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TRENDS » Connected mobile Machines & Mobility (CMM) Bild: Pöppelmann Zu den neuesten Entwicklungen von Pöppelmann K-Tech im Batterie- Bereich für E-Fahrzeuge zählen Zellrahmen für Luxus- Limousinen eines namhaften Herstellers. Kunststoffteile von Pöppelmann K-Tech für zuverlässigen Batterieschutz Hochpräzise Lösungen Pöppelmann K-Tech entwickelt seit mehr als einem Jahrzehnt Komponenten aus Kunststoff für Batteriekonzepte im Bereich der E-Mobilität. Hierbei zählen Eigenschaften wie Hitzebeständigkeit, ein geringes Gewicht, eine kompakte Bauweise und eine besondere Maßgenauigkeit. Inzwischen kann der Kunststoffspezialist für alle am Markt üblichen Zellvarianten besonders sichere und wirtschaftliche Lösungen anbieten. »Sabrina Krechmann, Marketingbeauftragte K-Tech, Pöppelmann GmbH & Co. KG, Lohne E-Mobilität ist in Deutschland zunehmend gefragt: Immer mehr Menschen wollen auf E-Fahrzeuge aller Art umsteigen und damit ihren Beitrag zu mehr Klimaschutz leisten. Alltagstaugliche Batteriekonzepte sind die Voraussetzung dafür, dass sich elektrische Antriebskonzepte durchsetzen. Nicht nur Reichweite und Ladedauer der Batterien spielen dabei eine wichtige Rolle, sondern auch deren wirtschaftliche Herstellung sowie Sicherheit durch eine einwandfreie Befestigung und ein zuverlässiger Schutz im Falle einer Fehlfunktion oder eines Unfalls. Zu den Experten auf diesem Gebiet zählt Pöppelmann K-Tech eine Division der Pöppelmann Gruppe aus dem niedersächsischen Lohne. Der Geschäftsbereich ist auf die Entwicklung und Serienproduktion hochpräziser technischer Kunststofflösungen spezialisiert. Seit mehr als einem Jahrzehnt beschäftigt sich die Forschung und Entwicklung mit den Anforderungen rund um das Thema E-Mobilität. „Damit sind viele neue Herausforderungen an uns herangetragen worden. Entscheidend ist im Bereich der Batterietechnologie unter anderem der Flammschutz und der Schutz vor Chemikalien. Hier müssen Dichtungstechniken greifen, auf die zu 100% Verlass ist“, erklärt Christopher Marischen, Projektleiter beim Spezialisten für technische Kunststofflösungen. IM ÜBERBLICK 2K-Spritzgießen – zuverlässige Verbindung gegensätzlicher Materialien Kunststoffteile: Entwicklung und Fertigung aus einer Hand Kunden profitieren hier von dem umfangreichen Know-how und der langjährigen Erfahrung des Spezialisten im Kunststoffbereich. Darüber hinaus vereint das Unternehmen alle Schritte der Prozesskette unter einem Dach: Vom Design über schnelle Entwicklungstools und den hauseigenen Werkzeugbau bis hin zur effizienten High-end-Serienproduktion. So setzt das Unternehmen zum Beispiel für den Muster- oder Vorserienbau hochmoderne hauseigene 3D-Drucker ein. Diese fertigen innerhalb weniger Stunden aus den vorliegenden CAD-Daten ein dreidimensionales 1:1-Modell. Moderne Werkstoffe unterstützen dabei, die Anforderungen der Bauteile möglichst nah am Serieneinsatz zu erfüllen. Bei der Serienfertigung profitieren Kunden dann von 28 KEM Konstruktion » 07/08 | 2021
den Kompetenzen des Kunststoffspezialisten im Bereich Werkzeugbau inklusive der kurzen Reaktionszeiten und einer hohen Flexibilität bei den Neuanfertigungen und -änderungen von Werkzeugen. Für Branchen, in denen eine kurze Entwicklungszeit ein entscheidender Erfolgsfaktor ist, bietet der Kunststoffspezialist damit einen echten Mehrwert. Dank der langjährigen Erfahrung hat sich der Hersteller in diesem Bereich eine umfangreiche Expertise aufgebaut und kennt die besonderen Anforderungen rund um die E-Mobilität – vom E-Auto bis hin zum Fahrrad mit Elektroantrieb. Kunststoffteile: Funktions - halterung für Batterien „Eingestiegen sind wir in das Thema E-Fahrzeuge mit einer Funktionshalterung für die ersten Batterien des E-Smart“, sagt Marischen. Hierfür startete der Kunststoffspezialist zusammen mit der Daimler-Tochter Accumotive 2011/2012 ein Großprojekt, welches die Entwicklung technischer Einzelkomponenten aus Kunststoff verfolgte. Es beinhaltete Zellrahmen, Isolationsrahmen und Stromkollektorrahmen für die Akkus. Zu den Anforderungen gehörten unter ande- »Eingestiegen sind wir in das Thema E-Fahrzeuge mit einer Funktions - halterung für die ersten Batterien des E-Smart.