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Stahl: Gewichts- und kostenoptimiertes Batteriegehäuse

| Redakteur: Frauke Finus

Die Blechexpo hat Thyssenkrupp genutzt, um ein gewichts- und kostenoptimiertes Batteriegehäuse für die -E-Mobilität vorzustellen.

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Am Stand auf der Blechexpo konnten Besucher das neuentwickelte Batteriegehäuse zum Schutz der Fahrzeugbatterie begutachten.
Am Stand auf der Blechexpo konnten Besucher das neuentwickelte Batteriegehäuse zum Schutz der Fahrzeugbatterie begutachten.
(Bild: Thyssenkrupp)

Ohne Stahl keine Elektromobilität. Der Werkstoff Stahl wird entscheidend dabei helfen, Elektromobilität erschwinglich zu machen, wie sich Thyssenkrupp sicher ist. Das Unternehmen hat nun eine Lösung zum Schutz des zentralen Elements im Elektroauto, der Batterie, entwickelt. Die Ingenieure des Stahlbereichs haben ein Batteriegehäuse konstruiert, das nicht mehr wiegt als eine vergleichbare Variante aus Aluminium, dafür aber nur halb so viel kostet, wie es in einer Unternehmensmitteilung heißt.

Die Batterie: Herzstück und zentrales Element im Elektroauto

Die Batterie ist das bestimmende, empfindlichste und zugleich teuerste Bauteil im E-Auto. Sie macht nach Branchenangaben einen Kostenanteil von 30 bis 50 % im Fahrzeug aus. Weltweit arbeiten Fahrzeughersteller an Strategien, Produktionskapazitäten und Lieferinfrastrukturen durch die gesamte Wertschöpfungskette aufzubauen. Umso wichtiger ist es, zum Schutz der Batterie Lösungen zu entwickeln, die die Kosten für E-Fahrzeuge nicht weiter die Höhe treiben, wie Thyssenkrupp mitteilt.

Die Ingenieure des Stahlbereichs haben sich nach Unternehmensangaben intensiv mit dem Schutz des zentralen Bauteils im Elektrofahrzeug beschäftigt. Das Anforderungsprofil ist komplex. Vom Crashschutz über Korrosionsbeständigkeit bis hin zur Kühlung der Batterie hatte das Team verschiedene Aufgabenpakete anzugehen. Die Experten haben einen virtuellen Prototyp entwickelt, der alle Anforderungen an einen bestmöglichen Batterieschutz erfüllt, wie es heißt.

Besonders wichtig: bestmöglicher Crashschutz

Der Crashschutz der empfindlichen Batterie ist besonders wichtig: „Bei einem Crash muss in jedem Fall die Deformation der Batterie vermieden werden“, erläutert Daniel Nierhoff aus dem Forschungsbereich bei Thyssenkrupp Steel. „Weder durch einen Seitenaufprall, noch, wenn das Fahrzeug aufsetzt oder ein Fremdkörper von unten gegen das Batteriegehäuse prallt, darf das Gehäuse auch nur im Geringsten nachgeben. Andererseits soll es so leicht und kompakt wie möglich sein, um den zur Verfügung stehenden Bauraum so effizient wie möglich zu nutzen und so mehr Platz für größere Batterien, die eine höhere Fahrzeug-Reichweite bieten, zu schaffen.“

Der Prototyp sei am Computer aufgebaut, bis in die Rohbauplanung hinein durchgerechnet und in vielen Simulationen und realen Tests abgesichert worden, wie Andreas Untiedt, Kundenprojektingenieur bei Thyssenkrupp Steel berichtet. „Für den bestmöglichen Crashschutz stellte sich heraus, dass unser neues Portfolio an ultrahochfesten Dualphasen- und Mangan-Bor-Stählen die idealen Werkstoffe für unsere Baugruppe sind.“ So werden, je nach Werkstoffphilosophie der Hersteller, Wege sowohl über die Kalt- als auch über die Warmumformung ermöglicht, heißt es weiter.

Korrosionsschutz und effiziente Kühlung

Das Batteriegehäuse muss wegen seiner exponierten Lage am Fahrzeugboden äußerst korrosionsbeständig sein. Auch hier kann das neuentwickelte Bauteil durch hochwertige Beschichtungen optimalen Schutz bieten, wie das Unternehmen mitteilt. Für das ebenfalls wichtige Thermomanagement der Batterie lasse sich eine Flüssigkeitskühlung in die Struktur integrieren.

Verglichen mit einem Batteriegehäuse aus Aluminium biete der 150 kg schwere Prototyp aus Stahl die gleiche Performance, koste aber nur die Hälfte. „Wir sind überzeugt von unserer Entwicklung und sehen gute Chancen, mit ihr die Elektromobilität weiter nach vorne zu bringen“, resümiert André Matusczyk, CEO der Business Unit Automotive bei Thyssenkrupp Steel. „Wir freuen uns darauf, das Konzept unseren Kunden vorzustellen“.

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