21_FFG_BioLIB - Biobasierte Multifunktionslaminate in Batteriegehäusen

Projekt: Foschungsprojekt

Projektdetails

Beschreibung

Um die Reichweite und Energieeffizienz von Elektrofahrzeugen erhöhen zu können, muss das Gewicht von Batterien reduziert und der zur Verfügung stehende Raum im Unterboden zwischen Fahrschemel und Hinterachse bestmöglich genutzt werden. Aluminium als Werkstoff für Batteriegehäuse weist ein hohes Leichtbaupotential auf, ist aber hinsichtlich Brandschutz, Kosten und ökologischem Fußabdruck bei der Herstellung nachteilig. Das gilt auch für faserverstärkte Kunststoffe. Mit Elektromobilität gewinnt der ökologische Fußabdruck in der Herstellung und End-of-Life Phase gegenüber der Nutzungsphase an Bedeutung: Nur unter günstigsten Bedingungen amortisiert sich der erhöhte fertigungsbedingte CO2-Ausstoß durch Aluminium und CFK Leichtbau in der Nutzungsphase.
Ein Ansatz zur Reduktion des Gewichts und des Fußabdrucks in der Nutzungsphase als auch des Bauraums und der Kosten von Batterien ist die Funktionsintegration, also, dass Bauteile mehrere multiphysikalische Funktionen übernehmen: Thermoregulierung, Vibrations-Dämpfung, Impakt-Energie-Dissipation, Brandschutz, elektromagnetische Schirmung, … Erfolgt diese Funktionsintegration mit Hilfe biobasierter Laminate kann auch die Umweltbilanz in den Phasen vor und nach der Nutzung aufgebessert werden.
Durch die Kombination Holz und Stahl in einem Batteriegehäuse können günstige strukturmechanische und thermische Eigenschaften beider Materialien einander komplementieren und daher genutzt werden.
Im Projekt Bio!LIB soll nachgewiesen werden, dass durch die Kombination dieser Werkstoffe ein (1) exzellentes Temperatur-Management und (2) Crash-Verhalten, (3) eine verbesserte Vibrations-Dämpfung und (4) ein exzellentes Eingrenzen eines thermischen Durchgehens (auf dem Niveau aktueller State-of-the Art Gehäuse und darüber) erreicht werden kann. Zusätzlich jedoch wird durch eine Funktionsintegration (5) eine Reduktion von Bauraum und Gewicht ermöglicht, bei geringen Kosten und (6) geringerem ökologischen Fußabdruck im Vergleich zu einem Aluminium Gehäuse.
Dieser Nachweis erfolgt anhand eines Segments (in Modul bzw. Zellstapelgröße) eines Batteriegehäuses. Dabei werden auch relevante Aspekte der Verbindungs-, Fertigungstechnik, der Dauerhaftigkeit, sowie der Materialtrennung und des Recyclings untersucht, um Fertigungskosten als auch ökologischen Fußabdruck zu minimieren.
StatusLaufend
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/04/2131/03/24