Crash-proof batterijbescherming voor elektrische auto's

AUTOMOBIL

Details: Gepubliceerd: 02.09.2011; Laatst bijgewerkt: 08.06.2022; Hits: 7565

Fraunhofer-onderzoekers hebben een batterijbox voor lithium-ionbatterijen vervangen door een lichtgewicht component. De koffer bespaart niet alleen gewicht en overleeft ongevallen zonder schade - voor het eerst kan deze op massaproductie worden geproduceerd. Kortom, de ingenieurs willen de symbiose tussen elektromobiliteit en lichtgewicht constructie met beslissende stappen verleggen. Het doel is om individuele elementen in het voertuig geleidelijk te vervangen door lichtgewicht componenten.

Dat dit mogelijk is bewijzen de onderzoekers met de Artega GT, een prototype dat is omgebouwd tot een elektrisch aangedreven sportwagen en waarvan de elektromotor achterin zit: de experts, samen met collega's van de Fraunhofer Institutes for Mechanics of Materials IWM , voor structurele duurzaamheid en systeembetrouwbaarheid LBF en voor kortetermijndynamiek , heeft Ernst-Mach-Institut EMI een grootschalige, crashbestendige batterijbehuizing ontwikkeld die aan de hoge eisen voldoet. De batterijbehuizing, die de batterij van 35 kg omsluit, weegt slechts 340 kg.

“Conventionele staaloplossingen wegen tot 25% meer. De accubak overleeft een ongeval uitgaande van tien keer de versnelling door de zwaartekracht. En zelfs als een puntig voorwerp de behuizing raakt met 60 km/u, blijft de zeer gevoelige batterij binnenin ongedeerd. Bovendien zijn de 16 lithium-ion-modules beschermd tegen vocht. Een semi-permeabel membraan voor drukvereffening garandeert ook dat de batterijcellen kunnen "ademen".

Feiten en componenten van en voor batterijproductie

Het bijzondere aan de nieuwe batterijbescherming zijn de vezelcomposietmaterialen. Voor dergelijke dozen zijn tot nu toe stalen onderdelen aan elkaar gelast. Het probleem: de lichtgewicht componenten moeten ook in massa kunnen worden geproduceerd. Dat kon tot nu toe niet. In de vliegtuigbouw worden bijvoorbeeld al heel lang vezelcomposieten gebruikt, maar er worden er maar een paar honderd per jaar geproduceerd. Met een auto daarentegen kan het enkele duizenden per dag zijn. En grootschalige productie stelt hele andere eisen aan de materialen. Daarom hebben de onderzoekers een speciale procesketen ontwikkeld - met cyclustijden waarmee grote hoeveelheden kunnen worden geproduceerd.

De procesketen is zo ingericht dat veel stappen tegelijk kunnen lopen. Parallel aan de fabricagefase wordt bijvoorbeeld het plastic verwarmd en worden die elementen voorbereid die zorgen voor de belasting en treksterkte of de verbinding met het lager in het achterframe van de Artega. Dit zijn bijvoorbeeld georiënteerde glasvezelstructuren of op maat gemaakte metalen inzetstukken. De afzonderlijke componenten worden vervolgens in een »one-shot-proces« geassembleerd en geperst.