Hochintegrierte Bodengruppe in Leichtbauweise: Vortrag gehalten beim Kongress des Forums ElektroMobilität, 10.-11. März 2015, Berlin

Die Umstellung der Fahrzeugantriebe weg von fossilen Energieträgern zugunsten hoch effizienter elektrischer Speicher und Motoren wirkt sich neben dem Antriebsstrang selbst auf eine Vielzahl weiterer Systeme aus. War bei konventionell angetriebenen Fahrzeugen aufgrund des begrenzten Wirkungsgrades der Verbrennungskraftmaschine noch Abwärme und damit thermische Energie in großem Umfang vorhanden, stellt der gute Wirkungsgrad des Antriebes für die Klimatisierung der Elektrofahrzeuge eine Herausforderung dar. Um die aufgrund der im Vergleich zu Benzin oder Diesel geringeren Energiedichte ohnehin knappen Energievorräte zu schonen, gilt es die anfallenden Wärmemengen effizient einzusetzen. Spezifisch für die elektrischen Speicher ist ein streng limitiertes Temperaturfenster, in dem die Kapazität einerseits ausreichend Leistung abgeben kann, ohne andererseits beschleunigte Alterungsprozesse in Kauf nehmen zu müssen. Dieser ‚Wohlfühlbereich‘, der bisher vorrangig den Passagieren geboten wurde muss nun also auch für die elektrischen Speicher sichergestellt werden. Betrachtet man diese Problemstellung vor dem Hintergrund der limitierten Energievorräte an Bord eines Elektrofahrzeugs, so wandelt sich die Fahrzeugklimatisierung zu einem gesamtheitlichen Thermomanagement. Um die Forderung nach einer effizienten Nutzung der Abwärme umzusetzen, sind kurze Wege für die Wärmeübertragung und eine Minimierung der Übergangswiderstände erforderlich. Das Fraunhofer IWU setzt in diesem Zusammenhang auf eine adaptronische Wärmeleitstruktur, die mithilfe thermischer Formgedächtnislegierungen angesteuert wird. Diese erlaubt eine Anpassung an verschiedene Betriebszustände und wird so in die Fahrzeugstruktur implementiert, dass sich aufgrund der Funktionsintegration ein erheblicher Leichtbaueffekt gegenüber den Einzelkomponenten erzielen lässt. Das Batteriesystem ist dabei modular aufgebaut und in eine Fachwerkstruktur eingebettet, die durch optimierte Lastpfade und zugeschnittene Materialeigenschaften für eine ausgezeichnete Crashsicherheit sorgt. Dabei kommt unter anderem die Presshärtetechnologie zum Einsatz. Durch eine ortsaufgelöste Insitu-Wärmebehandlung können Bereiche höchster Festigkeit und Bereiche mit günstigen Fügeeigenschaften in einer Komponente abgebildet werden