Zur Sicherheit – Massivumgeformte Strukturelemente für Batteriegehäuse
Leichte, funktionell designte Bauteile reduzieren das Gesamtgewicht eines batterieelektrisch betriebenen Fahrzeugs und damit dessen Energieverbrauch. Mit Ideen für massivumgeformte Leichtbaukomponenten aus Aluminium oder Stahl sorgt die Hirschvogel Group dafür, dass die Gewichtseinsparungen nicht zu Lasten der Sicherheit gehen. Ein Beispiel sind innovative Strukturelemente für Batteriegehäuse.
Herzstück eines Elektrofahrzeugs ist der Batteriespeicher. Er besteht aus einem Gehäuseoberteil, den Batteriemodulen, dem Zellmanagement-Controller, dem Hochvoltverbinder, den Steckerleisten, dem Batteriemanagementsystem sowie der Bodenplatte mit dem Kühlsystem und dem Unterbodenschutz. Umfasst werden diese Elemente von einem seitlichen Gehäuse. Es sorgt für Stabilität, unterstützt das Wärmemanagement, schützt zudem vor Umwelteinflüssen wie beispielsweise mechanischen Stößen und übernimmt damit eine zentrale Funktion im Zuge der Crash-Sicherheit.
Eingebauter Aufprallschutz
Für den Batteriespeicher zählt hinsichtlich möglicher Unfallszenarien der Seitenpfahlaufprall zu den größten Belastungsfällen. Laut den Veröffentlichungen einer Vielzahl von Automobilherstellern ist dieser daher maßgebend bei der konstruktiven Auslegung des Batteriespeichers. Beim Sicherheitstest zum Seitenpfahlaufprall trifft laut dem „Euro NCAP Protocol – Crash Protection – Side Impact 2026“ ein batterieelektrisches Fahrzeug mit 32 km/h und einem Querwinkel von 75° auf einen definierten Pfahl. Die durch den Aufprall erzeugte Energie muss durch die Karosserie und das mit ihr verbundene Batteriegehäuse abgebaut werden. Damit die Karosserie und das Batteriegehäuse als funktionale Einheit fungieren können, in der die zu absorbierende Energie optimal verteilt wird, müssen beide aufeinander abgestimmt ausgelegt werden. Dabei ist es mit Blick auf das Gewicht wichtig, strukturelle Redundanzen zu vermeiden.
Hochwertige Werkstoffalternativen
Da das Batteriegehäuse zu den crashrelevanten Fahrzeugstrukturen zählt, ist der Einsatz massivumgeformter Komponenten aus Aluminium oder Stahl von Vorteil. Sie bringen gegenüber Bauteilen aus Guss eine höhere Festigkeit und Duktilität mit. Durch ihre hohe Verformbarkeit vor Bruch tragen sie im Crashfall zum Schutz des Batteriespeichers und damit der Insassen und des Fahrzeugs bei.
Während der Fokus aktuell gewichtsbedingt auf Batteriegehäuse-Komponenten aus Aluminium liegt, treibt die Hirschvogel Group parallel die Entwicklung entsprechender Leichtbauelemente aus Stahl voran. Für den hochfesten Werkstoff sprechen im Vergleich zu Aluminium neben den deutlich geringeren Kosten die bessere CO2-Bilanz bei der Herstellung sowie die energieeffizientere Recyclingfähigkeit. Ziel sind innovative Stahllösungen, die als Aluminiumalternative in Gewicht, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit überzeugen.
Ob Aluminium oder Stahl, auch beim Thema Strukturelemente für Batteriegehäuse unterstützen wir unsere Kunden in der Automotivebranche als Entwicklungspartner und weltweiter Produzent – von der Auslegung des bevorzugten Designs bis zur Serienfertigung.
Bild: Rechter Gehäusearm aus massivumgeformtem Stahl