Leichtbaubatterie

Leichtbau-Energiepack mit integriertem Thermoaggregat

Ziel des Projekts ist ein hochintegriertes, multifunktionales und austauschbares Energiepack bestehend aus Batteriepack, Thermoaggregat und Range Extender. Das modular aufgebaute Pack zeichnet sich durch den Einsatz verschiedener Leichtbautechniken sowie durch neuartige Kühl- und Aufbaustrategien aus.

© Foto Fraunhofer ILT

Elektrische Kontaktierung von Batteriezellen Typ 18650 mittels Laserstrahlschweißen

Im Arbeitsgebiet Batteriepack werden die Stränge des Batteriepacks aus kleinformatigen zylindrischen (z. B. vom Typ 18650) oder prismatischen Zellen aufgebaut. Diese Zellen bieten aufgrund ihres metallischen Gehäuses Möglichkeiten zur direkten Kühlung. Mittels Lasermikroschweißen werden diese Zellen zu Blöcken verschaltet. Hierbei ergeben sich die beiden Aufgabenstellungen der elektrischen und thermischen Kontaktierung der einzelnen Zellen.

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Strukturen aus gefügten FVK-Bauteilen, teilweise mit Metallen

Das Arbeitsgebiet Thermoaggregat beschäftigt sich mit der Speicherung und Verteilung der Wärme in den unterschiedlichen Betriebszuständen des Fahrzeugs. Die Speicherung erfolgt mittels PCM-Slurry. Die Auslegung von diesem Speicher erfolgt parallel zu den Konzepten zur Zellanordnung und -kontaktierung.

© Foto Fraunhofer ILT

Ausschnitt einer Gehäuseecke aus Stahl und FVK

Im Arbeitsgebiet Gehäuse werden die Gehäuse sowohl für die Blöcke als auch für das gesamte Energiepack entwickelt. Neben den integrierten Aufbaukonzepten für Blöcke und Kühlstruktur zeichnet sich das Pack durch den Einsatz von Leichtbautechniken aus.
Das Gehäuse des Energiepacks besteht aus 2 Schalen:

  • Innere Schale für die einzelnen Blöcke aus Kunststoff
  • Gesamtgehäuse für das Einschubmodul aus faserverstärktem Kunststoff mit metallischen Versteifungs- und Verbindungsknoten

Mittels Laserstrahlschweißen werden Kunststoffstrukturen mit Metallknoten- und -anbindungspunkten für die Batteriestränge sicher mit dem Gesamtgehäuse verbunden. Der innovative Aufbau der mechanischen Komponenten im Energiepack basiert auf dieser Kombination aus kostengünstigen standardisierten Leichtbaukomponenten aus FVK und Metall.

Die Ergebnisse der einzelnen Technologieuntersuchungen können im Rahmen von bilateralen Projekten auch in anderen Bereichen eingesetzt werden.

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