Naarmate de elektrisch voertuig (EV) delen van de automarkt blijft groeien, heeft de nieuwe manier van voortstuwing de noodzaak gecreëerd om met een frisse blik naar automotive ontwerp, engineering en productie te kijken. De auto-industrie vraagt om lichtere, sterkere en veiligere producten, en de kunststoffen experts van Envalior voldoen aan die eisen met innovatieve nieuwe materialen.
Sprekend op de Society of Kunststoffen Engineers (SPE) 2024 Electric & Autonomous Vehicle (EAV)-conferentie in Troy, Michigan, presenteerde Keith Kauffmann, Automotive Application Development Engineer, Envalior Americas, een sessie over de creatie van de eerste volledig functionele hoogspanningsbatterijbehuizing die volledig van technische kunststoffen is gemaakt.
De batterijlade, een gezamenlijke ontwikkeling van Envalior en Kautex Textron, werd achteraf ingebouwd in een VW ID.3 EV. De tests op systeemniveau zijn afgerond en er zijn momenteel veldtests in voertuigen aan de gang.
"De structurele batterijbehuizing combineert innovatieve materialen en functionele integratie, wat resulteert in een lichtgewicht en kosteneffectieve oplossing ten opzichte van het basisontwerp van metaal", aldus Kauffmann. "Het vertegenwoordigt een oplossing met lagere kosten, een lager gewicht en een lagere ecologische voetafdruk dan het metalen ontwerp."
Het prototype van de batterijlade is gemaakt van Envalior's Durethan® B24CMH2.0 (PA6) in combinatie met directe lange vezeltechnologie (D-LFT), wat resulteert in 45% lange glasvezel in het eindproduct. De batterijlade is versterkt met Tepex thermoplast composietplaattechnologie.
Het PA6 niet-versterkte product is specifiek op maat gemaakt voor D-LFT-compressiegieten. Het is langdurig hittegestabiliseerd tot 160°C, gestabiliseerd voor verwerking blootgesteld aan lucht/zuurstof, geoptimaliseerd voor minder emissies (bijv. rook, dampen) en stroomt gemakkelijk voor een uitstekend vulgedrag met verminderde klemkracht.
Keith Kauffmann ontvangt een sessiecertificaat uit handen van Jeff Helms, voorzitter van de SPE-sessie.
In combinatie met compressiegieten stelt D-LFT de vormer in staat om de glasinhoud gemakkelijk aan te passen (indien nodig) en biedt het ook de vrijheid om van glastype te veranderen of over te stappen op koolstofvezel. Het is geschikt voor geometrieën met aanzienlijke veranderingen in de dikte van de muur.
Compressiegieten maakt ook de optionele combinatie van D-LFT met Tepex composietplaten mogelijk, een oplossing voor structurele verbeteringen en verbeterde bescherming tegen thermisch wegloop.
De gerealiseerde voordelen van thermoplast batterijbehuizingen zijn onder meer:
"Het ontwerp uit één stuk biedt betere maattoleranties dan meerdelige trays, en de eenvoudige constructie vereist minder productieruimte", aldus Kauffmann. "Een verminderd aantal leveranciers betekent minder logistiek en meer materiaal consistentie."
Bovendien voldoet het aan de strenge brand- weerstand-tests van de EV industrie en de eisen voor elektromagnetische afscherming (EMS) door micaplaat en aluminiumfolie toe te voegen.
Wij zijn van mening dat slimmer gebruik van materialen en meer geavanceerde materialen zullen leiden tot verdere consolidatie van onderdelen voor toepassingen zoals de batterijbehuizing", aldus Kauffmann. "Hoewel micaplaat bijvoorbeeld nodig was voor thermisch op hol geslagen bescherming, zijn we van mening dat Tepex potentieel biedt voor thermisch op hol geslagen bescherming die kan worden opgenomen in de bovenklep van de batterijbehuizing."
Als leverancier van oplossingen biedt Envalior tal van oplossingen voor zowel persgieten als spuitgieten met in-house technische knowhow om ontwerp en engineering te ondersteunen.
Kauffmann concludeerde: "We zien meer aantrekkingskracht van de markt voor plastic batterijbehuizingen om de kosten en het gewicht aan te pakken. Hoewel voor dit prototype van de batterijbehuizing is gekozen voor compressiegieten, bestaat er spuitgieten technologie voor het gieten van deze zeer grote onderdelen. De belangrijkste voordelen van spuitgieten zijn een grotere functionele integratie en herhaalbaarheid van processen. Envalior biedt een breed scala aan materialen en technische oplossingen om onze klanten te helpen hun prestatie- en kostendoelstellingen voor batterijbehuizingen te halen."
Wereldwijd manager van berichtgeving en contentontwikkeling
Candace Roulo is Global Manager of Messaging and Content Development voor Envalior. Ze is gevestigd in Troy, Michigan, en is gespecialiseerd in het schrijven van blogs en artikelen over geavanceerde materiaaloplossingen. Voordat ze bij Envalior kwam, bekleedde Candace redactionele functies bij SME en Penton Media. Candace behaalde haar bachelor in communicatie, gespecialiseerd in public relations, aan het College of Communication Arts and Sciences van de Michigan State University.
23 April 2024
