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selectrify® – Stahllösungen für die Elektromobilität

Mit wirtschaftlichen Leichtbaulösungen für die Fahrzeugstruktur, hoch stabilen und sicheren Batteriegehäusen sowie Elektroband für besonders effiziente elektrische Antriebe zeigt thyssenkrupp Steel das enorme Potenzial innovativer Stahllösungen für E-Fahrzeuge.
Die Art, wie wir Autos bauen, verändert sich. Das Elektroauto 2.0 besitzt nicht einfach Batterie und Elektromotor anstelle konventioneller Antriebsaggregate. Es verlangt eine Auslegung, die sich den geänderten Anforderungen stellt und gleichzeitig neue Möglichkeiten bietet.

Elektroauto 2.0: Fast alles ändert sich

Ingenieure, Designer, Techniker und Werkstofflieferanten denken um. Packaging, Karosseriebau und Chassis von Batteriefahrzeugen unterscheiden sich grundlegend von konventionellen Konzepten. Der Wegfall von Verbrennungsmotor, Getriebe, Tank und Abgasanlageerlaubt mehr konstruktive Freiheiten und ändert beispielsweise das Crashkonzept der energieabsorbierenden Zonen im Front-End. Gleichzeitig erzeugt das hohe Gewicht der Antriebsbatterie zusätzliche Belastungen bei allen Crashlastfällen.

Wirtschaftliche Leichtbaulösungen sind gefragt, um die Mobilitätswende voranzutreiben. Hochstabile und sichere Batteriegehäuse müssen gewährleisten, dass Elektroautos mindestens das Sicherheitslevel konventioneller Fahrzeuge erreichen. Und mit effizienteren elektrischen Antrieben muss die gespeicherte Energie in mehr Reichweite umgesetzt werden.

Stahl: „The Material of Mobility“

thyssenkrupp Steel besitzt eine hohe Werkstoff- und Anwendungskompetenz rund um die Elektromobilität. Denn Stahl ist der Werkstoff, auf den es bei der Mobilitätswende ankommt. Er ist unverzichtbar – in Generatoren ebenso wie in Elektromotoren. Und erste Wahl, wenn es um Karosseriebau, Batteriegehäuse und Chassis-Lösungen geht.

„selectrify®“ ist der Name, unter dem thyssenkrupp Steel seine Aktivitäten rund um die Elektromobilität bündelt – und Synonym des enormen Potenzials innovativer Stahllösungen für E-Fahrzeuge.

Da kann Aluminium einpacken: Das selectrify®-Batteriegehäuse aus Stahl

Batteriegehäuse aus Stahl

Bisher hatte das Sicherheitskonzept eines Autos vor allem die Funktion, die Insassen bestmöglich zu schützen. Dazu gehört jetzt auch der Schutz der Antriebsbatterie. Batteriegehäuse haben die Aufgabe, das empfindlichste und kostspieligste Bauteil eines Elektrofahrzeugs umfassend zu schützen – das Batteriesystem mit Batteriezellen, Batteriemanagementsystem und Thermomanagement. Dabei geht es nicht nur um Crash- oder Intrusionsschutz: Auch Brandschutz, elektromagnetische Abschirmung und Korrosionsschutz sind zentrale Kriterien.

Das selectrify®-Batteriegehäuse ist ein neu entwickeltes Konzept aus Stahl mit exzellenter Performance. Es besteht aus einer Einhausung mit einem Rahmen, einem Anbindungsprofil, Abstützträgern oben und unten, Unterfahrschutz und Deckel. Seine vielfältigen, patentierten Bauweisen können die Anforderungen annähernd gewichtsneutral gegenüber Aluminium erfüllen. Das selectrify®-Batteriegehäuse beweist: Leichtbau, Sicherheit und Brandschutz lassen sich verbinden – und ermöglichen dabei noch hohe Kosteneinsparungen.

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Vorteile der selectrify®-Batteriegehäuse

Wirtschaftlichkeit

Wirtschaftlichkeit

Bei gleicher Sicherheit im Crash und annähernd gleichem Gewicht ist das Konzept aus Stahl im Vergleich zu Lösungen aus Aluminium bis zu 50 % günstiger in der Herstellung. Perfekt für die Großserie.

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Batteriegehäuse

Nachhaltigkeit

Bei der CO2-Bilanz von Elektrofahrzeugen über den gesamten Lebenszyklus verschieben sich – verglichen mit Verbrennungsmotoren – die Hotspots von der Nutzung in die Produktionsphase. Das ganzheitliche Life-Cycle-Assessment zeigt: Stahl ist das nachhaltigste Material für Batteriegehäuse.

