BMZ und Covestro: Intelligente Materiallösung für Pedelec-Akkus

Elektromobilität ist die Antwort auf Herausforderungen wie den weltweit zunehmenden Verkehr, knapper werdende Ressourcen und den Klimaschutz.

Während sich der Markt für Elektroautos jedoch erst langsam entwickelt, verzeichnet die Nachfrage nach Pedelecs und E-Bikes ein zweistelliges Wachstum.

In Europa wurden im Jahr 2013 rund 1,2 Millionen Elektroräder verkauft, in Deutschland ist bereits jedes achte neue Fahrrad mit einem Elektromotor ausgestattet.

Die Gründe dafür sind sicher vielfältig, aber eines steht fest: In Ergänzung zur gesunden Fortbewegung mit Muskelkraft verleiht der Elektroantrieb zusätzliche Dynamik und ein ganz neues Fahrerlebnis. Gegenüber rein elektrisch betriebenen Rädern erhöht sich durch diese Kombination außerdem die Reichweite.

Hohe Materialanforderungen

Covestro, vormals Bayer MaterialScience, hat diesen Trend erkannt und gemeinsam mit der BMZ GmbH, dem führenden Systemlieferanten für Lithium- Ionen-Akkus, eine robuste, leichtgewichtige und sichere Materiallösung entwickelt.

Die neuen UR-V5 Akkus sind am Fahrradrahmen befestigt und können zum Aufladen durch eine Schwenkbewegung leicht ausgebaut werden. Heutige Akkus für Pedelecs sind zwar leistungsfähig, aber auch einigen Belastungen ausgesetzt: Auf dem Weg zur Ladestation und zurück kann die Batterie schon mal unsanft auf den Boden fallen, außerdem sind die Räder oft Wind und Wetter ausgesetzt.

„Batteriehersteller haben eine ganze Reihe von Wünschen, wenn sie nach geeigneten Materialien suchen, die das wertvolle und empfindliche Innenleben der Akkus schützen“, erläutert Dr. Constantin Schwecke, Covestro-Experte für Materiallösungen mit Polycarbonat im Bereich Elektromobilität. „Die Werkstoffe müssen sehr schlagbeständig sein, auch bei den niedrigen Wanddicken, wie sie heute für kompakte und leichtgewichtige Batterien gefordert sind.“

Bayblend® FR3040, ein Kunststoffblend aus Polycarbonat und Acrylnitril- Butadien-Styrol (PC+ABS) von Covestro, erwies sich als Material der Wahl für den Zellhalter im Inneren der Batterie sowie die Isolierplatten. Der flammgeschützte Typ erfüllt hohe Standards der Underwriters Laboratories: Bei 0,75 Millimeter Wandstärke erreicht das Produkt die Kategorie UL 94V V-0, bei 0,6 Millimeter dünnen Wänden die Kategorie V-1. „Mit dieser Eigenschaftskombination und vor allem dem herausragenden Flammschutz ist der Kunststoff für Akkus bestens geeignet“, sagt Erik Bär, Senior-Projektleiter für E-Bikes bei BMZ.

Effiziente Verarbeitung

Für die Gehäusebauteile verwendet BMZ das für solche Anwendungen entwickelte schlagzähe Produkt Bayblend® T65 XF. Dank seiner guten Duktilität und Fließfähigkeit lässt es sich effizient verarbeiten, auch in den heute geforderten geringen Wanddicken.

Als amorphes Material lässt sich Bayblend® T65 XF präzisionsgenau spritzgießen – ein klarer Vorteil, wenn man verhindern will, dass Wasser in das Gehäuse eindringt. Mit Hilfe von rheologischen Simulationen hat Covestro die Spritzgießprozesse für diese Anwendung noch weiter optimiert.

Auf Basis seiner Kompetenz und Erfahrung hat Covestro auch Materiallösungen für andere Anwendungen im Straßenverkehr entwickelt. So sorgen beispielsweise bruchfeste Helme aus Makrofol® sowie Fahrradschutzbrillen und Motorradhelmvisiere aus Makrolon® für erhöhte Sicherheit von Radfahrern.

Über den Einsatz in Pedelecs hinaus spielen wieder aufladbare Akkus von BMZ generell eine wichtige Rolle in der mobilen Stromversorgung. Man findet die Kraftpakete auch in Windkraftanlagen, in Garten- und Haushaltsgeräten, in Kommunikations- und Elektronikbauteilen oder der Medizintechnik, neuerdings auch in Batteriespeichern in Verbindung mit Photovoltaik-Anlagen.

Über Covestro

Mit einem Umsatz von 11,7 Milliarden Euro im Jahr 2014 gehört Covestro zu den weltweit größten Polymer-Unternehmen. Geschäftsschwerpunkte sind die Herstellung von Hightech-Polymerwerkstoffen und die Entwicklung innovativer Lösungen für Produkte, die in vielen Bereichen des täglichen Lebens Verwendung finden. Die wichtigsten Abnehmerbranchen sind die Automobilindustrie, die Elektro-/Elektronik-Branche sowie die Bau-, Sport- und Freizeitartikelindustrie. Die Covestro-Gruppe produziert an 30 Standorten rund um den Globus und beschäftigte Ende 2014 rund 14.200 Mitarbeiter. Covestro, vormals Bayer MaterialScience, ist ein Unternehmen des Bayer-Konzerns.