Continental Structural Plastics (CSP) stellte heute gemeinsam mit seiner Muttergesellschaft Teijin eine innovative Technologie für Wabenplatten der Klasse A vor, wie auch ein fortschrittliches, aus mehreren Materialien bestehendes Batteriegehäuse für Elektrofahrzeuge, das in jeglicher Anzahl der eigenen Verbundstoffformulierungen von CSP geformt werden kann. Diese Komponententechnologien wurden im neuen an der Harmon Road in Auburn Hills, Michigan, gelegenen Advanced Technologies Center entwickelt. Dieses Advanced Technologies Center (Zentrum für fortschrittliche Technologien) ist die zweite Einrichtung für Forschung und Entwicklung (F+E) von CSP in der Stadt.

Diese Pressemitteilung enthält multimediale Inhalte. Die vollständige Mitteilung hier ansehen: https://www.businesswire.com/news/home/20201210005469/de/

A multi-material battery enclosure featuring CSP proprietary materials is just one of the many technologies being developed at CSP's Advanced Technology Center in Auburn Hills, Michigan. (Photo: Business Wire)

A multi-material battery enclosure featuring CSP proprietary materials is just one of the many technologies being developed at CSP's Advanced Technology Center in Auburn Hills, Michigan. (Photo: Business Wire)

Das Advanced Technologies Center ist eine 47.500 Quadratfuß umfassende Anlage, von denen mehr als 24.000 den F+E-Bemühungen für die Entwicklung von Materialien der nächsten Generation gewidmet sind sowie Prozessen dafür, CSP und Teijin über lediglich Sheet Molding Compound-Herstellung (SMC) hinaus in neue Märkte und Technologien einzuführen. Zu der Ausrüstung gehören:

  • 4.000-Tonnen-Presse mit Leveling und Vakuum
  • 750-Tonnen-Presse mit Vakuum
  • 400-Tonnen-Presse mit 10-Zoll-Bett
  • 6 Thermolator-Geräte
  • 2 Fanuc-Roboter
  • CMM

Zu dem Team am Advanced Technologies Center gehören zurzeit 5 Ingenieure und Designer. CSPs Abteilung für fortschrittliche Technologien – zusammen mit F+E sowie Produktentwicklung – besteht aus mehr als 80 Ingenieuren, Designern und Wissenschaftlern. Bevor CSP durch Teijin akquiriert wurde, war diese Anlage ein Forschungs- und Entwicklungszentrum von Teijin and ist der Ort, wo der Sereebo®-Fertigungsprozess entwickelt wurde. Dieser Prozess wird nun dazu genutzt, den mit dem PACE Award ausgezeichneten GMC Sierra Denali CarbonPro® Pickup-Kasten – der erste Kohlenstofffaser-Pickup-Kasten der Branche – herzustellen.

„Hier entwickeln wir Technologien und Processe, die CSPs und Teijins Expertise in den Bereichen thermoplastische und duromere Komposite, Kohlenstofffaser und Fertigung nutzen, um unseren Kunden neue Optionen für bestehende und künftige Fahrzeugprogramme zu bieten“, sagte Hugh Foran, geschäftsführender Direktor, New Business Development, New Markets & Technologies. „Wir können das Gewicht verringern und gleichzeitig die Beständigkeit sowie die Sicherheit für die Insassen verbessern – alles wichtige, für autonome, vernetzte und elektrisch angetriebene Fahrzeuge benötigte Merkmale.“

Waben-Technologie

Im Anschluss an Teijins Erwerb von CSP begann das Advanced Technologies Center damit, die Aktivitäten auf die gleichzeitige Einbeziehung von weiter gefassten F+E-Fähigkeiten überzuleiten. Das erste von diesen Projekten ist der neue Wabenfertigungsprozess, der ultra-leichtgewichtige Platten der Klasse A erzeugt. Diese als „Sandwich“-Komposite erachteten Platten nutzen einen leichtgewichtigen Wabenkern, verkleidet mit Oberflächen aus Naturfaser, Glasfaser oder Kohlenstofffaser, die mit PUR-Harz getränkt werden. Dieser Prozess ermöglicht die Erstellung komplexer Formen und scharfer Kanten und ergibt Platten, die sehr hohe Steifigkeit bei sehr geringem Gewicht bieten.

