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Pressemitteilung der Outokumpu Gruppe, Krefeld

Outokumpu und Fraunhofer Ilt arbeiten gemeinsam an Leichtbaulösungen für Elektrofahrzeuge

Leichtbau-Batteriepack aus Forta H1000 erfüllt anspruchsvolle Leichtbau- und Sicherheitsanforderungen von Elektrofahrzeugen

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT hat ein neuartiges Batteriepack speziell für Elektrofahrzeuge entwickelt. Das sogenannte „Leichtbau-Energiepack“ wurde im Rahmen des Fraunhofer-Projekts „Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität II (FSEM II)“ durch das Fraunhofer ILT erarbeitet und zeichnet sich durch den Einsatz verschiedener Leichtbautechniken sowie durch neuartige Kühl- und Aufbaustrategien aus. Dabei integriert es die verschiedenen Komponenten der Fraunhofer-Institute ISE, IWM und UMSICHT. Neben der Entwicklung von Batteriesystemen sind die Produktions- und Konstruktionstechniken für die Erstellung des Leichtbau-Energiepackgehäuses essenziell für die sichere und kosteneffiziente Nutzung in elektromobilen Anwendungen. Der austenitische ultrahochfeste MnCr-Werkstoff Forta H1000 von Outokumpu konnte dabei eingesetzt werden und ermöglichte die Umsetzung konstruktiver Leichtbaumaßnahmen bei einem gleichzeitig hohen Sicherheitsniveau.

Mit ihrer aktuellen Kooperation verfolgen die Projektpartner das Ziel, das besondere Leichtbaupotenzial der Forta H-Güten für den Bereich der Elektromobilität voll auszuschöpfen. „Ein hohes Energieaufnahmevermögen und eine erhöhte Steifigkeit bei dünneren Wandstärken sind maßgebliche Eigenschaften für die Entwicklung zukünftiger Leichtbaukonstruktionen im Automobilbau. Die Forta H-Güten erfüllen diese Anforderungen“, erklärt Stefan Lindner, Senior Technical Manager Automobilbau bei Outokumpu. „Der Werkstoff zeichnet sich durch eine spezielle Mangan(Mn)-Chrom(Cr)-Verbindung und ein vollaustenitisches Gefüge aus. Der TWIP-Verfestigungsmechanismus1 sorgt für erhöhte Crashsicherheit. Neben dem direkten Leichtbau durch die Darstellbarkeit teils komplexer Bauteile mit erheblicher Steifigkeit bei gleichzeitiger Blechdickenreduktion kann dank des hohen Energieabsorptionspotenzials der H-Serie auch indirekter Leichtbau mittels Ausdünnung benachbarter Komponenten realisiert werden. Mit diesen Eigenschaften ermöglicht das Hochleistungsmaterial neue Leichtbaupotenziale im Fahrzeugbau, und zwar ganz explizit auch im Bereich der Elektromobilität.“

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Der Sonderwerkstoff Forta H1000 von Outokumpu ermöglicht die Umsetzung konstruktiver Leichtbaumaßnahmen im Energiepack, das im Rahmen des Projekts „Fraunhofer Systemforschung Elektromobilität II (FSEM II)“ in gemeinsamer Kooperation von Outokumpu und dem Fraunhofer-Institut ILT entwickelt wurde. (Bildquelle: Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, Aachen.)

Da die Batterien bei Elektrofahrzeugen meist im Unterboden verbaut sind, gelten für die Ummantelung hohe Anforderungen an Festigkeit und Crashsicherheit. Gleichzeitig müssen die Strukturen möglichst leicht und kompakt sein, weshalb herkömmliche Werkstoffe wie Aluminium oder Kohlenstoffstähle an ihre Grenzen stoßen. „Mit Forta H1000 konnten wir trotz schlanker Strukturen eine sichere Ummantelung konstruieren und dadurch deutlich Gewicht einsparen. Durch die Verwendung von 1,2 Millimeter starken Blechen anstelle von 1,5 Millimeter Wandstärke fallen 20 Prozent Gewicht weg“, beschreibt Dipl.-Ing. Paul Heinen, Leiter des Projekts FSEM II am Aachener Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT. Für eine gewichtsoptimierte Konstruktion des Packs wurde der ultrahochfeste Forta H1000 mit einer Dicke von 1,2 Millimeter mit Organoblech mit einer Dicke von 3 Millimeter kombiniert. Der modulare und austauschbare Aufbau des Leichtbau-Energiepackgehäuses macht eine einfache Zugänglichkeit der Komponenten erforderlich, weshalb eine Rahmenkonstruktion mit integrierten Versteifungsblechen erstellt wurde. Die Verschweißung der Stahlelemente erfolgte durch Einsatz eines Tiefschweißprozesses mit CO2-Laserstrahlung. Durch die Anordnung der Verbindungsstellen konnten Eigenspannungen und Verzug minimiert werden, sodass lediglich eine lokale Anlassbehandlung nach dem Schweißen erforderlich ist.

Von den Vorteilen des neuen Leichtbau-Batteriepacks konnten sich Fachbesucher bereits auf der IAA 2015 in Frankfurt und dem Elektromobilitätskongress 2016 in Berlin überzeugen.

1 Anmerkung: TWIP: Twinning Induced Plasticity; Verfestigung durch Zwillingsbildung

Für weitere Informationen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung:

Sven van Zoest                         

Director Marketing and Communications EMEA

Outokumpu

Tel: +49 (0)2151 832 125

Mobil: +49 (0)173 571 5852

sven.vanzoest@outokumpu.com

Outokumpu Holding Germany GmbH

Oberschlesienstraße 16

47807 Krefeld

www.outokumpu.de

Dipl.-Ing. Paul Heinen

Mikrofügen & Projektleiter FSEM II

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Tel +49 241 8906-145

paul.heinen@ilt.fraunhofer.de

Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Steinbachstr. 15

52074 Aachen

www.ilt.fraunhofer.de

Die Outo­kumpu Gruppe

Outo­kumpu ist inter­na­tio­nal füh­rend im Bereich Edel­stahl. Wir erschaf­fen hoch­an­spruchs­volle Mate­ria­lien, die effi­zi­ent, lange halt­bar und recy­cel­bar sind – für eine Welt, die ewig währt. Edel­stahl, der vor einem Jahr­hun­dert ent­wi­ckelt wurde, ist das ideale Mate­rial, um halt­bare Lösun­gen für anspruchs­volle Anwen­dun­gen von Schneid­wa­ren bis zu Brü­cken, von der Ener­gie­bran­che bis zur Medi­zin­tech­nik zu schaf­fen. Er ist zu 100% recy­cel­bar, kor­ro­si­ons­be­stän­dig, war­tungs­frei, lang­le­big und hygie­nisch. Outo­kumpu beschäf­tigt 11.000 Mit­ar­bei­te­rin­nen und Mit­ar­bei­ter in über 30 Län­dern. Der Unter­neh­mens­sitz ist im fin­ni­schen Espoo. Outo­kumpu ist am Nas­daq Hel­sinki notiert.
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