Elektromobily: skrine batérií z plastu ako nová technológia spoločnosti LANXESS
21.10.2022 – Technické plasty vrátane polyamidu 6 ponúkajú pri konštrukcii skríň batérií pre elektrické vozidlá mnohé výhody – napríklad z hľadiska udržateľnosti, výrobných nákladov, úspory hmotnosti a ekonomickej funkčnej integrácie. Predtým sme sa mohli stretnúť s pochybnosťami, či tieto veľké a zložité komponenty dokážu splniť aj veľmi náročné požiadavky na mechanickú pevnosť a nehorľavosť. Spoločnosti Kautex Textron a LANXESS teraz uskutočnili komplexný výskum práve týchto vlastností pomocou spoločne vyvinutého technologického demonštrátora z polyamidu 6. Spoločnosť LANXESS bola zodpovedná za vývoj materiálu a spoločnosť Kautex Textron za konštrukciu, dizajn a výrobný proces prototypu.
„Najnovší prototyp prešiel všetkými mechanickými a tepelnými skúškami, ktoré sú relevantné pre jeho účel. Okrem toho sa riešilo tepelné riadenie a vzduchotesnosť skrine. Vyrobené komponenty sa ukázali ako technicky bezpečné, čo je veľmi dôležité, pretože sú zložité a vystavené vysokému stupňu namáhania,“ vysvetľuje Dr. Christopher Hoefs, projektový manažér e-Powertrain v spoločnosti LANXESS. Prototyp skrine sa v súčasnosti testuje v skúšobnom vozidle, aby sa overila jeho vhodnosť na každodenné používanie. „V súčasnosti pracujeme na nových vývojových projektoch s výrobcami automobilov s cieľom zaviesť novú technológiu do sériovej výroby,“ vysvetľuje Felix Haas, riaditeľ vývoja produktov spoločnosti Kautex Textron.
Menšia uhlíková stopa
„Výpočty ukázali, že uhlíková stopa plastovej skrine je v porovnaní s hliníkovým variantom o viac ako 40 percent menšia. V porovnaní s kovom je pri výrobe polyamidu 6 nižšia nielen spotreba energie, ale materiál poskytuje aj ďalšie výhody. Polyamid nepotrebuje katódové lakovanie, ktorý je časovo veľmi náročné a zabraňuje korózii tam, kde sa používa oceľ. Tým pádom je plastová skriňa aj energeticky efektívnejšia,“ hovorí Hoefs. Konštrukcia termoplastických komponentov tiež umožňuje ľahšiu recykláciu komponentu v porovnaní s termosetovými materiálmi, ako sú napríklad zmes pre tvarovanie plechu (SMC).
Vysoká odolnosť voči riziku vonkajšieho požiaru
Prototyp bol testovaný v súlade s medzinárodne uznávanými normami pre batériové elektromobily, ako je ECE R100 Európskej hospodárskej komisie alebo čínska norma GB 38031. Veľkoformátová celoplastová skriňa s dĺžkou a šírkou približne 1 400 milimetrov sa osvedčila vo všetkých príslušných testoch. Spĺňa napríklad požiadavky mechanickej nárazovej skúšky, ktorá sa používa na skúmanie správania sa komponentov v prípade silných nárazov, a tlakovej skúšky, ktorú vývojári používajú na skúmanie odolnosti skrine batérie v prípade pomalej deformácie. Výsledky pádových a vibračných testov boli tiež dobré, rovnako ako výsledky testu nárazu zospodu. Týmto testom sa skúma stabilita batérií, ktoré sú zvyčajne umiestnené v podlahe vozidla, v prípade, že sa konštrukcia vozidla dostane do kontaktu so zemou alebo do vozidla narazia veľké kamene. „Všetky výsledky testov potvrdzujú predchádzajúce simulácie a výpočty. V žiadnom zo zaťažovacích stavov nedošlo ku kritickému zlyhaniu plastovej skrine,“ vysvetľuje Haas. Prototyp preukázal aj odolnosť voči vonkajším zdrojom požiaru pod vozidlom v súlade s normou ECE R100 (vonkajší požiar – external fire).
Nižšia hmotnosť, nižšie výrobné náklady
Prototyp bol vyvinutý na základe hliníkovej batériovej skrine stredne veľkého elektrického vozidla a bol navrhnutý pre sériovú výrobu. Vyrába sa jednostupňovým lisovacím procesom so zmesou Durethan B24CMH2.0 na báze polyamidu 6 spoločnosti LANXESS a nevyžaduje si žiadne ďalšie zásahy. Oblasti potenciálneho nárazu sú špeciálne lokálne zosilnené kompozitom Tepex dynalite 102-RGUD600 na báze polyamidu 6, ktorý je vystužený kontinuálnymi vláknami. V porovnaní s hliníkovou verziou sa dosiahla úspora hmotnosti približne 10 %, čo opäť znižuje uhlíkovú stopu vozidla. Integrácia prvkov, ako sú upevňovacie prvky, výstužné rebrá a komponenty tepelného manažmentu, výrazne znižuje počet jednotlivých komponentov v porovnaní s kovovou konštrukciou, čím sa zjednodušuje montáž a znižujú logistické a výrobné náklady.
Nemecký LANXESS patrí medzi svetovú špičku v špeciálnych plastoch
Spoločnosť LANXESS je vedúcim chemickým koncernom, ktorý v roku 2021 dosiahol obrat 7,6 miliardy EUR a v súčasnosti zamestnáva približne 14 900 zamestnancov v 33 krajinách. Kľúčovým odvetvím podnikania spoločnosti LANXESS je vývoj, výroba a predaj chemických medziproduktov, aditív, špeciálnych chemikálií a plastov. LANXESS je členom popredných indexov trvalej udržateľnosti Dow Jones Sustainability Index (DJSI World a DJSI Europe) a FTSE4Good.
Viac informácií o firme nájdete na www.lanxess.com a sociálnych sieťach twitter.com/LANXESS, facebook.com/LANXESS, linkedin.com/company/lanxess a youtube.com/lanxess.
Informačný servis
