Firmy Lanxess i Kautex Textron poświęciły kilka lat na wspólne badania, czy obudowy akumulatorów dla pojazdów elektrycznych mogą być projektowane i produkowane z termoplastycznych tworzyw konstrukcyjnych.
Jednym z powodów tak szeroko zakrojonych prac było znalezienie technologii produkcji podzespołów, które przyczyniają się do zmniejszenia masy pojazdu, zwiększając tym samym zasięg pojazdów elektrycznych (EV). Zatem celem projektu było wykazanie przewagi jakie mają tworzywa termoplastyczne nad metalami w zakresie redukcji wagi i kosztów, integracji funkcjonalnej oraz izolacyjności elektrycznej.
Obudowy z tworzyw do baterii samochodowych
Jak wynika z informacji przekazanych przez firmę prototypy powstały wykorzystując bezpośrednie termoplasty o długich włóknach (D-LFT) oraz żywice poliamidowe 6 (PA 6). W ramach studium wykonalności opracowany został prototyp. Mierzący 1400 x 1400 mm (długość x szerokość) system jest zaawansowaną, wielkoformatową obudową wykonaną w całości z tworzywa sztucznego.
Jak powstała obudowa wzorcowa ?
Firma Lanxess zoptymalizowała poliamid 6 (PA 6) Durethan B24CMH2.0 jako mieszankę formującą. To umożliwiło z kolei realizację procesu w oparciu o obudowę akumulatora pojazdu elektrycznego segmentu C. Składa się on z tacy obudowy z konstrukcją zderzeniową, pokrywy obudowy i ochrony podwozia. Elementy obudowy są produkowane w jednoetapowym procesie formowania D-LFT
Kautex Textron łączy PA 6 z włóknami szklanymi. Wzmocnienie struktury obudowy jest realizowane przy użyciu kompozytów termoplastycznych wzmacnianych włóknami ciągłymi.
Obudowy akumulatorów wysokiego napięcia
Aktualna technologia produkcji wykorzystuje tradycyjne materiały takie jak aluminium czy stal. Tymczasem w zależności od klasy pojazdu, długość i szerokość obudowy może wynosić odpowiednio ponad 2000 lub 1500 mm. Poza tym wielkość, liczba komponentów oraz liczne etapy produkcji i montażu sprawiają, że obudowy metalowe są bardzo kosztowne
Inną kwestią jest konieczność zabezpieczania tego typu obudów przed korozją oraz innymi czynnikami degradującymi materiał. Tu należy wspomnieć, że tworzywa sztuczne są również odporne na korozję i mają właściwości izolujące. To ostatnie zapewnia na przykład mniejsze ryzyko zwarcia w systemie.
Ważne jest, że obudowy akumulatorów wysokonapięciowych muszą spełniać wiele bardzo wymagających wymagań. Na przykład muszą być sztywne i wytrzymałe, a jednocześnie muszą być w stanie pochłonąć znaczną ilość energii w przypadku zderzenia. Takie obudowy z tworzywa muszą być wykonane z materiałów specjalistycznych.
