RMB - Regularien, Markt- und Benchmarkdaten im Bereich Automotive - VDWF
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RMB – Regularien, Markt- und Benchmarkdaten im Bereich Automotive Projektskizze 2022 Attendorn 21.01.2022 0003135 B.Sc. Arthur Süss, M.Sc. Patrick Giurgiu, Prof. Dr.-Ing. Udo Müller acs | automotive center SÜDWESTFALEN GmbH ∙ Kölner Str. 125 ∙ 57439 Attendorn ∙ T +49 2722 9784-500 ∙ F +49 2722 9784-800 ∙ E info@acs-innovations.de ∙ I www.acs-innovations.de
Projektskizze RMB 22
Projektbeschreibung als kurzes Video
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Projektskizze RMB 22
Zielsetzung und Vorteile
Zielsetzung Vorteile für die Projektpartner
▪ Digitale Zusammenstellung ausgewählter Informationen und ▪ Auswahl von Themen und Themenschwerpunkten
Daten zu Regularien, Produkten und Werkstoffen/Technologien im ▪ Kein Recherche-/Aktualisierungsaufwand
Bereich Automotive:
▪ Bereitstellung in strukturierter und übersichtlicher Form ▪ Ableitung von Entwicklungsthemen und Trends
▪ Kontinuierliche Aktualisierung der Informationen ▪ Zugang zu neuen Technologiefeldern/Produkten
▪ Identifikation aktueller Entwicklungsschwerpunkte
▪ Gemeinsame Diskussion über ausgewählte Themen
▪ Ableitung zukünftiger Entwicklungen und Trends
▪ Aufteilung der Projektkosten unter allen Teilnehmern
▪ Vorbereitung und Durchführung von Projekttreffen zur
Detailbetrachtung und Diskussion ausgewählter „Topics of interest“
▪ Langfristige Auslegung des Projektes, um Themen kontinuierlich
zu erweitern und auf dem aktuellen Stand zu halten
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Projektskizze RMB 22
Methodik allgemein
Definition der thematischen Inhalte ► Informationsbeschaffung ► Auswertung und Aufbereitung
Themenfindung und -vorauswahl: Themenauswahl:
▪ interne Erfahrungswerte/Expertise ▪ Abstimmung über gesammelte Themenvorschläge durch Projektpartner
▪ Gespräche mit externen Partnern im Rahmen verschiedener Projekte ▪ Einordnung der Themen in die 3 Themenbereiche Regularien, Produkte
▪ In Abhängigkeit der Leistungen und Produkte potentielle Projektpartner und Werkstoffe/Prozesse/Technologien
▪ Impulse aus Kurzrecherchen & News ▪ Finale Themenauswahl unter Berücksichtigung der größtmöglichen
➢ Fokus auf aktuelle Entwicklungen Schnittmenge gewünschter Themen durch Projektpartner
➢ Vorwettbewerbliche Daten
Detaillierungsgrad:
Konkretisierte Themenvorschläge: ▪ In Absprache mit Projektpartnern
▪ Durch das acs ▪ In Abhängigkeit des Themenumfangs
▪ Durch potentielle Projektpartner aus gemeinsamen Gesprächen ▪ Abhängig von Zugänglichkeit von Informationen
▪ Abhängig von Aufwandsabschätzungen und verfügbarem Budget
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Projektskizze RMB 22
Methodik allgemein
Definition der thematischen Inhalte ► Informationsbeschaffung ► Auswertung und Aufbereitung
Beschaffung der Informationen durch: ▪ Fachliteratur und -zeitschriften:
▪ Fachmessen ▪ ATZ, Automobilwoche,…
▪ Symposien und Tagungen: ▪ Informationen von Projektpartnern (ungefiltert)
▪ Automotive Circle: EuroCarBody, Materials in Car Body ▪ Sichtung bereits vorliegender Informationen
Engineering, Joining in Car Body Engineering, Battery Systems,… ▪ Internetrecherche:
▪ EALA European Automotive Laser Applications ▪ Pressemitteilungen
▪ Automobilwoche-Kongress ▪ Datenbanken
▪ Insight VW ▪ Dienstleister
▪ Aachener Karosseriebautage ▪ Diverse Suchmaschinen
▪ AEE-Kongress ▪ Sammlung der Informationen in interner Cloud
▪ Allianca ▪ Bildquellen aus Tagungen für den internen Gebrauch
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Projektskizze RMB 22
Methodik allgemein
Definition der thematischen Inhalte ► Informationsbeschaffung ► Auswertung und Aufbereitung
Sichtung und Bewertung der gesammelten Informationen: Bereitstellung der Informationen für die Projektpartner:
▪ Bewertung der Informationen hinsichtlich Wichtigkeit und Mehrwert für ▪ Interaktives pdf-Dokument mit Navigationsmöglichkeit aus
die definierten Themenschwerpunkte unterschiedlichen Perspektiven:
▪ Filtern und finale Auswahl der gesammelten Informationen ▪ Nach den 3 „Themensäulen“
▪ Nach OEM (im weiterführenden Projekt)
Aufbereitung der gesammelten Informationen:
▪ Erarbeitung einer differenzierten Gliederung für das jeweilige Themenfeld Präsentation der Ergebnisse:
und abschließende Abstimmung mit Projektpartnern ▪ Durchführung regelmäßiger (Zwischen-)Präsentationen
▪ Einpflegen der Informationen in übersichtliches Präsentationsformat mit ▪ Aufzeigen der wichtigsten Neuerungen seit dem letzten Treffen (z.B.
einfacher Bedienung durch Hyperlink-Navigation veränderte Regularien, neue Konzepte, neue Werkstoffe etc.)
▪ Analyse der Inhalte und Ableitung von Trends sowie zukünftigen ▪ Präsentation und Diskussion ausgewählter Fachthemen im Rahmen von
Entwicklungsthemen Workshops mit den Projektpartnern
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Projektskizze RMB 22
Vorläufige Themenübersicht
Regularien Produkte Werkstoffe, Prozesse, Technologien
Gesetzliche Vorgaben zu Emissionen Antriebstechnologien Werkstoffe und Fertigungsprozesse
Allgemeine Neuerungen BEV, PHEV, FCEV Höchstfester Stahl 3. Generation
Gesetzliche Vorgaben weltweit Global Player E-Mobility Vergleich unterschiedlicher Hochfestkonzepte
Crash mit Fokus E-Mobility Übersicht der Strategien nach OEM CO2-neutraler Stahl / Green Steels
Kritische Tests / Neuerungen Plattformstrategien Tailored Products
Crashtests EV – Gesetz und Verbraucherschutz Konzepte nach OEM Fügeprozesse
Komponententests Batterie Karosserie – Werkstoff- und Fügekonzepte Punkt-, Laserschweißen, Mehrblechverbindungen
Life Cycle Assessment Batteriekastenkonzepte Mechanische Fügeverfahren, Hybridverfahren
VDI-Prozess Akkutechnologien Beschichtung
4-Stufen Recyclingprozess Konzepte F&E, BEV, PHEV Allgemeine Informationen Korrosionsschutz
Bilanzierung Lieferkette und Recycling Prozesskette Karosseriefertigung
Emissionen über Lebenszyklusprozess Subframes BEV
Konzepte nach OEM
E-Komponententräger
Konzepte nach OEM
Fahrwerk
Konzepte nach OEM
Einfluss der Elektromobilität
New Update Freeze
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RMB | Regularien, Markt- und Benchmarkdaten
im Bereich Automotive
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Stand: Juli 2021
Produkte
Werkstoffe,
Prozesse und
Regularien Technologien
Projektpartner
Hinweis: Inhalte und Grafiken dieses Dokuments dienen lediglich für den
internen Gebrauch!
