Lanxess и Kautex Textron пионерами D-LFT термопластов для легких корпусов батарей EV

Компания по специальной химии Lanxess (Кёльн, Германия) и Kautex Textron GmbH & Co. KG (Бонн, Германия), компания Textron Inc. (Провиденс, Ри, США), несколько лет сотрудничают для демонстрации преимуществ технических термопластов над металлами в корпусах батарей для электромобилей (EV) с точки зрения снижения веса и стоимости, функциональной интеграции и электрической изоляции. Вместе компании разработали демонстратор близкий к серийному в рамках исследования исполнимости. Длиной и шириной около 1400 мм каждый, система представляет собой крупноформатную полностью пластиковую деталь корпуса весом в среднем двузначном килограммовом диапазоне.

«В качестве первого шага мы полностью отказались от металлических армирующих структур, доказывая, что можем коммерчески производить эти сложные крупные компоненты», — объясняет Феликс Хаас, директор разработки продукта в Kautex Textron. В будущем Kautex и Lanxess хотят использовать результаты сотрудничества для вступления в проекты серийного развития с автопроизводителями.

Демонстратор разработан на базе корпуса батарей C-сегмента EV. Он состоит из поддона корпуса с аварийной структурой, крышки корпуса и защиты подboden (подboden). Детали корпуса могут быть произведены в одностадийном процессе литья прямого длинноволокнистого термопласта (D-LFT). Lanxess оптимизировала свою смолу Durethan B24CMH2.0 PA6 как материал для литейной смеси D-LFT; Kautex Textron компаундует PA6 для процесса с пряжей стекловолокна. Непрерывно-волокнистый термопласт Tepex dynalite от Lanxess применяется как арматура для структуры корпуса. «Процесс обеспечивает более короткие и, следовательно, более экономичные циклы, чем процессы обработки стали или алюминия», — объясняет Хаас.

Сегодня, говорит Lanxess, корпуса высоковольтных батарей в основном изготавливаются из экструдированных стальных или алюминиевых профилей. В зависимости от класса автомобиля длина и ширина корпуса могут значительно превышать 2000 или 1500 мм соответственно. Размер, количество компонентов и многочисленные этапы производства и сборки делают металлические корпуса очень затратными. Например, сложные структуры из прессованных профилей требуют много вторичных операций: сварки, штамповки и никелирования. Кроме того, металлические компоненты должны защищаться от коррозии дополнительным процессом катодно-диппого покрытия.

«Пластики, с другой стороны, могут полностью использовать свою свободу дизайна. Интегрируя функции вроде крепежей и компонентов термоуправления, количество отдельных компонентов корпуса батареи можно значительно сократить. Это упрощает сборку и логистические усилия, снижая производственные затраты», — говорит д-р Кристофер Хёфс, менеджер проекта e-Powertrain в Lanxess.

Корпуса высоковольтных батарей должны также соответствовать множеству высоких технических требований, включая высокую жесткость и прочность, поглощение энергии при аварии, огнеупорность и интеграцию корпуса в структуру автомобиля. Lanxess сообщает, что пластики имеют потенциал удовлетворить многие из этих потребностей. Материал коррозионно-стойкий и электрически изолирующий, что обеспечивает сниженный риск короткого замыкания системы. Низкая плотность пластиков и их потенциал для легкого строительства также приводят к значительно более легким корпусам, что благоприятствует, среди прочего, запасу хода EV.

«Мы продолжаем вместе работать над оптимизацией производства и структурного дизайна компонентов. Цель — выполнить большую часть разработки виртуально, чтобы сэкономить затраты на проектирование прототипов и сократить время выхода на рынок будущих серийных компонентов», — говорит Хёфс.