FunTrog

Funktionsintegriertes Batteriegehäuse für Elektrofahrzeuge

Ansatz für das funktionsintegrierte Elektrofahrzeugbauteil ist ein Multi-Material-Mix über die Kombination von Faserverbundwerkstoffen, Aluminiumschaum und Aluminium. Hierbei steht  die Integration von mechanischen Funktionen, des Thermomanagements sowie von Crash- und Intrusionsschutz im Fokus.

© Fraunhofer IWU/Fraunhofer WKI@OHLF

Links: CT-Aufnahme von mit PCM infiltriertem geschlossenzelligen Aluminiumschaum, Rechts: 3D-CT-Aufnahme des Aluminium-FKV Verbundes

© TU BS IWF@OHLF

Fertigungsprozess zur Herstellung der Batteriegehäuseunterschale

Nur über die Integration mehrerer Funktionen in innovative Materialsysteme können steigende Effizienz-, Sicherheits-, Bauraum- und Komfortanforderungen serientauglich realisiert werden.

Das entwickelte Batteriegehäuse wird im Fahrzeugboden positioniert, um einen tiefliegenden Fahrzeugschwerpunkt zu realisieren, und trägt in diesem Bereich zur Strukturversteifung bei.

Die neue multifunktionale Unterschale des Gehäuses ist hauptsächlich in Sandwichbauweise, bestehend aus einem Metalldeckblech, einem Aluminiumschaumkern und einem Organoblech, aufgebaut. Für die Bodenlage aus faserverstärktem Thermoplast wird u.a. der Einsatz von Naturfasern im Hinblick auf Dämpfungseigenschaften und Nachhaltigkeit untersucht.

Über das stoffschlüssig mit dem Aluminiumschaum verbundene Metalldeckblech wird u.a. die Anbindung der Batteriemodule mit speziellen Inserts sowie die Wärmeableitung in den Schaum realisiert. Besonders innovativ ist die Infiltration des in diesem Fall geschlossenporigen Aluminiumschaums mit Phase-Change-Material (PCM). Der Aluminiumschaum-Kern kann somit, zusätzlich zu den Funktionen Intrusionsschutz und Energieaufnahme im Crashfall, das Glätten thermischer Lastspitzen sowie das Puffern überschüssiger Wärme übernehmen.

Schwerpunke des Projekts FunTrog:

-    Entwicklung eines neuartigen funktionsintegrierten Batteriegehäuses

-    Anforderungsgerechte Herstellung von Aluminiumschaumhalbzeugen und biobasierten Faser-Kunststoff-Verbunden

-    Fügetechnologie: Anbindung der Batteriemodule an die Multi-Material-Sandwichstruktur, Fügen von Ober- und Unterschale

-    Funktionsintegration: Integration mechanischer Funktionen, des Thermomanagements sowie von Crash- und Intrusionsschutz

-    Wirtschaftliche Prozesskette: Effiziente Prozessführung, Reduktion von Fertigungsschritten

-    Demonstratorfertigung

Das Projekt wird vom Land Niedersachsen (Fördernummer VWZN2990) gefördert.