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Leichtbau-Gipfel 2020 EDAG: Hochskalierung der Batterieproduktion

Autor: Claus-Peter Köth

Das Batteriegehäuse Scalebat soll die Autobauer bei der Entwicklung flexibler E-Fahrzeug-Plattformen unterstützen. Boden- und Deckelplatte bestehen aus Aluminium.

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Martin Hillebrecht, Senior Expert Innovations der EDAG Engineering GmbH, stellte das skalierbare Batteriegehäuse „SCALEbat“ vor.
Martin Hillebrecht, Senior Expert Innovations der EDAG Engineering GmbH, stellte das skalierbare Batteriegehäuse „SCALEbat“ vor.
(Bild: Stefan Bausewein)

Martin Hillebrecht, Senior Expert Innovations bei EDAG Engineering, stellte auf dem »Automobil Industrie Leichtbau-Gipfel« das skalierbare Batteriegehäuse „SCALEbat“ vor. Es soll die Automobilhersteller und Start-ups bei der Entwicklung flexibler E-Fahrzeug-Plattformen unterstützen. Das Konzept basiert auf der skalierbaren Bodengruppe von EDAG für Elektrofahrzeuge namens „SCALEbase“.

Scalebat zeichne sich nicht nur durch die Skalierbarkeit aus, sondern biete zudem eine ideale Strukturintegration von verschiedenen Batteriesystemen, sagte Hillebrecht. Kunden können die unterschiedlichen Leistungsstufen für den E-Drive und das Batteriemodul gemeinsam fest- und auslegen.

Um Scalebat international bei Kunden implementieren zu können, berücksichtigten die Ingenieure der EDAG Gruppe sowie der Partner Siemens Industry Software, Baomarc Automotive Solutions und Carl Cloos Schweißtechnik in der Entwicklung auch künftige Crash-Anforderungen aus einer Vielzahl von Zielmärkten. Für die Crash-Auslegung verfüge Scalebat über optimierte Lastpfade, speziell für die ambitionierten seitlichen Lastfälle sowie die Frontcrash-Anforderungen zum Schutz der Batteriemodule und der Insassen.

Durch die Anwendung von Stahl-Rollformprofilen für die Rahmenstruktur des Gehäuses lasse sich ein enormes Einsparpotenzial realisieren bei prognostizierten deutlich höheren Stückzahlen als heute. Zudem fielen die Investitionskosten im Vergleich zu herkömmlichen Leichtmetall- oder -Guss-Bauweisen deutlich geringer aus.

Leichtbautür für Nutzfahrzeuge

Außer „Scalebat“ präsentierte EDAG auf dem Leichtbau-Gipfel noch das vom BMWi geförderte Forschungsprojekt „Wirtschaftliche Leichtbautür für Nutzfahrzeuge – WiLeitNu“. Die Türe zeichnet sich durch ein neues Kabinendesign aus, das aerodynamische Vorteile und 20 Prozent kostenneutrale Gewichtsersparnis durch innovative Umform- und Fügetechnik bietet. Sie verfügt über ein hydrogeformtes Rahmenprofil, das eine sehr geringe Sichtwinkelverdeckung ermöglicht. So können Fußgänger besser gesehen und Unfälle vermieden werden. Ein weiteres Merkmal ist das sogenannte Frame-Under-Glass-Konzept für optimierte
Aerodynamik. „Unsere Lkw-Tür verbindet wirtschaftlichen Leichtbau mit fortschrittlicher Aerodynamik“, fasste Franz Lorey, Leiter Nutzfahrzeuge bei EDAG Engineering, zusammen.

Die Bodenplatte des Batteriegehäuses besteht aus einer Sandwichplatte, die aus drei Aluminium-Tiefziehbauteilen aufgebaut ist. Sie wurde so ausgelegt, dass sie die Anforderungen hinsichtlich Überfahrschutz und des sogenannten Pollertests erfüllt. Gleichzeitig beinhaltet die Bodenplatte das Kühlmanagementsystem, das die entstehende Wärme der Batteriemodule beim Schnellladevorgang und während der Belastungszyklen abführt.

Die Deckelplatte, die das Batteriegehäuse nach Montage der Module und Komponenten gasdicht verschließt, besteht ebenfalls aus Aluminium. Die Skalierbarkeit für unterschiedliche Batteriesysteme in Längsrichtung werde laut Hillebrecht durch die entsprechende Zellenanordnung und Verschaltung gewährleistet. In der Basisauslegung wurden eine Low-, Mid- und High-Range-Variante mit 57 kWh, 86 kWh und 114 kWh Batteriekapazität berücksichtigt.

Smart-Factory-Konzept inklusive

Um den Reifegrad und die Prozesssicherheit des Batteriegehäuses zu erhöhen, entwickelte der EDAG-Geschäftsbereich Production Solutions ein Smart-Factory-Produktionskonzept unter Berücksichtigung von Stückzahlszenarien von 50.000 bis 300.000 pro Jahr. Dabei wurden fahrerlose Transportfahrzeuge sowie assistierende Mensch/Maschine- bzw. Maschine/Maschine-Systeme in das Fertigungskonzept integriert.

Optional kann ein Kunststoff-3D-gedruckter aktiver Kühlmittelverteiler implementiert werden, um die entstehende Wärme beim Schnellladevorgang und während der Belastungszyklen thermal zu managen. Dieser Anwendungsfall wurde auf Basis einer Zukunftsfabrikplanung für das Additive Manufacturing erarbeitet. Er zeige auf, dass 3D-Druck nicht teuer sein muss und sich die Herstellkosten in akzeptable Bahnen bewegen können.

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 Claus-Peter Köth

Claus-Peter Köth

Chefredakteur