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tomorrow im Stahlbereich von thyssenkrupp

Brandschutz

Brandschutz von Batteriegehäusen ist ein entscheidendes Kriterium, wenn es um die Sicherheit von Elektrofahrzeugen geht. Das Gehäuse muss im Brandfall die Passagiere schützen. Denn geraten die Akkus einmal in Brand, ist ein Löschen nicht mehr möglich. Ein Batteriegehäuse aus Stahl bringt im Fall eines Batteriebrandes entscheidende Sekunden für Passagiere und Unfallteilnehmer.

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together im Stahlbereich von thyssenkrupp

Sicherheit

Durch den Einsatz höchstfester Stähle können effiziente Crash-Strukturen besonders schlank und dünnwandig ausgeführt werden. Das spart Bauraum und schafft Platz für große Batterien.

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Wie Stahl E-Autos in Form bringt: die selectrify®-Referenzstruktur

Referenzstruktur

Die selectrify®-Referenzstruktur ist die virtuelle Entwicklung der Karosserie eines Elektrofahrzeugs. Sie demonstriert die tiefgreifenden Veränderungen im Karosseriebau innovativer Pkw mit Elektroantrieb.

Das wirtschaftliche und großserientaugliche Konzept für gewichtsoptimierte und sichere Elektrofahrzeuge verdeutlicht das enorme Potenzial höchstfester Stähle und neuer Stahltechnologien. Seine Werkstoff- und Anwendungsideen wurden mit den Entwicklungswerkzeugen führender Automobilentwickler verifiziert.

Die in Längsrichtung skalierbare Referenzstruktur berücksichtigt die neuen Anforderungen. So führt eine große Unterflur-Batterie zu längeren Radständen und kompakte Elektroantriebe ermöglichen kürzere Überhänge. Neben neuen Spielräumen beim Fahrzeugdesign ergibt sich eine Abkehr von komplexen Geometrien hin zu einfacheren Strukturbauteilen und Profilen. Gleichzeitig erhöhen sich die strukturellen Anforderungen an Schweller und B-Säule – um die Batterie auch beim Seitencrash optimal zu schützen.

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Wie Stahl E-Motoren antreibt: der selectrify®-Antrieb

Antrieb

Im Antrieb kommt ein weiteres Produkt aus dem selectrify®-Portfolio zum Einsatz: Elektroband der Marke powercore®. In Europa ist thyssenkrupp Steel Marktführer bei kornorientierten und nicht-kornorientierten Elektrobändern. Der hochreine, weichmagnetische Werkstoff aus Eisen-Silizium-Legierung der Marke powercore® steckt in nahezu jedem Elektromotor. Der Einsatz im Automobil stellt besonders hohe Anforderungen an Elektromotoren. Sind in klassischen Anwendungen wie Bohrmaschinen Umdrehungen von etwa 4.000 min-1 üblich, erreichen Antriebsmotoren von Elektrofahrzeugen bis zu 20.000 min-1.

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Stahl: Herzstück der Mobilitätswende

Referenzstruktur

Stahl ist das Herzstück von Generatoren, Transformatoren und Elektromotoren. Die Produktpalette von powercore® umfasst sowohl kornorientiertes Elektroband für den Einsatz in der Energieverteilung (Transformatoren) sowie nicht kornorientierte Sorten für die Anwendung bei der Energieerzeugung (Generatoren) und Energienutzung (Motoren). Mit intelligenten powercore®-Lösungen leistet thyssenkrupp Steel einen wertvollen Beitrag zur Energiewende.

Außerdem in der Entwicklung: funktionale Beschichtungen für einen wirtschaftlichen Paketbau bei den Motorenherstellern sowie für einen geringeren Schallpegel. So reduziert der Einsatz von bondal® E im Stator einer Asynchronmaschine den elektromagnetisch induzierten Schallpegel um bis zu 10 dB(A). Weitere, kostenintensive Materialien zur Geräuschreduzierung können so entfallen.

Energiewende – mit Lösungen von thyssenkrupp Steel

Antrieb

Damit die von der Bundesregierung und der Europäischen Union ausgerufenen Klimaziele tatsächlich erreicht werden können, muss der Strom für E-Autos aus erneuerbaren Energien stammen.

Für die Nutzung ist eine intelligente Verteilung des Stroms gefragt, außerdem müssen Speicherkapazitäten geschaffen werden. Schlussendlich bedarf es auch eines massiven Ausbaus von Ladestationen sowie der gesamten Ladeinfrastruktur.

Die Business Unit Electrical Steel von thyssenkrupp Steel hat hierfür die passenden Hightech-Werkstoffe und intelligente Lösungen in seinem powercore®-Portfolio.

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