium. Darüber hinaus werden mehrere Sabic-Materialien in EVs weltweit für Bauteile wie Träger und Gehäuse von Batteriezellen und Batteriemodulen eingesetzt.

Neben der Entwicklung neuer, auf die steigenden EV-Anforderungen ausgerichteten Materialien arbeitet Sabic auch an Technologien für die Fertigung von Großformteilen sowie im Bereich der Füge- und Montagetechnik, des Crashverhaltens, des Wärmemanagements für Batterien, der Flammwidrigkeit, der elektrischen Eigenschaften und der Leistungsprüfung.

www.sabic.com

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