Электромобильность требует новых идей

Сложности

Центральной составляющей электромобилей является высоковольтная аккумуляторная батарея и батарейный отсек, в котором она находится. Последний защищает чувствительные ячейки не только от удара при аварии, но и от воздействия влаги и перепадов температуры, которые могут негативно повлиять на мощность батареи. До сих пор эти батарейные отсеки производились главным образом из алюминиевых сплавов. Они легкие, что способствует максимально возможному увеличению запаса хода транспортного средства. Оба инженера-разработчика подразделения автомобилестроения компании BENTELER — Кристиан Бузе и его коллега Конрад Фришкорн — также видят большой потенциал в таком материале, как нержавеющая сталь. Совместными усилиями они разрабатывают специальную конструкцию для универсального и масштабируемого батарейного отсека: концепция складного отека. Бузе поясняет, что она требует большого количества технологических ноу-хау: «Для конструкционного исполнения всей цепочки изготовления мы обратились за поддержкой в TRUMPF». Для экспертов из отраслевого управления по блокам батарей стало большой проблемой разработать быстрый и воспроизводимый процесс газонепроницаемой лазерной сварки нержавеющей стали.

Решения

Совместно со специалистами по применению и технологиям Мориц Мёллер (Mauritz Möller) из отраслевого управления по блокам батарей TRUMPF разработал полностью автоматический технологический цикл с использованием технологий вырубки, резки и гибки для серийного производства созданных компанией BENTELER батарейных блоков со встроенной охлаждающей плитой. Лазерную сварку деталей в защитной газовой и гелиевой среде можно выполнить с помощью уже имеющейся технологии BrightLine Weld от TRUMPF. BrightLine Weld позволяет сваривать нержавеющую сталь при серийном производстве в том числе с высокой скоростью и без брызг. Это делает ненужной дополнительную обработку заготовки и защищает станок и фокусирующую оптику. Однако решающим для постановки задачи от BENTELER является то, чтобы с помощью этой технологии также можно было выполнять идеальные швы, герметичные для газов и гелия, как это объясняет Мёллер: «Высокая скорость процесса требует индивидуальной подачи тепловой энергии — только так можно обеспечить стабильность плавильной ванны во время сварки. Могут образоваться поры. Именно этому препятствует BrightLine Weld». Воодушевленные этим успехом в прогрессе, инженеры-разработчики BENTELER и эксперты TRUMPF поставили перед собой цель, чтобы сваривать лазером батарейные отсеки в том числе из алюминия. Мориц Мёллер и его команда специально для BENTELER разработали так называемую оптику Multifocus. В комбинации с BrightLine Weld она позволяет делать то, что до сих пор считалось невозможным: газонепроницаемая сварка алюминия.

Применение

Компания BENTELER во многих областях полагается на стратегические партнерские отношения в разработках — Кристиан бузе объясняет: «Мы выбираем наших партнеров так, чтобы они дополняли наши собственные компетенции. Наши клиенты выигрывают от такого сплава специальных знаний, особенно, когда сроки разработки становятся все короче». В сотрудничестве с отраслевым управлением по блокам батарей TRUMPF он ценит общение на равных началах. «Взаимодействие с экспертами-технологами и возможность проводить испытания вместе со специалистами по применению невероятно помогают нам как клиентам компании TRUMPF». В основе такой кооперации лежит открытое общение и большое доверие. «Если так и пойдет дальше, — убежден Бузе, — то выиграют все участники партнерских отношений».

Перспективы

Компания BENTELER всегда открыта для новых решений, даже если на рынке они еще не востребованы. «Мы хотим быть готовыми ко всему и поэтому открыты по всем направлениям», — объясняет Конрад Фришкорн (Conrad Frischkorn). Бузе и Фришкорн уверены, что в области электромобилей разработки находятся лишь в самом начале, особенно в сфере модулей батарей, а также конструкции батарейных отсеков и смежных структур транспортного средства. Разработанное компанией TRUMPF решение для лазерной сварки алюминия в защитной газовой и гелиевой среде в настоящее время дуэт использует для демонстрационных целей. Но исследования надежности и воспроизводимости процесса в серийном производстве уже идут.