Batteriegehäuse aus mehreren Materialien

CSP entwickelt und produziert gegenwärtig mehr als 34 verschiedene Abdeckungen für Batteriekästen für Elektrofahrzeuge sowohl in den USA als auch in China. Um ihr Angebot jedoch zu erweitern, und den Kunden ein höherwertigeres Batteriegehäuse zur Verfügung zu stellen, entwickelten CSP und Teijin ein aus mehreren Materialien zusammengesetztes Batteriegehäuse in voller Größe, das aus einer einteiligen Verbundstoffabdeckung und einer einteiligen Verbundstoffwanne mit Aluminium- und Stahlverstärkungen besteht.

Gegenwärtig sehen sich die Automobilhersteller angesichts der aus zahlreichen Stahl- und Aluminiumteilen bestehenden Gehäusen für Elektrofahrzeugbatterien einer ganzen Reihe von Herausforderungen gegenüber; dazu gehören das Gesamtgewicht des Gehäuses (typischerweise mehr als 1.000 Pfund) und die Notwendigkeit zahlreicher Schweißungen, Verbindungselemente und Bolzen, was letztendlich zu Lecks führen kann. Durch die Formung der Abdeckung und er Wanne als jeweils ein einziges Teil hat CSP ein System geschaffen, das einfacher zu versiegeln ist und vor dem Versand zertifiziert werden kann. Das Unternehmen besitzt zwei anhängige Patentanmeldungen für seine innovativen Systeme zur Box-Montage und deren Verschluss.

Auch hat das Unternehmen einen Montagerahmen entwickelt, für den es zwecks Energieabsorption einen Strukturschaum verwendet. Dies ermöglicht die Verringerung der Stärke und des Gewichts des Rahmens bei gleichzeitiger Verbesserung des Verhaltens bei Kollisionen. Zu den weiteren Vorteilen des Batteriegehäuses aus mehreren Materialien gehören:

  • nichtleitfähig
  • kann in komplexen Formen erstellt werden
  • weniger komplexe Ausstattung mit Werkzeugen erforderlich
  • hohe Festigkeit
  • Stabilität, was die Abmessungen betrifft
  • durch die Formung selbst gegebene Versiegelung
  • Möglichkeit integrierter Abschirmung, einschließlich Schutz gegen elektromagnetische Störung
  • Korrosionsbeständig
  • verminderte Kosten für Werkzeuge

Alles in allem ist das Batteriegehäuse von CSP aus mehreren Materialien 15 % leichter als eine Batteriebox aus Stahl. Auch wenn das Gewicht dem eines Aluminiumgehäuses gleicht, bietet doch das CSP-Gehäuse bessere Hitzebeständigkeit als Aluminium, vor allem, wenn das Phenolharzsystem verwendet wird. Hinzu kommt, dass für die einteilige Konzeption der Wanne keinerlei Löcher vorgesehen sind, weshalb auch keine Dichtungen oder Versiegelungen erforderlich sind. Dies schließt nicht nur die Möglichkeit von Undichtigkeiten aus, sondern verringert auch die Produktionskosten und -komplexität insgesamt.

Materialien machen es möglich

Das Erzielen vieler dieser Vorteile wäre nicht ohne die überlegene, durch das F+E-Team von CSP entwickelte Kompositchemie möglich gewesen. Dieses Sortiment von fortschrittlichen Kompositen erlaubt es den Kunden, jene Rezeptur für die Abdeckung und/oder die Basis auszuwählen, die ihre Spezifikationen am besten erfüllt. Zu den Optionen für die Materialien von CSP-Batteriegehäusen gehören:

  • Traditionelles, hochgradig füllendes Polyester/Vinylesterharz ATH-System, das konventionelle SMC-Chemie nutzt, ist einfach an vorhandene Werkzeuge anpassbar und wird für ausgezeichnete, grundlegende Leistung im genau richtigen Design sorgen.
  • Intumeszentes (quellendes) System, das eine dem SMC ähnliche Chemie nutzt, doch bessere Leistungen in Sachen Entflammbarkeit und Hitzeableitung bietet.
  • Phenolharzsystem, das ideal für Hochtemperaturanwendungen ist, wo die Teile bestimmte Anforderungen hinsichtlich Brandschutz, Rauchentwicklung, Entzündung und Giftigkeit erfüllen müssen. Ein Phenolharzsystem besitzt ausgezeichnete Eigenschaften, was die Flammhemmung, Hitze- und Chemikalienbeständigkeit sowie elektrische Nichtleitfähigkeit betrifft.

