エボニック、ガラス繊維SMC採用で軽量・低コストな高電圧バッテリーハウジングを開発

2月1日、エボニック・インダストリーズ（ドイツ、エッセン）とコンソーシアムパートナーが、ガラス繊維強化エポキシシートモールディングコンパウンド（SMC）を用いた、より軽量でコスト効率に優れた高電圧バッテリーハウジングコンセプトを開発したと報告されました。同社によると、この包括的なバッテリーシステムコンセプトは、自動車業界に対して、金属やより高価な炭素繊維強化プラスチックの代替として、より安全でエネルギー効率の高い選択肢を提供します。

世界中ですでに数百万台の電気自動車とプラグインハイブリッドが走行していますが、エボニックによると、個々のコンポーネントについて一般的に適用可能な基準はまだありません。しかし、個々の車両アセンブリの標準化とクロスマーケットなコンポーネント標準の確立に向けた重要な取り組みが現在進行中です。

モジュール式マルチマテリアルアプローチで3サイズのバッテリーに対応

航続距離を延ばすため、バッテリーの蓄電容量向上と効率的なエネルギー回生が現在の主要な焦点領域です。さらに、個々の車両コンポーネントの重量削減も、走行抵抗（タイヤ転がり、勾配、加速）を克服するために必要なエネルギー量を削減するのに役立ちます。

この目的で、エボニック、フォワード・エンジニアリング、LIONスマート、ロレンツ・クンストストフテクニク、ヴェスタロ（エボニックとフォワード・エンジニアリングの合弁会社）は、2019年末からモジュール式マルチマテリアルアプローチで共同作業を開始しました。このパートナーシップで開発されたコンポジットバッテリーハウジングコンセプトは、65kWh、85kWh、120kWhの3種類のバッテリーサイズに対応し、様々な車両サイズとクラスで使用できます。新しいバッテリーコンセプトの重要な要素の一つは、ガラス繊維SMCカバーです。エボニックの高性能エポキシ硬化剤VESTALITE Sをベースに、このSMCは従来の金属製バッテリー筐体と同等の性能レベルを発揮しながら、現在よりコストが高いSMC材料よりも大幅に軽量であると報告されています。さらに、この筐体は、一般的に使用される他の材料組み合わせと比較して、バッテリーハウジングの重量を約10%削減し、機械的特性の低下なしに実現するとのことです。

「バッテリーモジュールとそのハウジングは、現代の電気自動車の性能、効率、手頃な価格を向上させるための重要な領域となっています」と、エボニック・オペレーションズGmbHのコンポジット&接着剤マーケティングマネージャー兼ヴェスタロGmbHのマネージングディレクター、ライフ・イッカート博士は述べています。「コンポジット技術は強度と汎用性を提供し、将来の持続可能なe-モビリティコンセプトの次世代バッテリーシステムコンセプトに非常に有望なソリューションを提供します。我々の新しいガラス繊維強化SMCは、自動車業界が求める性能と経済的メリットを提供します。」

エボニックによると、ガラス繊維強化エポキシSMCは、曲げ強度と衝撃強度を含む優れた機械的特性を備え、通常のポリエステル樹脂の代わりにエポキシ樹脂を使用することで、ガラス繊維強化SMC材料の後工程でよく遭遇する問題が解消されました。また、耐火仕様をすべて満たし、複雑な形状が要求されても容易に加工できます。このコンセプト全体が、極限状態下でも量産適合性と安全性について成功裏にテストされました。

エボニックは、コンソーシアムパートナーのロレンツ・クンストストフテクニクが、これらのガラス繊維強化SMC材料をリサイクルする確立されたプロセスも開発したと指摘しています。これは、自動車業界における持続可能性要件の高まりを考慮すると重要な要素です。