Stromschienenabdichtung: OEMs rücken näher an Zulieferer
Die Wertschöpfungskette der Automobilindustrie verändert sich: OEMs übernehmen mehr Entwicklung selbst und arbeiten direkter mit Spezialisten zusammen. Das kann Projektzeiten, Produktionskosten und Prozesse deutlich verbessern.
Till WagnerTillWagner
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Bild 1: Ennovi-SealTech – das Schrumpfverfahren zur kosteneffizienten Abdichtung von 3-Phasen-Stromschienen mit kürzerer Prozesszeit im Vergleich zu konventionellen Verfahren.Ennovi
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Die Automobilindustrie befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel, während sich Hybrid- und Elektrofahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit weiterentwickeln. Anstatt sich bei der Entwicklung und Fertigung kompletter Systeme und Module weiterhin primär auf Tier-1-Zulieferer zu stützen, verlagern OEMs zunehmend zentrale Entwicklungs- und Produktionsumfänge ins eigene Haus. Dies gilt insbesondere für wertschöpfungsintensive Systeme wie Batterien, Leistungselektronik – darunter Wechselrichter, On-Board-Charger und DC/DC-Wandler – sowie Elektromotoren. Ziel ist es, Innovationen schneller voranzutreiben und die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu stärken. In der Folge arbeiten OEMs direkter mit Zulieferern zusammen, die traditionell auf Tier-2-Ebene agiert haben. Damit verändert sich die Struktur der automobilen Wertschöpfungskette nachhaltig.
Wie lässt sich Innovation durch Zusammenarbeit beschleunigen?
Da OEMs mehr Verantwortung für die Systementwicklung übernehmen, steigen die Anforderungen an schnelle Projektumsetzung und effiziente Skalierung. Die Engineering-Teams führender OEMs – etwa in Deutschland – bringen umfassendes technisches Know-how und eine ausgeprägte Qualitätskultur in jedes Projekt ein. Gleichzeitig führen die hohe Dynamik des technologischen Wandels und die zunehmende Komplexität der Elektrifizierung zu neuen Ressourcenanforderungen, insbesondere wenn kurze Time-to-Market-Zyklen entscheidend sind.
Genau hier gewinnen partnerschaftliche Entwicklungsmodelle an Bedeutung. Durch die enge Zusammenarbeit mit externen Spezialisten können OEMs zusätzliche Ressourcen und spezifisches Fachwissen nutzen, wie beispielsweise in den Bereichen Design for Manufacturability (DFM), Werkstoffkompetenz und Großserienfertigung. Diese Unterstützung hilft Engineering-Teams, Projektlaufzeiten zu verkürzen, Kosten zu optimieren und Ressourcenengpässe zu vermeiden, ohne die hohen Ansprüche an Qualität und Innovationskraft zu beeinträchtigen, für die sie bekannt sind.
Globalen Wissenstransfer nutzen
Ennovi arbeitet als global aufgestellter Partner mit OEMs in unterschiedlichen Regionen zusammen – sowohl mit etablierten Marktführern als auch mit besonders dynamischen Innovatoren. Während chinesische OEMs beispielsweise für hohe Umsetzungsgeschwindigkeit und Agilität stehen, genießen deutsche OEMs weltweit einen exzellenten Ruf für Ingenieurskunst und Qualität. Diese breite Perspektive ermöglicht es, Best Practices und Projekterfahrungen aus unterschiedlichen Märkten zu bündeln und weiterzugeben. So können OEMs ihre Umsetzungsgeschwindigkeit erhöhen und zugleich technologisch an der Spitze bleiben.
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Wie kollaborative Innovation Projektlaufzeiten verkürzen und Produktionsprozesse optimieren kann, zeigen zwei aktuelle Beispiele.