Jegliche dieser Chemiearten können an die Verwendung unterschiedlicher Fasertypen oder -formate (z. B. Glas/Kohlenstoff/gemischt/sonstige, gehäckselt und/oder ungekürzt) angepasst werden, und alle können in ihrer Rezeptur so konzipiert werden, dass sie die strengsten VOC-Erfordernisse erfüllen.

„Die im Advanced Technology Center geleistete Arbeit in Verbindung mit den in unserer F+E-Einrichtung im Hauptquartier erzielten Fortschritten hinsichtlich der Materialien ermöglicht es CSP, unsere Führungsposition im Bereich fortschrittliche Verbundstoffe beizubehalten und uns als Global Player auf dem Gebiet ‚Multi-Materialien‘ zu etablieren“, sagte Steve Rooney, CEO von CSP. „Im Zusammenspiel mit der von Teijin eingebrachten Expertise für Kohlenstofffaser und Materialien entwickeln wir leichtgewichtige Lösungen, die es unseren Kunden ermöglichen, bei der Fahrzeugkonzeption unkonventionelle Wege zu erwägen.“

Über Continental Structural Plastics

Continental Structural Plastics, ein Unternehmen der Teijin-Gruppe, liefert seit 50 Jahren Spitzentechnologien für Lösungen mit leichten Verbundwerkstoffen für die Automobil-, Lkw-, HLK- und Baubranche. Der Hauptgeschäftssitz von CSP befindet sich in Auburn Hills im US-Bundesstaat Michigan. Das Unternehmen bietet vollumfängliche technische Unterstützungsleistungen und besitzt mehrere Patente, die Materialentwicklungs- und Herstellungsprozesse umfassen. Das Unternehmen ist auf drei Kontinenten tätig und beschäftigt mehr als 4.300 Mitarbeiter. Weitere Informationen finden Sie auf cspplastics.com.

Über die Teijin Gruppe

Teijin (TOKYO: 3401) ist ein global tätiger technologiegetriebener Konzern, der fortschrittliche Lösungen für ökologischen Nutzen, Sicherheit und Katastrophenminderung sowie demografischen Wandel und erhöhtes Gesundheitsbewusstsein anbietet. Teijin wurde 1918 als erster japanischer Viskose-Hersteller gegründet und hat sich zu einem einzigartigen Unternehmen entwickelt, das drei Kerngeschäftsbereiche umfasst: Hochleistungsmaterialien einschließlich Aramid, Kohlenstofffasern und Verbundwerkstoffe sowie Harz- und Kunststoffverarbeitung, Folien, Polyesterfasern und Produktverarbeitung; Gesundheitswesen einschließlich Pharmazeutika und Geräte für die häusliche Gesundheitsfürsorge für Knochen-/Gelenk-, Atemwegs- und Herz-Kreislauf-/Stoffwechselerkrankungen, Krankenpflege und präsymptomatische Gesundheitsfürsorge; und IT einschließlich B2B-Lösungen für Unternehmen sowie medizinische und öffentliche Systeme. Zudem bietet das Unternehmen Paketsoftware und B2C-Online-Dienste für digitale Unterhaltung. Teijin ist seinen Aktionären tief verpflichtet, wie es im Markenstatement „Humane Chemie, Humane Lösungen“ zum Ausdruck kommt, und möchte ein Unternehmen sein, das die Gesellschaft der Zukunft unterstützt. Die Gruppe umfasst mehr als 170 Unternehmen und beschäftigt rund 20.000 Mitarbeiter in 20 Ländern weltweit. Im Geschäftsjahr, das am 31. März 2020 endete, konnte der Konzern einen Umsatz von 853,7 Milliarden JPY (8,0 Milliarden USD) und ein Gesamtvermögen in Höhe von 1.004,2 Milliarden JPY (9,4 Milliarden USD) verbuchen. Weitere Informationen finden Sie auf www.teijin.com.

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