TOPSTORY » Hybrider
TOPSTORY » Hybrider Leichtbau Magna Electric Vehicle Structures produziert das Multimaterial- Batteriegehäuse des GMC Hummer E-Vehicles in einem eigens dafür errichteten Werk in St. Clair/Michigan. Bild: GMC Hybride Bauweise sind inzwischen Stand der Technik für Batteriegehäuse. Die Industrie investiert kräftig in neue Fertigungen. Das britische Unternehmen TRB Lightweight Solutions will ab diesem Frühjahr 2021 neu entwickelte Batteriegehäuse für Busse in der dafür errichteten Produktionsstätte in Richmond (US-Staat Kentucky) produzieren und ausliefern. Das Gehäuse mit Ausmaßen von 2 m x 1 m kombiniert einen 2 mm dicken Deckel und eine 4,5 mm dicke Bodenplatte in CF-EP-SMC-Technik mit einem Metallzwischenrahmen. Gefertigt wird es vollautomatisch im „Fast Press Cure“-Verfahren (FPC) in nur 11 min Zykluszeit. Die Hybridkonstruktion wiegt 15 kg gegenüber den 64 kg einer Vollaluminium- Version. Es trägt und schützt sechs 74-kWH-Batterien mit 550 kg Gesamtgewicht. Magna Electric Vehicle Structures errichtete im Februar 2021 ein Werk in St. Clair (US-Bundestaat Michigan), wo Batteriegehäuse in Multimaterial- Bauweise für das 2022er-Modelljahr des Hummer EV von GM produziert werden. Der Batteriebehälter für den „ersten vollelektrischen Super-Geländewagen der Welt“ fasst 24 Batteriemodule „Ultium“. Brian Krull, Direktor von Magna Global Innovation, hob Kostenvorteile hervor: „Multimaterial-Batterie - gehäuse bieten die Möglichkeit, große Teile mit komplexer Geometrie in einteiligen Lösungen herzustellen.“ Die Investitionen in Werkzeuge fielen zum Beispiel um 30 % niedriger aus. Wasserstoff-Tanks ebenfalls hybride Aus heutiger Sicht wird sich die hybride Bauweise auch bei Wasserstoff-Tanks für Brennstoffzellen- Fahrzeuge durchsetzen. Der 2018 im Markt eingeführte Pkw Hyundai Nexo TVEV ist zum Beispiel mit drei H2-Tanks ausgestattet, die einem Druck von 700 bar standhalten. Sie bestehen aus einem Thermoplast-Liner aus PA 6 und zwei duroplastischen GM kündigte das 2022er- Modell des Hummer E-Vehicles als den „ersten vollelektrischen Super- Geländewagen der Welt“ an. Er fasst 24 Batteriemodule „Ultium“. Bild: GMC 30 Industrieanzeiger » 07|2021
FVK-Schichten mit gewickelten Fasern: innen mit Standard-Carbonfasern T700 und außen mit Glas - fasern als schlagzähere Schützhülle. Aktuell verfolgen zwei Projekte das Ziel, Gewicht und Kosten der H2-Tanks zu reduzieren. Das EU- Projekt Light Vehicle 2025 versucht einerseits, das Gewicht mit stärkeren Carbonfasern um 15 % zu senken, und andererseits die Kosten um 20 % zu drücken. Dies soll mit mehr Filamenten in den Fasern gelingen (30K statt 18K). Auch das Projekt Tahya (Tank Hydrogen Automotive) zielt darauf ab, H2-Tanks durch Fasern mit höherer Zugfestigkeit leichter und kostengünstiger zu fertigen. Zum Einsatz kommen sollen T720– statt T700-Carbonfasern. Das Projekt endet am 30. Juni 2021, so dass bereits belastbare Ergebnisse vorliegen. Im Kern geht es um die Frage, wie teuer die Herstellung leichter Tankbehältern wird, die 1 kg Wasserstoff unter 700 bar Druck speichern können. Basierend auf 20.000 Tanks/Jahr als Produktionsmenge gehen die Tahya-Projektpartner davon aus, dass sich die Kosten signifikant senken lassen. Und zwar von heute 500 Euro pro Kilogramm H2 auf 400 Euro im Jahr 2024 und schließlich 300 Euro im Jahr 2030. Entscheidend dafür wird die Menge an Carbonfasern sein, die im Tank verbaut werden müssen. Doch auch wenn sie von heute 11,4 kg auf 10 kg in 2030 fällt, wie prognostiziert, wird Carbon doch der Hauptkostenanteil bei den H2-Tanks bleiben. Die Werkzeugkosten sind relativ hoch beim Blasformen, auch wenn die Tanks eine einigermaßen konstante Wandstärke haben. Daher wird in beiden Projekten versucht, Kostenvorteile durch Rotationsformen zu erzielen. Olivier Perrier, General Manager beim Tahya-Partner Raigi in Frankreich, betont, dass das Unternehmen bereits über 4 Mio. LPG-Tanks durch Rotationsformen hergestellt habe und nun auch H2-Hochdrucktanks so produzieren werde. Der belgische Drucktankhersteller Optimum CPV, ein weiterer Tahya-Partner, will seinerseits auf Basis der Projektergebnisse einen Marktanteil von 30 % bis 50 % bei H2-Tanks in Europa erobern. Dabei ist noch nicht einmal klar, ob es bei der runden Tankform bleibt. Das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden forscht zurzeit im Projekt Bryson mit BMW und weiteren Partnern an flachen, quaderförmigen Formen. Solche Tanks auf Basis thermoplastischer Composites könnten mit inneren Zugverstrebungen stabilisiert werden, um 700-bar-Drücken standzuhalten. Sie würden es BMW ermöglichen, Brennstoffzellentechnik auch in kleinere Modelle einzubauen – und darüber hinaus „universelle Fahrzeugarchitekturen“ über verschiedene Antriebs - arten hinweg zu realisieren, wie es bei BMW heißt. E-MOBILITY Maximale Leistung für Ihr E-Fahrzeug – PerforMore Auf der Suche nach hoher Leistung und Zuverlässigkeit? PerforMore ist ein zweipoliger Hochvolt-Steckverbinder, der für den Einsatz in verschiedenen Schnittstellen im Antriebsstrang wie an Batterien, Wechselrichtern oder Hochspannungsverteileinheiten konzipiert ist. Er bietet erhöhte Sicherheitsmerkmale sowie ein extrem kompaktes Design und wurde unter Berücksichtigung aller geltenden Normen und Industrieanforderungen entwickelt. PerforMore hält mit Ihrem Energiebedarf Schritt. Stromtragfähigkeit bis 400 A Schutzklasse (IP68, IP69) Hochwertige EMV-Schirmung Hohe Vibrationsfestigkeit ISO16750-3 Test IX Mechanische und farbliche Kodierung Schnelle und einfache Montage PerforMore – a key link for high power transfer www.staubli.com/electrical Staubli is a trademark of Stäubli International AG, registered in Switzerland and other countries. © Stäubli 2020 | Photocredits: Stäubli Industrieanzeiger » 07|2021 31
