(BIld: SABIC)

Elektromobilität voran getrieben

Auf der Suche nach thermoplastische Lösungen für EV-Batterietechnologien

Während die Automobilhersteller den Wandel hin zur vollelektrischen Mobilität beschleunigen, setzt SABIC die Entwicklung thermoplastisch basierter Lösungen für diesen Trend fort und bringt seine Expertise ein, um dazu beizutragen, die Leistung von Elektrofahrzeugen (EV) weiter zu optimieren. Ein besonderes Beispiel ist das von der Automotive-Abteilung des Unternehmens entwickelte, kunststoffintensive EV-Batteriepack-Konzept, das sich durch einen systemtechnischen Ansatz auszeichnet, der die Bedeutung gewichtsparender Kunststoffe unterstreicht und dabei entscheidende Anforderungen der Branche aufgreift, wie größere Designfreiheit, erhöhte Leistungsfähigkeit, verstärkte Sicherheit und verbesserte Wirtschaftlichkeit.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Batteriepack-Designs mit traditionellen Materialien, wie Aluminium oder anderen Metallen, sieht das Batteriepack-Konzept von des Unternehmens den Einsatz von Leichtbauthermoplasten vor, die potenziell 30 bis 50 Prozent 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 Optimierung 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. „Unsere Expertenteams betrachten das EV-Batteriesystem und die Fahrzeugstruktur in ihrer Gesamtheit, um unsere Automobilkunden wirksam dabei zu unterstützen, ihre kritischsten Entwicklungsziele zu erreichen.

EV-Batteriepack-Konzept

Das Batteriepack-Konzept des Unternehmens nutzt gezielt die Eigenschaften und Vorzüge thermoplastischer Polymere für Leistungssteigerung, Kostenreduzierung, Leichtbau und Großserienfertigung. Highlights des Konzepts:

  • Integration einzelner Akkus in Taschenzellen innerhalb eines dünnwandigen Gehäuses, das aus einem 30 Prozent glasfaserverstärkten, flammwidrigen (FR) Sabic Polypropylen- (PP) Compound spritzgegossen wird.
  • Geometrische Merkmale, wie doppelwandige Konstruktion, ein neuartiges Rippenmuster und einfallsreiche Integration von Funktionen – allesamt ermöglicht durch Thermoplaste, um Gewicht zu sparen und die Strukturanforderungen zu erfüllen.
  • Kreative Nutzung der anisotropen Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen zur Optimierung der Wärmemanagementleistung.
  • Integrierte Hybridstrukturen aus Kunststoff und Metall unter Einsatz von Stamax FR Langglasfaser-PP 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, was Kosteneinsparungen erschließt – dank der charakteristischen Designfreiheit von Thermoplasten.
Kooperative Innovation

Das Unternehmen ist darauf fokussiert, seine Fachkompetenz und sein Portfolio konsequent auszubauen, um die Innovation im Bereich der EV-Batterien und weiterer EV-Anwendungen zu unterstützen. Zu diesem Zweck hat das Unternehmen 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 – herausragende Gemeinschaftsprojekte zu initiieren.

Wir sprechen hier von seismischen Veränderungen im automobilen Ökosystem“, betont Al-Otaibi. „Die Branche kann heutige EV-Technologien nur weiterentwickeln und verbessern, wenn die gesamte Wertschöpfungskette zusammenarbeitet. Dies ist seit Langem schon unsere Überzeugung und unser Geschäftsprinzip. Wir werden auch künftig Kooperationsmöglichkeiten und Partnerschaften verfolgen, die erfolgreiche Innovationen versprechen.

Als Resultat seiner kontinuierlichen Zusammenarbeit mit der Branche rechnet das Unternehmen 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-Hybridfahrzeugs (PHEV) in China aus einem PP anstelle von Aluminium, zugunsten von Leichtbau, erweiterter Designfreiheit, kontrollierter Schwindung und anderen typischen Vorteilen.

Darüber hinaus werden mehrere 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 richtungsweisenden 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.

Quelle: SABIC


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