Weniger Ballast für E-Autos

Konventionelle Batteriegehäuse von E-Fahrzeugen Aluminium oder Stahl wiegen rund 300 Kilogramm. Mithilfe von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) lassen sich bis zu 40 % des Gewichts einsparen.

Im Projekt "CosiMo" (Composites for Sustainable Mobility) haben das DLR, die Universität Augsburg und ein Industriekonsortium aus elf Unternehmen die Basistechnologien für geeignete Fertigungsprozesse entwickelt. Ziel war es, die nach wie vor kostenintensive Herstellung von FVK-Bauteilen sowohl ökonomisch als auch ökologisch zu optimieren. Die prototypische Umsetzung erfolgte am DLR-Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) in Augsburg − in Form von Batteriegehäusedeckeln für E-Autos aus Glasfaser-Vliesstoffen.

Ein Ansatz von Cosimo ist, neue Kunstoffmaterialien im bewährten RTM-Prozess (Resin Transfer Moulding) zu verarbeiten. Bei dem Verfahren wird ein vorgeformtes Halbzeug aus technischen Textilien wie etwa Glasfasergewebe in eine Form eingebettet und anschließend mit einer aushärtenden Flüssigkeit wie Epoxidharz getränkt. 

Mit thermoplastischem Kunststoff imprägniert

Allerdings gingen die Forschenden am ZLP Augsburg teilweise andere, nachhaltigere Wege: So wurden bereits recycelte Glasfaser-Vliesstoffe verwendet. Die Textilien wurden statt mit Epoxidharz − das nicht recyclebar ist − mit einem flüssigen thermoplastischen Kunststoff imprägniert. Das bringt insbesondere den Vorteil, dass das spätere Bauteil nach Bedarf wieder aufgeschmolzen werden kann. 

Entstanden sind dabei experimentelle Batteriegehäusedeckel für E-Autos aus dem Endmaterial Polyamid 6, besser bekannt unter dem Handelsnamen Nylon. Seine Verwendung als Epoxidharz-Ersatz ist bisher einzigartig.

Das Projektteam verbindet mit seinem neuen Ansatz die Vorteile einer kostengünstigen Fertigung bei guten mechanischen Materialeigenschaften. Das Bauteil ist außerdem leicht, korrodiert nicht und kann dank seiner thermoplastischen Eigenschaften weiterverarbeitet werden.