SunForce™: Verbesserte Sicherheit und Funktionalität in BEV-Rocker-EA-Materialien

Was sind Rocker-EA-Materialien?

Rocker EA-Materialien sind Hohlkörperkomponenten, die üblicherweise aus Aluminium bestehen und an den Seitenwänden von Batteriepacks in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen (BEVs) angebracht sind. Im Falle eines Seitenaufpralls absorbieren diese Komponenten Energie, indem sie sich in sorgfältig entworfene Faltkonfigurationen verformen und so die auf die Batterie übertragene Aufprallkraft minimieren.

Batterien von Elektrofahrzeugen erstrecken sich häufig über die gesamte Unterseite des Fahrzeugchassis. Im Falle eines Seitenaufpralls ist daher nicht nur die Sicherheit der Insassen gewährleistet, sondern es gilt auch, Schäden an der Batterie und Folgevorfälle wie Feuer oder Explosionen zu verhindern. Deshalb zählen EA-Materialien für Schweller zu den wichtigsten Fahrzeugkomponenten.

Herausforderungen bei der Entwicklung von Rocker-EA-Materialien

Bei der Entwicklung von EA-Materialien für Kipphebel muss zunächst sichergestellt werden, dass die Batterie bei einem Seitenaufprall umfassend geschützt bleibt. Insbesondere muss der Absorber den „Standard für seitliche Aufprallkollisionen mit Pfosten“ erfüllen oder übertreffen, der die Erfüllung bestimmter Bedingungen bei einem Seitenaufprall zwischen dem Fahrzeug und einer starren Säule, die einem Strommast ähnelt, vorschreibt.

Gleichzeitig erfordert das Ziel, längere Fahrstrecken zu ermöglichen, dass BEVs mit immer mehr Batteriepaketen ausgestattet werden – bei gleichzeitig möglichst geringem Gewicht der Fahrzeuge. Daher sind Vergrößerungen oder Gewichtszunahmen bei Schweller-EA-Materialien nach Möglichkeit zu vermeiden.

Dadurch entsteht ein Bedarf an neuartigen Materialien, die Aufprallenergie wirksam absorbieren können und dabei nur wenig Platz beanspruchen. Sie erfüllen damit die doppelte Anforderung, Batterien sorgfältig zu schützen und gleichzeitig Kapazitäten für die Installation von Batteriepacks sicherzustellen.

Einsatz von SunForce™ von Asahi Kasei für EA-Materialien für Kipphebel in BEVs

Asahi Kasei empfiehlt unsere technischen SunForce™-Kunststoffschaumperlen zur Verwendung in Schweller-EA-Materialien für BEVs.

Herkömmliche EA-Materialien aus Aluminium für Schweller haben Hohlkörper. Das Füllen dieser Hohlräume mit leichten, hochfesten SunForce™-Komponenten erhöht die Energieabsorption – und trägt so zur Reduzierung von Komponentengröße und -gewicht bei.

Hauptvorteile der Füllung von Rocker-EA-Materialien mit SunForce™

Vorteil 1: Verbesserte Energieabsorption ermöglicht Reduzierung von Bauteilgröße und Gewicht

 

Wenn das hohle Innere eines Aluminium-Schwinghebel-EA-Materials mit SunForce™ gefüllt wird, ermöglichen die Verformung des Aluminiums und die Druckverformung des SunForce™ eine Erhöhung der Gesamtenergieabsorption.

Dieser Effekt wurde durch tatsächliche Experimente bestätigt und quantifiziert: Wie wir in der folgenden Abbildung sehen, erhöht die Füllung mit SunForce™ die Energieabsorption um 24 %.

 

Diese Ergebnisse zeigen, dass Rocker-EA-Materialien trotz ihrer geringen Breite die Wucht von Kollisionen sehr effektiv absorbieren. Dadurch kann die Gesamtgröße der Komponenten reduziert werden – was wertvollen Konstruktionsraum freigibt – und die Aluminiumkomponenten können mit dünneren Wänden konstruiert werden, was ihr Gewicht reduziert. Da SunForce™ im Vergleich zu anderen Schaummaterialien eine herausragende spezifische Festigkeit aufweist, ist ihre Energieabsorptionsleistung ausgezeichnet, ebenso wie ihre Hitzebeständigkeit.

 

Schaumstoff	Energieabsorption	Hitzebeständigkeit
SunForce™	++	++
Polystyrolschaum	++	-
Polypropylenschaum	-	++

 

Vorteil 2: Stabile Leistung dank Deformationsmodus-Steuerung

Wie in der Abbildung unten gezeigt, ermöglicht das Füllen von Aluminium-Schweller-EA-Materialien mit SunForce™-Perlen die Kontrolle des durch Kollisionen verursachten Verformungsmodus (die genaue Art und Weise, in der sich der Schweller im Falle einer Kollision faltet und verformt).

Wie in der Abbildung unten gezeigt, verringert diese Kontrolle über die Verformungsmodi die Schwankungen bei der Energieabsorption während Kollisionen, wie es die Norm für seitliche Pfahlaufprallkollisionen vorschreibt. Auf diese Weise wird die Entwicklung hochgradig reproduzierbarer Materialkomponenten ermöglicht.

Die hohe Robustheit der Deformationsmodus-Steuerung gewährleistet auch dann eine wirksame Energieabsorption, wenn die Aufprallkraft bei einem Aufprall nicht zwangsläufig in senkrechter Richtung, sondern in einem schrägen Winkel einwirkt.

Diese Vorteile stellen sicher, dass mit SunForce™ gefüllte EA-Materialien für Schweller eine wirksame Stoßdämpfung bieten und gleichzeitig den Platz- und Gewichtsbedarf reduzieren, was dazu beiträgt, BEVs sicherer und funktionaler zu machen.

Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf.