Hoogspanning composiet batterijbehuizingsconcept ontwikkeld voor e-mobiliteitstoepassingen

Op 1 februari werd gemeld dat Evonik Industries (Essen, Duitsland) en consortiumpartners een lichter en kosteneffectiever hoogspanningsbatterijbehuizingsconcept voor e-mobiliteitsoplossingen hebben ontwikkeld met behulp van glasvezelversterkte epoxyplaatvormmassa (SMC) . Volgens het bedrijf biedt het holistische batterijsysteemconcept de auto-industrie een veiliger en energiezuiniger alternatief voor metalen of duurdere koolstofvezelversterkte kunststoffen.

Hoewel er wereldwijd al miljoenen elektrische auto's en plug-in hybrides op de weg rijden, zijn er volgens Evonik nog steeds geen algemeen geldende normen voor de afzonderlijke componenten. Er worden momenteel echter aanzienlijke inspanningen geleverd om individuele voertuigassemblages te standaardiseren en een marktoverschrijdende componentstandaard vast te stellen.

Het vergroten van de actieradius van de voertuigen door verbetering van de opslagcapaciteit van de accu's en efficiënte energieterugwinning is momenteel een van de belangrijkste aandachtspunten. Bovendien kan het verminderen van het gewicht van de afzonderlijke voertuigcomponenten ook helpen om de hoeveelheid energie te verminderen die nodig is om de rijweerstand te overwinnen (bijv. rollende banden, hellingshoek, acceleratie).

Daartoe zijn Evonik, Forward Engineering, LION Smart, Lorenz Kunststofftechnik en Vestaro (een joint venture van Evonik en Forward Engineering) eind 2019 gaan samenwerken aan een modulaire, multi-materiaalaanpak. onder dit partnerschap kan worden gebruikt voor drie verschillende batterijformaten, 65 kilowattuur (kWh), 85 kWh en 120 kWh voor gebruik in verschillende voertuiggroottes en -klassen. Een van de belangrijkste elementen van het nieuwe batterijconcept is de glasvezel SMC-afdekking. Gebaseerd op Evonik's hoogwaardige epoxyverharder VETALITE S, levert de SMC naar verluidt de prestatieniveaus van de vorige op metaal gebaseerde batterijbehuizingen, terwijl hij aanzienlijk lichter is dan de huidige, meer kostenbesparende SMC-materialen. Verder zou de behuizing het gewicht van de batterijbehuizing met ongeveer 10% verminderen in vergelijking met andere veelgebruikte materiaalcombinaties, zonder enig verlies van mechanische eigenschappen.

"Batterijmodules en hun behuizing zijn een belangrijk gebied geworden voor het verbeteren van de prestaties, efficiëntie en betaalbaarheid van moderne elektrische voertuigen", zegt Dr. Leif Ickert, marketingmanager Composites and Adhesives, Evonik Operations GmbH en algemeen directeur van Vestaro GmbH. “Composiettechnologieën bieden kracht en veelzijdigheid en bieden een veelbelovende oplossing voor toekomstige batterijsysteemconcepten. Onze nieuwe glasvezelversterkte SMC levert de prestaties en economische voordelen die de auto-industrie nodig heeft om de volgende generatie duurzame e-mobiliteitsconcepten vooruit te helpen.”

Evonik zegt dat de glasvezelversterkte epoxy SMC uitstekende mechanische eigenschappen bezit, waaronder buig- en slagvastheid, en door epoxyhars te gebruiken in plaats van de gebruikelijke polyesterhars, zijn andere problemen die vaak optreden tijdens de downstreamverwerking van glasvezelversterkte SMC-materialen geëlimineerd. Bovendien voldoet het aan alle specificaties met betrekking tot brandwerendheid en is het gemakkelijk te verwerken, zelfs wanneer complexe geometrieën vereist zijn. Het gehele concept is met succes getest op geschiktheid voor serieproductie en veiligheid, zelfs onder extreme omstandigheden.

Evonik merkt op dat, consortiumpartner Lorenz Kunststofftechnik, ook een beproefd proces heeft ontwikkeld voor het succesvol recyclen van deze glasvezelversterkte SMC-materialen, een belangrijke factor gezien de toenemende duurzaamheidseisen in de auto-industrie.