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

De wondere wereld van bolvlammen, donuts en hoefijzers

De wondere wereld van bolvlammen, donuts en hoefijzers

Bolvlammen zijn zwakke en fragiele bolvormige vlammen die tot voor kort alleen konden bestaan onder gewichtloze omstandigheden. Onderzoekers van de TU/e zijn erin geslaagd om bolvlammen waar te nemen onder normale aardse…

Nieuwe materialen: wanneer geluidsgolven achteruit lopen

Nieuwe materialen: wanneer geluidsgolven achteruit lopen

Akoestische golven in gassen, vloeistoffen en vaste stoffen hebben meestal een bijna constante geluidssnelheid. Uitzondering vormen zogenaamde rotons: de geluidssnelheid verandert sterk met de golflengte en ook…

Over de vooruitgang in 3D-printtechnologie voor sensoren

Over de vooruitgang en uitdagingen bij het 3D-printen van sensoren

De laatste jaren wordt 3D-printtechnologie steeds meer toegepast bij de productie van geavanceerde technische componenten voor sensoren. Vooruitgang in de technologie, waarbij smelt- en stollingsprocessen worden gebruikt…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

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

7 juni 2021, online

Vision, Robotics & Motion business event

Het online alternatief voor de vakbeurs Vision, Robotics & Motion.

29 juni 2021, online

Behoud onderhoudskennis – en ervaring in de energiesector met behulp van Mixed Reality

Hoe kunnen energiebedrijven voorkomen dat waardevolle kennis de deur uitloopt door vergrijzing en andere...

29 juni 2021

Webinar: Hoe machinegegevens te verzamelen en te gebruiken via on-site oplossingen

Gericht op het bruikbaar maken van machine- en procesdata via lokale systemen

Meer agendapunten »