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Next Generation Vehicles

Toleranzausgleichsysteme für Hochvoltbatterien

Leistungsstarke Hochvoltbatterien sind das Herzstück von Elektrofahrzeugen. Um die Funktionssicherheit des Fahrzeugs zu gewährleisten und die Lebensdauer der Batterie langfristig zu erhalten, ist eine verspannungsfreie Verbindung entscheidend. Hier kommen die Toleranzausgleichsysteme von WITOL ins Spiel.

WITOL

Das Wichtigste in Kürze:

  • Toleranzausgleichsysteme sind bei der Anbindung der Hochvoltbatterie an die Karosserie entscheidend, um Verformungen zu verhindern und ein optimales Fugenbild zu erreichen
  • Durch eine universelle Schraubverbindung bei der Innenanbindung ist auch der Aus- und Einbau von einzelnen Zellmodulen möglich
  • Durch die Einsparung von Wärmeleitmedium können Kosten gespart, die Lebensdauer der Batterie verlängert und die Performance gesteigert werden

Batterieanbindung des Hochvoltspeichers

Hochvoltbatterien, die in der elektrifizierten Automobilbranche zum Einsatz kommen, sind steife und sehr toleranzbehaftete Bauteile, die mit der Karosserie verbunden werden müssen. Die Hochvoltbatterie ist ein sehr empfindliches Bauelement. Selbst ein minimaler Abstand zwischen den Anlageflächen kann zu ungleichen Biegekräften und Spannungen bei der Montage führen.

Die Karosserie ist hingegen vergleichsweise verwindungsanfällig, so kann es schon beim Einbau zu erheblichen Verformungen der Karosserie und einer Beeinträchtigung der Spaltmaße und Fugenbilder führen. Die verspannungsfreie Befestigung der Batterie am Fahrzeugunterboden ist daher entscheidend für eine makellose Qualität.

Für die Batterieanbindung hat WITOL besonders robuste Toleranzausgleichsysteme entwickelt. Die WITOLe werden entweder am Batteriegehäuse oder an der Fahrzeugkarosserie vormontiert . Im Verschraubungsprozess werden die Toleranzen in axialer Richtung ausgeglichen. Mittels geeigneter Lang- oder Quadratlöcher und ausreichend großer Schraubenköpfe ist sogar ein Ausgleich radial zur Schraubachse möglich.

Innenanbindung der einzelnen Batteriezellen

Auch die Innenanbindung der einzelnen Zellmodule an das Batteriegehäuse ist toleranzbehaftet. Bei einer konventionellen Verschraubung des Bauteils werden die Toleranzen zwischen Zellmodulen und Kühlboden üblicherweise mit kostenintensivem Wärmeleitmedium ausgeglichen. Dies führt zu einer schlechteren Wärmeableitung und einem höheren Fahrzeuggewicht. Zudem können hohe Druckspannungen entstehen, welche zu Verformungen und unzureichendem Wärmemanagement der Hochvoltbatterie führen.

Mit demselben Wirkprinzip, das bereits bei der Außenanbindung der Hochvoltbatterie zum Einsatz kommt, gleichen WITOL Toleranzausgleichsysteme den Spalt zwischen Zellmodul und Gehäuseflansch spannungsfrei aus. Die negativen Effekte, die beim konventionellen Verschraubungsprozess entstehen, werden so effektiv eliminiert. Durch die Verwendung einer universellen Schraubverbindung ist es darüber hinaus möglich, den Aus- und Einbau einzelner Zellmodule im Servicefall zu durchzuführen.

Optimale Leistung durch effizienten Kühlmitteleinsatz

Doch auch an einem ganz anderen Punkt setzen WITOLe an. Sie dienen nicht nur der Befestigung, sondern auch der Reduktion der Wärmeleitmedien in der Batterie. Um für eine optimale Wärmeleitfähigkeit zu sorgen, muss das Kühlmittel daher zu jeder Zeit vollflächigen Kontakt mit jedem Zellmodul haben und zusätzlich die Unebenheiten des Gehäusebodens präzise ausgleichen.

Mit dem WITOL Toleranzausgleichsystem wird das Zellmodul in die Endposition gedrückt, wobei das Kühlmittel verdrängt wird. Dadurch wird zu jeder Zeit der vollflächige Kontakt des Zellmoduls sichergestellt und Unebenheiten müssen nicht mehr durch einen Zusatz an Kühlmittel ausgefüllt werden. Dies gilt auch wenn nur eine geringe Menge Wärmeleitmedium zur Verfügung steht. Durch den Toleranzausgleich wird folglich eine geringere Menge an Kühlmittel benötigt, was zu einer wesentlich verbesserten Wärmeleitfähigkeit führt. So wird die Leistung gesteigert und die Lebensdauer der Batterie verlängert. Durch den verringerten Materialeinsatz können so auf lange Sicht außerdem hohe Kosten gespart werden.

Besonderheiten auf einen Blick

Erkennen Sie die Vorteile von WITOL Toleranzausgleichsystemen:

  • Flexible Nutzung: Unsere Toleranzausgleichsysteme können bei jeder Art der Montage angewendet werden. Selbst, wenn ein Austausch einzelner Zellmodule oder sogar des gesamten Gehäuses der Hochvoltbatterie erforderlich werden sollte, kann der Ein- und Ausbau problemlos erfolgen. Das gelingt aufgrund der universellen Schraubverbindung.
  • Innovativer Einbau: Die automatisierte Zuführung der Systeme sowie die automatische Verschraubung ermöglichen einen raschen und sicheren Einbau bei einem möglichst geringen Verschmutzungsgrad.
  • Einsparung von Wärmeleitmedium: Mit der Verwendung von WITOLen können die Zellmodule präzise fixiert werden, um die Schicht des Kühlmittels so dünn wie möglich auszuführen. Dies reduziert nachweislich die notwendige Menge.
Fazit

Individuelle und vollautomatisierte Montage von Hochvoltbatterien

Die innovativen WITOL Toleranzausgleichsysteme sorgen für eine spannungsfreie Anbindung der Hochvoltbatterie und dessen Batteriezellen. Durch den Einsatz von WITOLen wird die Lebensdauer der Batterie verlängert, die Kühlleistung verbessert und die Gesamtperformance optimiert. Die Systeme punkten darüber hinaus durch optimierte Montagezeiten und eine universelle Verschraubung, die an die kundenseitige Zuführ- und Setztechnik anpassbar ist.