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► Produkte ► Batteriekastenkonzepte mit Fokus
auf Next Generation ► Batteriekastenkonzepte ► BEV-Konzepte in Serie
Audi BMW Chevrolet Ford Honda
Jaguar Mazda Mercedes-Benz NIO Porsche
Renault Tesla Volvo VW
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auf Next Generation ► Batteriekastenkonzepte ► BEV-Konzepte in Serie
Audi
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Steckbrief
▪ Erscheinungsjahr 2018
▪ Karosserieplattform MLBEvo
▪ Akku- Technologie Li- Ion NCM 622
▪ Zelltyp Pouch (e-tron 55) / Prismatisch (e-tron 50)
▪ Hersteller Zellen LG Chem (e-tron 55) / Samsung SDI (e-tron 50)
▪ Batteriekapazität brutto 36 Module mit insg. 95 kWh (e-tron 55)
36 Module mit insg. 71 kWh (e-tron 50)
▪ Gravimetrische Energiedichte 136 Wh/kg (e-tron 55
▪ Reichweite nach WLTP 436 km (e-tron 55) / 347 (e-tron 50)
▪ Kühlung Flüssiggekühlt
▪ Batteriegewicht (mit Modulen) ca. 700 kg (e-tron 55)
Quelle: Audi © acs | automotive center südwestfalen Seite 11► Produkte ► Batteriekastenkonzepte mit Fokus
auf Next Generation ► Batteriekastenkonzepte ► BEV-Konzepte in Serie
Audi
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►
Batteriekasten im Detail
▪ Batteriegewicht ohne Module mit Befestigung - kg
Werkstoffeinsatz Batterie
▪ Al- Schalen (Unterfahrschutz, Kühlung, Deckel) 37 %
▪ Al- Extrusion (Rahmen / Querträger) 45 %
▪ Al- Guss (Umrahmung, Verstärkungen) 15 %
▪ Al- Schmieden (Crashverstärkung in den Ecken) 1%
▪ Konventionelle Stahlbauteile 2%
▪ Batteriekasten wird KTL- beschichtet
Eingesetzte Fügeverfahren Batteriekasten – 6 (näher beleuchtet auf den nächsten Folien)
▪ Laser Remote-Schweißen 4,36 m
▪ MIG- Schweißen 8,4 m
▪ Widerstandspunktschweißen 712 x
▪ FDS 95 x
▪ Clinchniete 30 x
▪ Kleben 30 m
▪ Maße: 2,28 x 1,63 x 0,34 m
Quelle: Audi © acs | automotive center südwestfalen Seite 12► Produkte ► Batteriekastenkonzepte mit Fokus
auf Next Generation ► Batteriekastenkonzepte ► BEV-Konzepte in Serie
Audi
Audi e-tron 55 / 50 - 2019 1 2 3 4
►
Thermische / mechanische Fügeverfahren
▪ Laseranwendung seit Jahren im Bereich von Hang-On Parts (A6 / A7 / A8)
→ Gute Erfahrungen waren der Grund für die Anwendung in Batteriekasten (Anbindungen der
Strangpress- QT und Adapterstücke zur Befestigung an den Deckel)
▪ Widerstandspunktschweißen der Träger an den Boden der Batterie
→ Aufgrund von dichtenden Eigenschaften verwendet
→ Al Extrusion, Al Blech und Al Schmiedebauteile sowie neu eingesetzte Schweißzangen
▪ Einsatz neuartiger Clinch Rivet Studs (Clinchnietbolzen)
→ zur Verbindung des unteren Batterieboden an den Unterfahrschutz
→ Auch für Türen eingesetzt (jedoch ohne metrischem Gewinde)
→ hohe Sicherheit, Vermeidung von Schäden des Batteriebodens
Quelle: Audi © acs | automotive center südwestfalen Seite 13► Produkte ► Batteriekastenkonzepte mit Fokus
auf Next Generation ► Batteriekastenkonzepte ► BEV-Konzepte in Serie
Audi
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►
Kleben
▪ Verklebung des Kühlsystems an die Unterseite des Bodens der Batterie.
