IKV, cooperazione Kautex Textron su tutti

Kautex Textron GmbH & Co. KG e i ricercatori dell'Istituto IKV per la lavorazione delle materie plastiche con sede ad Aquisgrana, in Germania, hanno sviluppato un "primo alloggiamento per batterie termoplastiche in scala reale per veicoli elettrici" da 1.600 x 1.300 x 200 millimetri.

Kautex Textron ha mostrato il prototipo finale, chiamato Pentatonic, allo stand dell'IKV International Colloquium Plastics Technology di settembre 2022. Il ricercatore IKV Frederik Block ha descritto lo sviluppo e i test ad Aquisgrana durante una presentazione sull'integrazione del rinforzo in fibra continua nel processo di stampaggio a compressione termoplastico rinforzato con fibra lunga (LFT).

Bloccare; Roman Bouffier, direttore della ricerca Kautex Textron; e Nicolay Bergmann, ingegnere senior dello sviluppo, hanno affermato che la resistenza agli urti elevati è importante per resistere ai danni ai moduli batteria derivanti dall'impatto anteriore, posteriore, sottoscocca (foratura del dissuasore) e da contatto con il veicolo.

Block ha descritto i test a livello di componente su travi nervate termoplastiche a fibra lunga in nylon 6/fibra di vetro, rinforzate con fogli organici prodotti presso il Fraunhofer Institute for Chemical Technology (ICT) di Pfinztal, in Germania, in un processo LFT diretto. Poiché inizialmente tutti non superavano il limite di 100 kN, Block ha disposto diverse strutture di nervature una accanto all'altra per una migliore distribuzione del carico.

Bouffier ha sottolineato le sfide con gli attuali alloggiamenti in metallo. Utilizzano strutture abitative in lamiera d'acciaio imbutita o alluminio e rinforzi interni in profili di alluminio pressofuso, estruso e saldato, con fori faticosamente tagliati e fresati nei profili estrusi.

L'alloggiamento Pentatonico pesa 55 chilogrammi rispetto ai 61 kg e 89 kg degli alloggiamenti equivalenti rispettivamente in alluminio e acciaio. Offre vantaggi chiave nella progettazione della plastica: un risparmio di peso del 15%, un risparmio di costi del 20% e un’impronta di CO2 inferiore del 45% rispetto agli alloggiamenti in metallo [93 kg in meno dell’alluminio, 556 kg in meno dell’acciaio, oltre 200.000 km], ha affermato Bouffier.

L'alloggiamento ha un alto grado di integrazione dei componenti funzionali ed è stampato in un processo one-shot, con flange senza giunzioni, profili UD verticali invece di profili metallici, integrazione della filettatura e "percorso sicuro del refrigerante", ha sottolineato Bouffier.

Havya Premkumar, responsabile tecnico di Kautex Textron, ha dichiarato all'inizio dell'anno: "Ciò che rende unico il nostro sistema di batterie Pentatonic è che non richiede rinforzi metallici. A differenza degli alloggiamenti rigidi in acciaio e alluminio, Pentatonic offre una soluzione personalizzabile e leggera che beneficia dell'integrazione delle funzionalità e gestione termica."

Bouffier si riferiva alla resistenza al fuoco interno ed esterno. In considerazione dell'utilizzo del grado B24CMH 2.0 di GF-nylon 6 e della lastra composita Dynalite 102-RGUD600 Tepex stampata a compressione di Lanxess Germany GmbH, con sede a Colonia, in Germania (padiglione 6, stand C76-C78), a Bouffier è stato chiesto se la fiamma UL94 VO è necessario materiale ritardante. Ha risposto: "Non abbiamo necessariamente bisogno del V-0, ma un design intelligente con la stessa resistenza alla fiamma necessaria determina se i test antincendio vengono superati".

L'impegno di Kautex Textron nei confronti degli alloggiamenti per batterie in materiale termoplastico è stato confermato dall'annuncio, nell'agosto 2021, dell'espansione della produzione presso lo stabilimento di Pinghu, in Cina, con l'installazione di una linea D-LFT basata su una pressa da 5.500 tonnellate, specificatamente per alloggiamenti per batterie pentatoniche e mirata a servire più di cinque clienti locali.

Bouffier ha ammesso la valutazione del materiale a base di polipropilene, ma è stata respinta a causa della resistenza al calore inferiore di 10°C rispetto al nylon. Rudolf Stauber della Stauber-Engineering, ex dirigente della BMW, ha affermato che il trasporto di veicoli su rotaia, strada o nave causa danni a causa di impatti ripetuti. Quindi dovrebbe essere usata una certa ammortizzazione. Un altro ex manager della BMW, Hans Schwager di Consulting4Carbon, che in precedenza aveva guidato lo sviluppo della struttura della cella passeggeri in fibra di carbonio della BMW i3, ha chiesto informazioni sulle variazioni di temperatura, dopo di che Bouffier ha risposto che non era stata testata.

Bouffier ha suggerito che le case automobilistiche potrebbero parlare meglio di riciclaggio, ma ha suggerito che il nylon negli alloggiamenti delle batterie a fine vita potrebbe, in teoria, essere disciolto in soluzione e le fibre di vetro residue macinate e utilizzate per altri scopi, a causa dell'accorciamento della lunghezza delle fibre durante la macinazione, "se idealmente avere un circuito chiuso." Stauber era scettico: "Molte auto sono di proprietà di privati, i cui veicoli vengono smontati in varie parti, mentre il resto finisce in uno dei 66 trituratori in Germania. Non torneranno a Kautex; questo settore è guidato e regolamentato dal mercato". dai politici."