Neuheit gefaltete Batteriewannen: Benteler garantiert die Bauteilfunktionalität, Trumpf sichert den Laserschweißprozess ab. (Bild: Trumpf)
Was haben das Model 3 von Tesla, ein BMW i3 und der Opel Ampera-E gemeinsam? Ihre Batteriewannen wurden aus einzelnen Alu-Extrusionsprofilen aufwendig zusammengeschweißt. Sicherheit steht an erster Stelle: Bei einem Unfall dürfen die Hochvoltbatterien keinesfalls mit anderen Medien in Kontakt kommen. Würde beispielsweise Wasser eintreten, droht nicht nur ein Kurzschluss. Schlimmstenfalls brennt das ganze Auto ab. Crashsicherheit und optimale Dichtigkeit sind ein absolutes Muss.
Vor allem für letzteres will die Geschäftseinheit Electro-Mobility der Benteler Automobiltechnik GmbH sorgen. Die Ingenieure in Paderborn haben sich Gedanken darüber gemacht, wie sich stabile Batteriegehäuse einfach und günstig produzieren lassen. Ergebnis ist das Prinzip einer Faltwanne. Ein ebenes Blech aus Edelstahl oder Aluminium wird in einer Biegeanlage in die gewünschte Kontur gebracht, die Kanten und Ecken anschließend mit einem Laser von Trumpf punktgenau verschweißt. Von den Vorteilen konnte sich carIT bei einer Live-Demonstration überzeugen: Die Wanne wird absolut dicht verschlossen, dank des geringen Wärmeeinflusses gibt es nur minimale Gefügeveränderungen. „Die Schweißnähte sind marginal und ohne erhöhte Wülste, alle Metallflächen bleibt eben“, betont Ludger Gehringhoff, der bei Benteler das Innovationsprojekt leitet. Die gerundeten Schweißnähte sorgen für gleichbleibend homogene Wände. Das ist wichtig, um später die Dichtungen für den Gehäusedeckel korrekt aufbringen zu können und den Zeitaufwand für Nacharbeiten gering zu halten.
Laserkraft: Mit einer Leistung von zwei Kilowatt gegen erhöhte Schweißwülste. Bild: Trumpf
Die gebogene Wanne wird in einer Schweißvorrichtung auf Zwangslage gebracht und von einem Industrieroboter so gewendet, dass der Laserstrahl die Kanten immer präzise trifft. Zum Einsatz kommt ein Hochleistungsfestkörperlaser von Trumpf – er schweißt mit einer Leistung von zwei Kilowatt 1,5 Meter pro Minute und verschmilzt alle Kanten und Ecken ohne Zusatzwerkstoffe.
Stand heute spricht Benteler noch von einer internen Entwicklung. Erklärtes Ziel aber ist es, den Fertigungsprozess schnell serienreif zu machen. Laut Gehringhoff ist ein SOP 2021/2022 denkbar, sobald gegenüber interessierten OEMs alle Nachweise für Maßhaltigkeit und Mediendichtigkeit erbracht sind. Die Bauteilfunktionalität garantiert Benteler, Trumpf zeichnet für die Prozessimplementierung und Umsetzung verantwortlich. „Wir rechnen uns gute Marktchancen aus, weil die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen weltweit stark steigt. Die Kosten für Batteriewannen bewegen sich derzeit auf einem hohen Niveau. Ich bin überzeugt, dass wir sie halbieren können.“ Schon in der nächsten Fahrzeuggeneration, die ihr Debüt in vier bis fünf Jahren hat, sollen teure Batteriegehäuse kein Thema mehr sein.
