CO2 einsparende Leichtbaulösungen am Demonstrator Batteriegehäuse der nächsten Generation

Herausforderung

Um zukünftige Klimaziele zu erreichen, muss kontinuierlich über die gesamte Wertschöpfungskette und über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg CO₂ reduziert werden. Innovative Leichtbaumaterialien, -materialkombinationen, Fertigungstechnologien und multifunktionale Strukturen können einen signifikanten Beitrag zur Umsetzung dieser Ziele leisten und so den Innovationsstandort Deutschland stärken.

Lösung

Im Fokus des Projekts COOLBat stehen die Entwicklung, Optimierung und Skalierung von Leichtbaumaterialien und -technologien für Batteriesysteme z. B. in Elektrofahrzeugen. Am Fraunhofer IST arbeiten wir daran, umweltschädliche, teure und kaum recycelbare Wärmeleitpasten, die zur Kühlung von Batteriezellen eingesetzt werden, durch sogenannte Wärme­leitmatten zu ersetzen. Mithilfe eines REACH-konformen Verfahrens und basierend auf Atmosphärendruckplasma- und elektrochemischen Verfahren werden Wärmeleitmatten aus Naturfaserschäumen mit modifizierten Oberflächen hergestellt. Darüber hinaus werden am Fraunhofer IST die Umweltwirkungen des Batteriegehäuses und seiner Komponenten untersucht. 

Mittels Lebenszyklusanalyse (LCA, engl. Life Cycle Assessment) werden alle Emissionen über den gesamten Lebensweg des Gehäuses betrachtet – von der Materialgewinnung über die Produktion und Nutzungsphase bis hin zum Recycling. Damit können Erkenntnisse gewonnen werden, welche Konzepte auch für die industrielle Verwendung aussichtsreich sind, um damit das Batteriegehäuse umweltfreundlicher zu gestalten. 

Mehrwert

Durch die Reduktion der Anzahl an Einzelsystemen und die Verwendung von integralen Fertigungsprozessen können kosten- und masseintensive Schnittstellen und energieintensive Fügetechnologien reduziert werden. Bezogen auf die Wärmeleitmatten entsteht ein flexibles, wärmeleitfähiges Leichtbauteil für die Integration in das Batteriegehäuse. Die Herstellung erfolgt mit kostengünstigen sowie ressourcenschonenden und umweltunbedenklichen Materialien und Fertigungsprozessen. Dadurch kann Energie im Fertigungs- und Montageprozess eingespart und der CO₂-Ausstoß während der Nutzungsphase reduziert werden.