Das modulare Batteriefach zeigt, wie Gussteile die Transformation der Mobilität unterstützen: indem sie Kreativität, Flexibilität und Know-how bieten. Erfahren Sie in diesem Artikel, welche Schritte wir unternehmen, um ein sicheres Gehäuse für Batterien in allen benötigten Größen zu entwickeln.
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Die Branche ist dabei, sich zu transformieren, indem sie den Weg zur nachhaltigen Mobilität ebnet. GF Casting Solutions sieht sich nicht nur als Lieferant von hochwertigen Gussteilen, sondern auch als Entwickler, Lösungsanbieter und Partner. Aber welche notwendigen Entwicklungsschritte gibt es und welche relevanten Innovationen in der Produktion unterstützen unsere Kunden im Transformationsprozess und dem technologischen Wandel hin zu einer nachhaltigen Mobilität?
Mit einem globalen Produktionsnetzwerk und einer internen F&E-Abteilung ist GF Casting Solutions gut positioniert, um Kunden in der Transformation zu unterstützen. Unabhängig davon, welche Technologien für Antriebssysteme gewählt werden: elektrisch, hybrid oder Wasserstoff. Die meisten unserer Automobilkunden werden in den kommenden Jahren ihren Anteil an vollelektrisch betriebenen Fahrzeugen in ihrer Flotte drastisch erhöhen. Alle benötigen Batterien in verschiedenen Größen. Deshalb haben unsere F&E-Abteilung und die Produktionsexperten ein modulares Batteriefach entwickelt, um Entwicklungsschritte und Produktionsinnovationen zu demonstrieren.
Die Idee hinter dem modularen Batteriefach-Demonstrator besteht darin, eine leichte und sichere Gehäusestruktur mit integrierten Funktionen wie Kühlung anzubieten, die sowohl für vollelektrische als auch für hybride Elektrofahrzeuge verwendet werden kann. Automobilhersteller profitieren von der Modularität, sobald ihre verschiedenen Fahrzeugmodelle mit vielen unterschiedlichen Batterieg sizes angeboten werden. Besonders für Transporter und kleinere Lkw mit geringeren Volumina als hochvolumige Personenkraftwagen können diese flexiblen Modulargehäuse viel kosteneffizienter sein als maßgeschneiderte, nicht modulare Gehäuse mit niedrigen Volumina.
Die Größenherausforderung: Durch das modulare Design können die Batteriefächer und ihre Module auf bestehenden Druckgussmaschinen gegossen werden – im Gegensatz zu großen Einteiliggehäusen, die häufig die Kapazität von Maschinen mit 4.400 t Schließkraft überschreiten.
Um die Module des Batteriefachs sicher (siehe auch Punkte 4 und 5) zu verbinden, sind unsere Produktionsprozesse flexibel, um die geeignetsten Verbindungstechnologien wie Schweißen, Kleben und Nieten anzubieten.
Es gibt zwei verschiedene Designkonzepte, um die Kühlung in das gegossene Bauteil zu integrieren, die unterschiedliche Produktionsschritte erfordern: Einige Geometrien und Platzierungen erfordern möglicherweise, dass geprägte Bleche durch Löten montiert werden, während es oft möglich ist, die Kühlstruktur direkt in das Design des Gusses zu integrieren. Letzteres verringert die Montageschritte. Simulationen helfen uns, das Design unserer Güsse – sowie das Design der integrierten Kühlsysteme – zu optimieren.
Um sicherzustellen, dass die Geometrie des Gusses sicher ist, verwenden wir FEM-Simulationen während des Entwurfsprozesses. Simulationen helfen uns auch, das Design insgesamt zu optimieren und sicherzustellen, dass der gegossene Rahmen alle Festigkeitsanforderungen erfüllt. Im Falle eines Unfalls müssen die Batteriezellen im Gehäuse die höchsten Sicherheitsstandards erfüllen. Zur Verstärkung können extrudierte Profile durch Schweißen in den Guss eingebracht werden.
Da die Flüssigkeit, die durch den Kühlkreislauf fließt, unter Druck steht, muss das integrierte Kühlsystem unseres Batteriefachs druckdicht sein. Dies kann durch mehrere Tests, die in unserem hauseigenen F&E-Labor in Schaffhausen (Schweiz) durchgeführt werden, gewährleistet werden.
Im gesamten Entwicklungsprozess konzentrieren wir uns auf viele zusätzliche FEA-Simulationen und Bänkerproben: Abhängig von den Eigenschaften und Funktionen der Komponenten simulieren wir Geräusch-Vibration-Rauhigkeit (NVH), führen Lebensdauervorhersagesimulationen durch und analysieren oder testen statische Deformation, dynamisches Verhalten und viele weitere Szenarien.
