Evonik introduceert lichter, kosteneffectief hoogspannings batterijbehuizing met glasvezel SMC

Op 1 februari werd gerapporteerd dat Evonik Industries (Essen, Duitsland) en consortialpartners een lichter en kosteneffectiever hoogspannings batterijbehuizingconcept voor e-mobiliteitsoplossingen hebben ontwikkeld met behulp van glasvezel-versterkte epoxy sheet molding compound (SMC). Volgens het bedrijf biedt het holistische batterijsysteemconcept de auto-industrie een veiliger en energie-efficiënter alternatief voor metalen, of duurdere koolstofvezel-versterkte kunststoffen.

Hoewel miljoenen elektrische auto's en plug-in hybrids al op de wegen wereldwijd rijden, zegt Evonik, zijn er nog steeds geen algemeen toepasbare standaarden voor de individuele componenten. Er worden echter aanzienlijke inspanningen geleverd om individuele voertuigassemblages te standaardiseren en een cross-marktkaderstandaard te vestigen.

Het vergroten van het bereik van de voertuigen door de opslagcapaciteit van de batterijen te verbeteren en efficiënte energieherwinning is momenteel een van de belangrijkste focusgebieden. Daarnaast kan het verminderen van het gewicht van de individuele voertuigcomponenten helpen om de hoeveelheid energie te verminderen die nodig is om rijweerstand te overwinnen (bijv. bandenrol, helling, versnelling).

Toegepast op dit doel, begonnen Evonik, Forward Engineering, LION Smart, Lorenz Kunststofftechnik en Vestaro (een joint venture van Evonik en Forward Engineering) aan het einde van 2019 samen te werken aan een modulaire, multi-materiaal benadering. Het composiet batterijbehuizingconcept dat onder deze partnership is ontwikkeld, kan gebruikt worden voor drie verschillende batterijformaten, 65 kilowattuur (kWh), 85 kWh en 120 kWh voor gebruik in diverse voertuiggrootten en klassen. Een van de sleutelelementen van het nieuwe batterijconcept is de glasvezel SMC-deksel. Gebaseerd op Evonik's hoogpresterende epoxy hardener VESTALITE S, levert de SMC rapporteerbaar de prestatieniveaus van de eerdere metaal-gebaseerde batterijbehuizingen, terwijl het aanzienlijk lichter is dan de huidige, meer kostprohibitieve SMC-materialen. Verder wordt gezegd dat de behuizing het gewicht van de batterijbehuizing met ongeveer 10% reduceert vergeleken met andere veelgebruikte materiaalcombinaties, zonder verlies aan mechanische eigenschappen.

"Batterijmodules en hun behuizing zijn een sleutelgebied geworden voor het verbeteren van de prestaties, efficiëntie en betaalbaarheid van moderne elektrische voertuigen," zegt Dr. Leif Ickert, marketing manager Composites and Adhesives, Evonik Operations GmbH en managing director, Vestaro GmbH. "Composiettechnologieën bieden sterkte en veelzijdigheid, en bieden een veelbelovende oplossing voor toekomstige batterijsysteemconcepten. Onze nieuwe glasvezel-versterkte SMC levert de prestaties en economische voordelen die de auto-industrie nodig heeft om de volgende generatie duurzame e-mobiliteitsconcepten vooruit te drijven."

Evonik stelt dat de glasvezel-versterkte epoxy SMC uitstekende mechanische eigenschappen bezit, inclusief buig- en sloopsterkte, en door het gebruik van epoxyhars in plaats van de gebruikelijke polyesterhars, andere problemen die vaak worden tegengekomen tijdens downstream verwerking van glasvezel-versterkte SMC-materialen, zijn geëlimineerd. Bovoldoet het aan alle specificaties brandweerstand en is het gemakkelijk te verwerken zelfs wanneer complexe geometrieën worden gevraagd. Het gehele concept is met succes getest op geschiktheid voor serieproductie en veiligheid zelfs onder extreme omstandigheden.

Evonik merkt op dat consortialpartner Lorenz Kunststofftechnik ook een vastgesteld proces heeft ontwikkeld voor het met succes recyclen van deze glasvezel-versterkte SMC-materialen, een belangrijk factor gezien de toenemende duurzaamheidseisen in de auto-industrie.