→ Größte wärmeleitende Klebung weltweit mit speziell dafür entwickeltem Klebstoff
→ Realisierung minimaler Klebespalte für eine optimale Kühlperformance (< 1mm)
→Aushärung-Taktzeit von maximal 190s bei 75°C
▪ Gapfiller: Thermisches Interface- Material (Einsatz rot markierte Bereiche)
→ hohe thermische Konduktivität Toleranzen von 0,7-2,5mm
→ Auslegung des Materials:
▪ Tests mit 40h Schwingbelastung und thermischen Konditionen zwischen -40 °C und
+80°C
▪ Ageing-Test: 12 Wochen -40 °C und +80°C, 80% rel. Luftfeuchte, 168 Zyklen
→ Materialdefinition hat hohen Einfluss auf Entwicklung neuer Dosiereinheiten
(>200ml/s, die in einem Mixer zusammenkommen)
→ Klebenaht (Knochenform) wurde simulativ optimiert, Verkebung mit den Modulen
erfolgt beim Einschrauben der Module an die dazugehörigen je 4 Anbindungspunkte
Quelle: Audi © acs | automotive center südwestfalen Seite 14► Produkte ► Batteriekastenkonzepte mit Fokus
auf Next Generation ► Global Player Elektromobilität
Audi BMW Ford GM Hyundai
KIA Mercedes-Benz Nissan Porsche PSA
Renault Tesla Toyota VW CATL
© acs | automotive center südwestfalen Seite 15► Produkte ► Batteriekastenkonzepte mit Fokus
auf Next Generation ► Global Player Elektromobilität ► Renault
Renault – Micro- und Vollhybride
Strategie und Investitionen
▪ Massentaugliche Elektromobilität seit 10 Jahren, seit Jahren führend in Europa mit ca. 20 %
aller zugelassenen Elektrofahrzeuge
▪ Aktuelle Modelle: Kleinwagen ZOE 3. Gen, Lieferwagen Kangoo Z.E. 2 Gen., Kastenwagen
Master Z.E. 2.Gen (auch mit Brennstoffzelle erhältlich) und Leichtfahrzeug Twizy; Hinzu kommt
Limousine RSM SM3 Z.E. für Korea und Mini-SUV Renault City K-Z.E. für China
▪ Ziel: Erschwingliche Elektromobilität
▪ Unterschiedliche Varianten von xEV
2012 Vorreiter mit 4 elektrischen Modellen
Ende 2020 Einführung Renault Twingo Electric,
Clio E-Tech (Hybrid),
Captur E-TECH PlugIn und Megane E-TECH PlugIN
ab 2021 Einführung Dacia Spring
bis 2022 Insgesamt 8 BEVs und 12 xEV
▪ Entwicklung einer rein Elektrischen CMF-EV-Plattform – Common Module Family for Electric
Vehicles, zusammen mit Nissan und Mitsubishi und dem Konzeptfahrzeug MORPHOZ
▪ Invest über 4 Mrd. Euro 2018 in Elektro-Expertise
▪ Joint Venture mit Jiangling in China, JV mit Dongfeng aufgrund
Quelle: Renault © acs | automotive center südwestfalen Seite 16Projektskizze RMB 22
Organisatorisches und Zeitplanung
Ablauf
▪ Langfristiges Gemeinschaftsprojekt jährlich nach Kalenderjahr
▪ Durchführung von Projekttreffen mit Deep Dive in ausgewählte Highlight-Themen und
Zwischenpräsentationen zum aktuellen Stand der Recherche/Ausarbeitung
➢ Aktive Beteiligung der Teilnehmer in Form von Präsentationen/Vorträgen möglich
▪ Jährliche Kosten für die Teilnahme i.H.v. 8.890,00 EUR zzgl. MwSt. je teilnehmenden Partner
Grober Zeitplan in Abhängigkeit des Projektstarts
Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
Vorgespräche
Projektstart Projekttreffen Projekttreffen Projekttreffen
Aktualisierung des Gesamtdokuments
© acs | automotive center südwestfalen Seite 17Vielen Dank.
Ansprechpartner
B.Sc. Arthur Süss Prof. Dr.-Ing. Udo Müller
Projektingenieur CAE FH Würzburg-Schweinfurt, Fakultät Maschinenbau
T +49 2722 9784-538 T +49 9721 940-8635
E a.suess@acs-innovations.de E udo.mueller@fhws.de
M.Sc. Patrick Giurgiu
Projektingenieur F&E
T +49 2722 9784-545
E p.giurgiu@acs-innovations.de
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