EO

Batterijbehuizing van composiet is 40% lichter (video)

09 juni 2021 om 10:15 uur

Bij Fraunhofer LBF is een kostenefficiënte batterijbehuizing voor elektrische voertuigen ontwikkeld die 40 procent lichter is dan een aluminium behuizing. Ondanks de toepassing van vezelversterkte kunststof composieten zijn de kosten van de componenten laag door een speciaal ontwikkeld, fabricageproces en een spanningsgelijkwaardig constructief ontwerp.


De mechanische structuur rond de batterijcellen van elektrische voertuigen, zoals celhouders en vooral de behuizing, worden momenteel van aluminium of staal gemaakt en zorgen voor een hoog totaalgewicht van enkele honderden kilo's bovenop de elektrische componenten.

 

Autofabrikanten hebben het gewicht al verminderd met lichtgewicht composietconstructies. De vezelcomposieten en fabricageprocessen zijn echter nogal duur. Nieuwe klassen van materialen op basis van continu vezelversterkte thermoplasten (CFRTP) en nieuwe hybride fabricageprocessen maken echter nieuwe benaderingen mogelijk, vooral met betrekking tot kostenefficiënte lichtgewichtconstructie in elektromobiliteit. "Dankzij de enorme verscheidenheid aan composietconstructies, materialen en fabricagetechnologieën biedt het ontwerpen met vezelversterkte thermoplasten natuurlijk een groot potentieel op het gebied van lichtgewicht constructies", legt dr. Felix Weidmann uit, die bij Fraunhofer LBF de leiding heeft over dit onderzoeksproject. "De oplossingen moeten echter kostenconcurrerend zijn en rekening houden met het kritieke aspect van brandbestendigheid."


Een team van onderzoekers van Fraunhofer LBF heeft zijn expertise op dit gebied toegepast om een lichtgewicht batterijbehuizing te produceren van continu vezelversterkte thermoplasten in een driedimensionaal (3D) sandwichontwerp, met behulp van een innovatief proces dat het spuitgieten van schuim met een hoge efficiëntie combineert met CFRTP.

 

Klaar in twee minuten

Er wordt gebruik gemaakt van het zogenaamde in-situ CFRTP sandwichproces, waardoor binnen twee minuten, zonder nabewerking, afgewerkte lichtgewicht batterijbehuizingen kunnen worden geproduceerd. Bovendien kunnen functies zoals thermisch isolatievermogen of vlamwerendheid in dezelfde processtap worden geïntegreerd. De structuur van de behuizing bestaat uit twee CFRTP-afdeklagen en een verbindende integrale schuimstructuur ertussen. De deklagen bestaan uit unidirectionele tapes, die eerst worden geweven tot een kruislaag en vervolgens worden geconsolideerd, wat resulteert in het opvallende dambordpatroon. Het laminaat dat het resultaat is van deze processtap wordt vervolgens 3D voorgevormd en aan beide zijden in een speciaal ontwikkelde hybride schuiminjectiematrijs geplaatst. De gecontroleerde injectie van een integraalschuim tussen de laminaten creëert op deze manier de driedimensionale structuur van de behuizing met vezelcomposiet afdeklagen en een schuimkern. De hechting van de CFRTP-afdeklagen en de schuimkern, die van fundamenteel belang is voor de draagkracht van de sandwichconstructie, wordt tijdens het injecteren in situ gerealiseerd.

 

Het stress-equivalent sandwichontwerp resulteert in de hoogste gewichtsspecifieke mechanische eigenschappen, terwijl tegelijkertijd het materiaalverbruik van de gebruikte vezelcomposietlaminaten wordt gereduceerd, aangezien deze laatste alleen worden toegepast op sterk belaste plaatsen. De lage componentkosten worden dus bereikt door de resulterende reductie in materiaalkosten, in combinatie met de zeer korte cyclustijden van het in-situ CFRTP sandwich proces. De vereiste mechanische eigenschappen werden geverifieerd door eindige-elementensimulaties tijdens de ontwerpfase en werden gevalideerd onder reële omstandigheden op de testbank (ISO 12405-2, 12405-3).

 

 

Bron: Kunststof en Rubber
 

Gerelateerd nieuws

Een gevleugelde microchip: de kleinste door mensen gemaakte vliegende structuur ooit

Microchips kunnen nieuw kunstje: vliegen

Ingenieurs van de Northwestern University (VS) hebben een nieuwe mogelijkheid toegevoegd aan elektronische microchips: vliegen. De vliegende chip (of 'microflier') is ongeveer zo groot als een zandkorrel en…

Nieuw motorontwerp kan het gebrul van straaljagers dempen

Nieuw motorontwerp dempt het gebrul van straaljagers

Lucht- en ruimtevaartingenieurs van de Universiteit van Cincinnati (VS) hebben een nieuw mondstukontwerp voor F-18-gevechtsvliegtuigen bedacht om het oorverdovende gebrul van de motoren te dempen zonder de prestaties te…

Wereldprimeur: watertaxi op waterstof

Wereldprimeur: watertaxi op waterstof

In de scheepvaart zien we nog maar weinig toepassingen van waterstof . Dat komt doordat waterstof veel duurder is dan bijvoorbeeld diesel; het nog ontbreekt aan een goede infrastructuur zoals tankstations; en omdat…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Volledig metalen transponderschakelaar CTA

Met een volledig metalen behuizing is deze CTA een nóg sterkere variant dan de kunststof versie.

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

29 september 2021, Groningen

Main Industry

Vakbeurs voor industrial maintenance en smart industry

4 oktober 2021

Week van de mki

FME-week over boeien en binden in de techniek.

13 oktober 2021, Den Bosch

Efficiënt Aandrijven Event 2021

De focus van dit event ligt op energiebesparende oplossingen in de gehele aandrijfketen en niet...

Meer agendapunten »