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Batteriegehäuse aus Stahl für das E-Auto

Wie Stahl Batteriezellen schützt

Sicher und wirtschaftlich: Ein Batteriegehäuse aus Stahl bewahrt im Crashfall das Herzstück des Elektroautos

© Fotos: thyssenkrupp Steel

Die Batterie ist das bestimmende Element im Elektrofahrzeug und zugleich das empfindlichste und kostspieligste Bauteil. Die Autohersteller gehen davon aus, dass der Energiespeicher 30 bis 50 Prozent der Gesamtkosten eines E-Autos ausmachen wird. Weltweit arbeiten Autoproduzenten derzeit an Strategien, um Produktionskapazitäten und Lieferinfrastrukturen über die gesamte Wertschöpfungskette aufzubauen.

An der Schnittstelle zwischen Antrieb und Strukturelement stellt die Batterie sowohl Hersteller als auch Werkstofflieferanten konzeptionell vor eine komplexe Aufgabe. Oberstes Gebot dabei: die Kernkomponente der Elektromobilität bestmöglich zu schützen. Das Anforderungsprofil ist vielschichtig: Die Batterie muss crashsicher und korrosionsbeständig sein, elektromagnetisch abgeschirmt und gekühlt werden.

Stahl zum Schutz der Batterie in Elektroautos

Hoch stabile Sicherheitsbatteriegehäuse sind ein Bestandteil in der Initiative selectrify®, mit der thyssenkrupp Steel seine Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten rund um das Thema Elektromobilität bündelt. Weitere Kapitel sind wirtschaftliche Leichtbaulösungen für die Fahrzeugstruktur und Elektroband für besonders effiziente elektrische Antriebsmotoren. Alle drei Themen zeigen das enorme Potenzial innovativer Stahllösungen für Fahrzeuge mit Elektroantrieb.

Neues und zentrales Bauteil im Elektromobil ist die Batterie. Heutige Lithium-Ionen-Akkus sind extrem leistungsfähig, aber gleichzeitig auch äußerst empfindlich. Bei Beschädigungen drohen verheerende Brände, die Passagiere und Retter nach einem Unfall gefährden können.

Daniel Nierhoff
Dr. Daniel Nierhoff (links), selectrify® Projektteam

Die sichere Einhausung der Batterie ist oberstes Gebot.

Dr. Daniel Nierhoff, Projektingenieur

Ein umfassender Schutz der Batterie vor Crash-Einflüssen dient daher in erster Linie dem Schutz von Personen und wird von den Automobilentwicklern entsprechend auf höchstem Niveau betrieben. „Um die Insassen eines Fahrzeugs bestmöglich zu schützen, ist die sichere Einhausung der Batterie oberstes Gebot“, sagt Dr. Daniel Nierhoff aus dem selectrify® -Projektteam. Das Gehäuse darf weder durch einen Seitenaufprall noch, wenn das Fahrzeug aufsetzt oder ein Fremdkörper von unten gegen die Hülle prallt, auch nur im Geringsten nachgeben. Andererseits soll es so leicht und kompakt wie möglich sein, um den zur Verfügung stehenden Bauraum so effizient wie möglich zu nutzen und so mehr Platz für noch größere Batterien, die eine höhere Fahrzeugreichweite bieten, zu schaffen.

Batteriegehäuse aus Stahl: sicher, leicht, kostengünstig

Ein Batteriegehäuse aus Stahl bietet diese vielen Vorteile. Nierhoff: „Es hat sich gezeigt, dass unser neues Portfolio an ultrahochfesten Dualphasen- und Mangan-Bor-Stählen die idealen Werkstoffe für unsere Baugruppe sind.“ Verglichen mit einem typischen Batteriegehäuse aus Aluminium kann eine Lösung aus Stahl in der Leistungsklasse 70 kWh die Anforderungen an die Crashperformance nahezu gewichtsneutral erfüllen, kostet dabei aber im Bau nur rund die Hälfte. „Im Klartext reden wir hier von Kosteneinsparungen im Bereich von Hunderten Euros ohne Sicherheitsverlust“, so Nierhoff. „Das ist im Bereich der Autoentwicklung – wo es auch schon einmal um Cent-Beträge geht – eine ganze Welt.“

Darüber hinaus bietet Stahl Pluspunkte in puncto Brandschutz und elektromagnetischer Verträglichkeit. Wie die Referenzstruktur ist auch das Batteriekonzept skalierbar und passt sich flexibel den unterschiedlichen Plattformen der OEMs an.

Batteriegehäuse aus Stahl

In Kürze – das Batteriegehäuse aus Stahl

Gewicht – wiegt genauso viel wie eine Referenz aus Aluminium

Preis – kostet dabei nur rund die Hälfte

Crashsicherheit – dank modernster, hochfester Werkstoffe

Konstruktion – Hightech-Werkstoffe schaffen mehr Platz für die Batterie


Weitere Vorteile des Batteriegehäuses aus Stahl

  • bessere elektromagnetische Abschirmung bei statischen/niederfrequenten Feldern
  • weniger komplexe Fügetechniken
  • keine Delta-Alpha-Problematik wie bei Mischbau
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