Neuer Ansatz zur Abdichtung von Busbars-Schnittstellen
Stromschienen sind zentrale Verbindungselemente in elektrischen Antriebssystemen, Wechselrichtern und Ölpumpen. Wenn zwischen Kühlmittelbereichen und trockenen elektrischen Anschlüssen eine zuverlässige Abdichtung erforderlich ist, können herkömmliche Verfahren wie Verguss oder Gummi-O-Ringe zusätzliche Komplexität und potenzielle Fehlerquellen verursachen. Ennovi hat zwei fortschrittliche Abdichtungsansätze entwickelt, die sich nahtlos in den Spritzgießprozess integrieren lassen.
Beim Verfahren mit doppelwandigem Schrumpfschlauch verbindet sich eine innere Klebeschicht während des Umspritzens mit der metallischen Stromschiene, während die äußere Polyolefinschicht mit dem Spritzgusskunststoff eine robuste Dichtung bildet (Bild 1). Der Prozess lässt sich direkt in die Montagelinie integrieren und reduziert dadurch Prozesszeit und Arbeitsaufwand.
Für anspruchsvollere Anwendungen kann Klebeband mit automatisierten Anlagen effizient appliziert werden. Es bietet eine hohe Haftfestigkeit und bleibt während des gesamten Spritzgießprozesses widerstandsfähig.
Bild 2: Das klebstofffreie Laminierverfahren eignet sich für unterschiedliche Designs von Cell Contacting Systems und bietet OEMs einen kosteneffizienten Ansatz für die Entwicklung und Fertigung von Stromsammlern für Batterien, die über die gesamte Lebensdauer eines Elektrofahrzeugs zuverlässig funktionieren.Ennovi
Beide Methoden machen nachgelagerte Prozessschritte überflüssig. OEMs können dadurch ihre Produktion beschleunigen, Kosten senken und zugleich die erforderliche Zuverlässigkeit sicherstellen.
Batterieplattformen sind komplex und vielfältig. OEMs können zwischen zylindrischen, prismatischen oder Pouch-Zellformaten wählen. Gleichzeitig entwickeln sich Batteriearchitekturen von modular aufgebauten Batteriesystemen hin zu größeren Cell-to-Pack- und Cell-to-Chassis-Konzepten. Ein Cell Contacting System (CCS) sammelt den Strom jeder einzelnen Zelle und leitet ihn zu den Stromschienen sowie in den externen Stromkreis weiter.
In der Vergangenheit basierte die CCS-Montage auf Batteriezellen häufig auf geformten Kunststoffträgern und Schaumstoff. Diese Lösungen erfüllen zwar ihre Funktion bei der Positionierung von Zellen und Stromsammlern, erhöhen jedoch Gewicht und Komplexität – insbesondere bei größeren Modulformaten.
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Die Heiß- und Kaltlaminierungsprozesse von Ennovi sowie die jüngst entwickelte klebstofffreie Laminierung bieten OEMs eine schlankere Lösung (Bild 2). Im Vergleich zur Heißlaminierung ermöglicht das klebstofffreie Laminierverfahren eine Halbierung der Kosten für Isolationsmaterial, eine Reduzierung des Energieverbrauchs um mehr als 95 Prozent sowie eine Verkürzung der Prozesszeit um 80 Prozent.
Während die Automobilindustrie ihren Weg in Richtung Elektrifizierung weiter vorantreibt, nutzen OEMs neue Möglichkeiten, Innovationen schneller umzusetzen und ihre technologische Führungsposition auszubauen. Durch die Zusammenarbeit mit Ennovi erhalten OEM-Engineering-Teams Zugang zu globaler Expertise, können Projektlaufzeiten verkürzen und Produktionskosten optimieren – ohne Kompromisse bei Qualität oder Innovationsgrad einzugehen. Die fortschrittlichen Technologien zur Abdichtung von Stromschienen und zur Laminierung von Batteriesystemen sind zwei Beispiele dafür, wie kollaborativer Wissenstransfer und kontinuierliche Prozessverbesserung OEMs dabei unterstützen, die nächste Generation von Hybrid- und Elektrofahrzeugen effizient, zuverlässig und wettbewerbsfähig auf den Markt zu bringen. (bs)
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Autor
Till Wagner, Product Manager Energy Systems bei Ennovi