Outokumpu und Fraunhofer Ilt arbeiten gemeinsam an Leichtbaulösungen für Elektrofahrzeuge
Krefeld, 21.03.2016: Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT hat ein neuartiges Batteriepack speziell für Elektrofahrzeuge entwickelt. Das sogenannte „Leichtbau-Energiepack“ wurde im Rahmen des Fraunhofer-Projekts „Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität II (FSEM II)“ durch das Fraunhofer ILT erarbeitet und zeichnet sich durch den Einsatz verschiedener Leichtbautechniken sowie durch neuartige Kühl- und Aufbaustrategien aus. Dabei integriert es die verschiedenen Komponenten der Fraunhofer-Institute ISE, IWM und UMSICHT. Neben der Entwicklung von Batteriesystemen sind die Produktions- und Konstruktionstechniken für die Erstellung des Leichtbau-Energiepackgehäuses essenziell für die sichere und kosteneffiziente Nutzung in elektromobilen Anwendungen. Der austenitische ultrahochfeste MnCr-Werkstoff Forta H1000 von Outokumpu konnte dabei eingesetzt werden und ermöglichte die Umsetzung konstruktiver Leichtbaumaßnahmen bei einem gleichzeitig hohen Sicherheitsniveau.
Mit ihrer aktuellen Kooperation verfolgen die Projektpartner das Ziel, das besondere Leichtbaupotenzial der Forta H-Güten für den Bereich der Elektromobilität voll auszuschöpfen. „Ein hohes Energieaufnahmevermögen und eine erhöhte Steifigkeit bei dünneren Wandstärken sind maßgebliche Eigenschaften für die Entwicklung zukünftiger Leichtbaukonstruktionen im Automobilbau. Die Forta H-Güten erfüllen diese Anforderungen“, erklärt Stefan Lindner, Senior Technical Manager Automobilbau bei Outokumpu. „Der Werkstoff zeichnet sich durch eine spezielle Mangan(Mn)-Chrom(Cr)-Verbindung und ein vollaustenitisches Gefüge aus. Der TWIP-Verfestigungsmechanismus1 sorgt für erhöhte Crashsicherheit. Neben dem direkten Leichtbau durch die Darstellbarkeit teils komplexer Bauteile mit erheblicher Steifigkeit bei gleichzeitiger Blechdickenreduktion kann dank des hohen Energieabsorptionspotenzials der H-Serie auch indirekter Leichtbau mittels Ausdünnung benachbarter Komponenten realisiert werden. Mit diesen Eigenschaften ermöglicht das Hochleistungsmaterial neue Leichtbaupotenziale im Fahrzeugbau, und zwar ganz explizit auch im Bereich der Elektromobilität.“
Da die Batterien bei Elektrofahrzeugen meist im Unterboden verbaut sind, gelten für die Ummantelung hohe Anforderungen an Festigkeit und Crashsicherheit. Gleichzeitig müssen die Strukturen möglichst leicht und kompakt sein, weshalb herkömmliche Werkstoffe wie Aluminium oder Kohlenstoffstähle an ihre Grenzen stoßen. „Mit Forta H1000 konnten wir trotz schlanker Strukturen eine sichere Ummantelung konstruieren und dadurch deutlich Gewicht einsparen. Durch die Verwendung von 1,2 Millimeter starken Blechen anstelle von 1,5 Millimeter Wandstärke fallen 20 Prozent Gewicht weg“, beschreibt Dipl.-Ing. Paul Heinen, Leiter des Projekts FSEM II am Aachener Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT. Für eine gewichtsoptimierte Konstruktion des Packs wurde der ultrahochfeste Forta H1000 mit einer Dicke von 1,2 Millimeter mit Organoblech mit einer Dicke von 3 Millimeter kombiniert. Der modulare und austauschbare Aufbau des Leichtbau-Energiepackgehäuses macht eine einfache Zugänglichkeit der Komponenten erforderlich, weshalb eine Rahmenkonstruktion mit integrierten Versteifungsblechen erstellt wurde. Die Verschweißung der Stahlelemente erfolgte durch Einsatz eines Tiefschweißprozesses mit CO2-Laserstrahlung. Durch die Anordnung der Verbindungsstellen konnten Eigenspannungen und Verzug minimiert werden, sodass lediglich eine lokale Anlassbehandlung nach dem Schweißen erforderlich ist.
Von den Vorteilen des neuen Leichtbau-Batteriepacks konnten sich Fachbesucher bereits auf der IAA 2015 in Frankfurt und dem Elektromobilitätskongress 2016 in Berlin überzeugen.
1 Anmerkung: TWIP: Twinning Induced Plasticity; Verfestigung durch Zwillingsbildung
Für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung:
Sven van Zoest
Director Marketing and Communications EMEA
Outokumpu
Tel: +49 (0)2151 832 125
Mobil: +49 (0)173 571 5852
Outokumpu Holding Germany GmbH
Oberschlesienstraße 16
47807 Krefeld
Dipl.-Ing. Paul Heinen
Mikrofügen & Projektleiter FSEM II
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Tel +49 241 8906-145
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
Steinbachstr. 15
52074 Aachen
Die Outokumpu Gruppe
Outokumpu ist international führend im Bereich Edelstahl. Wir erschaffen hochanspruchsvolle Materialien, die effizient, lange haltbar und recycelbar sind – für eine Welt, die ewig währt. Edelstahl, der vor einem Jahrhundert entwickelt wurde, ist das ideale Material, um haltbare Lösungen für anspruchsvolle Anwendungen von Schneidwaren bis zu Brücken, von der Energiebranche bis zur Medizintechnik zu schaffen. Er ist zu 100% recycelbar, korrosionsbeständig, wartungsfrei, langlebig und hygienisch. Outokumpu beschäftigt 11.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter in über 30 Ländern. Der Unternehmenssitz ist im finnischen Espoo. Outokumpu ist am Nasdaq Helsinki notiert.
www.outokumpu.com outokumpu.com/stainless-news choosestainless.outokumpu.com