Neue Rohkarosserieoptionen für schwerere Batterien von Elektroautos: martensitischer HR1500 Stahl in Dicken von 2 bis 4 mm

Die Reichweite ist das maßgebliche Kriterium bei der Kaufentscheidung bei Elektroautos

Für die meisten Käufer von Elektroautos ist die Reichweite der wichtigste Faktor. Punkt. Bis eine neue, leichte Batterietechnologie verfügbar ist, müssen die Elektroautokonstrukteure daher immer höhere Batteriegewichte berücksichtigen. Mit dem höheren Batterie- und Fahrzeuggewicht entstehen neue Herausforderungen an die Crashsicherheit für Batteriepack und Fahrzeuginsassen.

Die verarbeiteten Werkstoffe müssen daher ständig optimiert werden. Da die Höchstgrenze für die Dicke von kaltgewalztem martensitischem Stahl bei 2,1 mm liegt, müssen die Konstrukteure neue Alternativen in Betracht ziehen. 

Geeignet für schwerere Batterien von Elektroautos: HR1500M mit Dicken von 2 bis 4 mm

Um auf diese Situation vorbereitet zu sein, hat SSAB in einem jahrelangen Prozess den warmgewalzten martensitischen Docol^® Stahl mit einer Zugfestigkeit von 1.500 MPa entwickelt.

„Für Automobilkonstrukteure, die aufgrund der schwereren Elektroautobatterien festere Batteriegehäuse und Sicherheitssysteme für die Rohkarosserie benötigen, stehen jetzt gute Optionen bereit“, sagt Robert Ström, Design Specialist Automotive vom SSAB Knowledge Service Center. „Dass martensitischer Docol^® HR1500 Stahl auch eine Gewichtsreduzierung und – durch Vermeiden von Warmumformen – effiziente Gesamtproduktionskosten ermöglicht, sind ausgezeichnete weitere Vorteile. Aber der Hauptfokus liegt hier auf der Ableitung der Crashkräfte durch eine Kombination aus effektiven Konstruktionen und sehr festen Materialien.“

Robert Ström, Design Specialist Automotive vom SSAB Knowledge Service Center. 

„Neben Rollumformen kann martensitischer HR1500 Stahl auch kaltgestanzt werden“, erklärt Ström. „Japanische Automobilhersteller und ihre wichtigsten Zulieferer fertigen inzwischen einige Rohkarosserieteile durch Kaltstanzen von 1,5-GPa-Stählen. Unternehmen in anderen Teilen der Welt führen Kaltstanzversuche für Seitenaufprallträger und Stoßfängerverstärkungen mit 1.500 MPa und 1.700 MPa durch. Wir erwarten, dass die Hersteller bald martensitischen Docol^® HR1500 Stahl in Dicken von 2 bis 4 mm rollumformen und kaltstanzen werden.“

Updates beim Docol^® Konstruktionskonzept für Elektroautos

„Unser Docol^® Konstruktionskonzept für Elektroautos hat großes Interesse bei Herstellern und Zulieferern aller Größenordnungen geweckt“, sagt Ström. „Das Elektroautokonzept umfasst Vorschläge für Batteriegehäuse, Schweller und Querträger. Das Konzept ist ein Konzept: eine Konstruktionstheorie, aber keine einsatzfertigen Konstruktionen für Komponenten.“

„Die Konstruktionstheorie des Elektroautokonzepts wird auf breiter Basis eingesetzt und die Ergebnisse sind sehr positiv. Kunden passen unsere Grundideen an ihre spezifischen Bedürfnisse an – genau so, wie wir es vorgesehen haben. Die Kunden verwenden verschiedene Teile des Konzepts für die Schwellerstruktur, die Bodenquerträger oder die Träger im Batteriepack selbst, um die Batteriezellen zu schützen.“

„Beim Elektroautokonzept wird der Großteil des Stahls noch kaltgewalzt“, erklärt Ström. „Aber mit warmgewalztem Docol^® 1500M konnten wir die Konzepttheorien auf noch schwerere Elektroautos mit Batterie anwenden.“

„Die Konstrukteure kommen mit einer Vielzahl verschiedener Designphilosophien für den Schutz der Batteriezellen zu uns. Die Ideen des Elektroautokonzepts lassen sich an diese unterschiedlichen Ansätze anpassen.“

„Wir behalten das Konzept immer im Hinterkopf, da die Herausforderungen durch die immer schwereren Batterien wachsen“, sagt Ström. „Durch eine möglichst frühzeitige Zusammenarbeit mit dem Hersteller haben wir beste Chancen, um eine optimale Konstruktion zu entwickeln – insbesondere jetzt mit den neuen Möglichkeiten, die martensitischer Docol^® HR1500 Stahl mit einer Dicke von 2 bis 4 mm bietet.“

3D-Rollumformen von martensitischem Stahl: Wer ist der Erste?

Ein Teil des Elektroautokonzepts ist bis auf Weiteres noch nicht umgesetzt worden: 3D-Rollumformen von martensitischem Stahl für Batteriegehäuseprofile, die nur halb so hoch wie anderen Konstruktionen sind.

„Nach unserer Kenntnis setzt kein Autohersteller die 3D-Rollumformtechnologie in der Serienfertigung ein“, so Ström. „Das ist eine Frage von Henne und Ei: Da es bislang niemand gemacht hat, sind die Hersteller zurückhaltend, es als Erster zu machen.“

„Der Vorschlag des Elektroautokonzepts für das Batteriegehäuse sieht ein Netzmuster aus 3D-rollumgeformten Trägern vor, das die Höhe des Netzes um den Faktor zwei reduziert. Das Konzept ist vorhanden. Die Technologie ist vorhanden. Wir glauben, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis ein Hersteller oder Zulieferer von Batteriegehäusen damit anfangen wird.“

Möchten Sie ein Testmuster von warmgewalztem, martensitischem Docol^® 1.500-MPa-Stahl erhalten? Kontaktieren Sie uns und fordern Sie ein Muster oder unsere Vorschläge nach dem Elektroautokonzept an – oder wenn Sie Fragen zum Umformen oder anderen technischen Aspekten haben. Ihre neue, schwerere Elektroautobatterie wird es Ihnen danken.