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Die Gehäuse von Hochvoltspeichern in batterieelektrischen Autos müssen vielfältigen Anforderungen genügen. Sicherheitsrelevant sind eine hohe Stoßfestigkeit und die Fähigkeit, bei Crashs Energie aufzunehmen oder Schutz vor Kurzschlüssen zu gewähren. Dabei muss das Material hitzebeständig und flammhemmend sein. Eine effiziente Wärmeabfuhr ist ebenfalls essenziell. Dennoch sollen die empfindlichen Zellen bei Minusgraden vor zu starkem Auskühlen geschützt bleiben. Steine oder Streusalz dürfen dem Gehäuse nicht zusetzen. Außerdem soll es sich in die Unterbodenstruktur des Fahrzeugs einfügen, zur Steifigkeit der Karosserie beitragen und mit niedrigem Gewicht die Reichweite des Fahrzeugs erhöhen.
Aluminiumschaum bringt die Voraussetzungen mit, all diese Forderungen gleichermaßen zu erfüllen.
Auf der Battery Show North America Anfang Oktober in Detroit präsentierten das Fraunhofer IWU und der Automobilzulieferer AMSTED ein integral konstruiertes Batteriegehäuse mit Aluminiumschaum-Sandwiches. Dabei handelt es sich um eine spezielle Materialstruktur, die aus zwei festen Aluminiumblechen besteht, die einen inneren Kern aus Aluminiumschaum umschließen. In diese Sandwiches kann bei Bedarf eine Kühlstruktur bzw. ein Wärmespeicher-medium (PCM, Phase Change Material, Phasenwechselmaterialien) eingebracht werden.
Dem Fraunhofer IWU gelang es, PCM in geschlossenporigen Aluminiumschaum zu integrieren. PCM können sehr große Mengen thermischer Energie aufnehmen oder abgeben, während sie ihren Aggregatszustand (fest bzw. flüssig ) ändern – ohne dass sich ihre eigene Temperatur wesentlich verändert. Sie sind damit besonders gut für ein effizientes Thermomanagement in Lithium-Ionen-Batterien geeignet.
Der in Detroit vorgestellte Demonstrator zeigt eine große Bandbreite möglicher Serienlösungen auf. Je nach priorisierten Eigenschaften sind reine AAS (präzise: Aluminium-Aluminiumschaum-Sandwiches), AAS mit infiltriertem PCM, AAS mit Kühlstruktur oder AAS mit Kühlstruktur und PCM umsetzbar.
Damit Batteriegehäuse aus Aluminiumschaum künftig auch in Großserienfahrzeugen Verbreitung finden, richten die Forschenden um Dr. Thomas Hipke und Dr. Rico Schmerler nun den Blick verstärkt auf die Wirtschaftlichkeit. Ein wichtiger Faktor für künftige Herstellpreise ist das Ausgangsmaterial. Hipke: »Wir setzen für die Herstellung des Aluminiumschaums verstärkt auf Recyclingmaterial. Das ist nicht nur wesentlich kostengünstiger, sondern reduziert auch den CO2-Fußabdruck erheblich.«
Dr. Thomas Hipke
Leiter Geschäftsfeld Leichtbau, Energiespeicher und Circular Economy
Fraunhofer IWU
Reichenhainer Straße 88
09126 Chemnitz
thomas.hipke@iwu.fraunhofer.de
Tel. +49 371 5397-1456
https://www.iwu.fraunhofer.de/de/presse-und-medien/presseinformationen/2025-leic...
Dr. Rico Schmerler (links) und Dr. Thomas Hipke auf der Battery Show North America.
Copyright: © Fraunhofer IWU
Möglicher Gehäuseaufbau. In den vier Kammern von links nach rechts: reines AAS, AAS mit infiltrierte ...
Copyright: © Fraunhofer IWU
Pressemitteilung
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars
Electrical engineering, Energy, Environment / ecology, Mechanical engineering, Traffic / transport
transregional, national
Research results, Transfer of Science or Research
German
Dr. Rico Schmerler (links) und Dr. Thomas Hipke auf der Battery Show North America.
Copyright: © Fraunhofer IWU
Möglicher Gehäuseaufbau. In den vier Kammern von links nach rechts: reines AAS, AAS mit infiltrierte ...
Copyright: © Fraunhofer IWU
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