« Christopher Marischen rem ein hoher Flammschutz, eine möglichst kompakte Auslegung der Bauteile für den begrenzten Bauraum sowie höchste Genauigkeit in Bezug auf die Maße. „Also beispielsweise ein hohes Maß an Dimensionsstabilität der Zellrahmen, damit es auch unter Realbedingungen wie dem Zellwachstum nicht zu unerwünschten Reaktionen kommt“, so Reinhard Thobe, Technischer Vertrieb bei Pöppelmann K-Tech. Die vom Hersteller entwickelte Lösung für den Zellrahmen ist ein Hart-Weichkomponenten-Verbund, auch 2K genannt. Die Hartkomponente sorgt für Stabilität der Rahmen, die Weichkomponente für ein weiches Einbetten der Batteriezellen. Denn beim Beund Entladen können sich die Zellen ausdehnen und müssen daher gut geschützt werden. Die Verwendung eines flammgeschützten Materials nach UL94V0 gewährleistet darüber hinaus höchste Sicherheitsstandards. Die meisten Fahrzeuge der Smart-ED3-Generation sind noch auf den Straßen unterwegs – mit offensichtlich gut geschütztem Akku. Der Kunststoffspezialist ist inzwischen dank seiner Erfahrung in das E-Auto-Projekt eines namhaften Herstellers von Luxus- Limousinen eingebunden und liefert auch hier wieder die Zellrahmen. Kunststoffteile: Zellhalter für E-Roller Für den Kunden Bosch übernahm der Hersteller die Aufgabe, Zellhalter für E-Roller zu entwickeln. Unterschiedliche Batteriepakete von bis zu 196 Zellen mussten verpackt werden. Auch hier wurde von den Zellhaltern eine hohe Maßgenauigkeit verlangt „Um das zu erreichen, setzen wir sehr aufwendige Messprogramme ein, die von CT-Messung bis 3D-Taktil-Messung verschiedene Verfahren anwenden“, erklärt Thobe. Der von den Niedersachsen entwickelte Zellhalter vereint eine hohe Packdichte der Batteriezellen mit geringen Wandstärken des Zellhalters bei einem gleichzeitig hohen Grad an Sicherheit. Besonders an dieser Lösung ist, dass jede Batteriezelle in einer sicheren, stoßunempfindlichen Hülle einzeln verpackt und voll umschlossen ist. Eine Federlagerung sorgt für Schutz der empfindlichen Zellen. „Um dennoch mit dem begrenzten Platz auszukommen, sind wir mit einer Wandstärke von nur 0,7 mm bis an die Grenze des Machbaren gegangen – aber natürlich nur so weit, dass wir eine uneingeschränkte Sicherheit gewährleisten konnten“, erklärt Thobe. Den vorgeschriebenen Propagationstest, auch Nageltest genannt, der die Sicherheit belegen soll, bestand die Lösung problemlos. Die Beispiele beschreiben nur einen kleinen Ausschnitt des Leistungsspektrums des Kunststoffspezialisten. Zudem fertigt der Geschäftsbereich diverse Teile für den Elektroantrieb und entwickelt Werkstoffe für Anforderungen wie Wärmeleitfähigkeit, die im Bereich des E-Bike-Antriebs eingesetzt werden. Thobe unterstreicht: „Ganz gleich, ob Rund-, Pouch- oder Prismenzellen: Wir haben im Batterie-Bereich sehr unterschiedliche Lösungen realisiert und im vergangenen Jahrzehnt mit allen gängigen Zellkonzepten umfangreiche Erfahrungen gesammelt, sodass wir unseren Kunden auf diesem stark wachsenden Markt für alle Anforderungen eine maßgeschneiderte Lösung bieten können.“ (jg) www.poeppelmann.com Bild: Pöppelmann Experte für hochpräzise Bauteile aus Kunststoff: Die Zellrahmen für Lithium-Ionen- Zellen mit einem hohen Maß an Dimensionsstabilität bieten höchsten Schutz auch bei Zellwachstum. INFO Details zum 2K-Spritzgussverfahren von Pöppelmann K-Tech: hier.pro/B3LpD KEM Konstruktion » 07/08 | 2021 29
