Polyurethan im Automobilbau: Neue Lösungen für Elektroautos

Die Zukunft der Mobilität gehört der Elektromobilität

Der Übergang zur Elektromobilität kann durch die endgültige Entscheidung der Europäischen Union nicht mehr aufgehalten werden, ab dem Jahr 2035 keine Personenkraftwagen mit Verbrennungsmotoren mehr zuzulassen. Lediglich für E-Fuels und bestimmte Fahrzeuge wie Feuerwehren oder Krankenwagen gibt es Ausnahmen.

Das Ziel der EU ist es, den CO2-Ausstoß neuzugelassener PKWs drastisch zu reduzieren. Bis 2025 um 15%, bis 2030 um 55% und bis 2035 um 100%. Ohne Elektromobilität ist dies nicht zu erreichen.

Für den Wandel zur Elektromobilität gibt es jedoch noch einige große Herausforderungen zu bewältigen:

• Es müssen viel mehr Ladestationen für Elektrofahrzeuge aufgebaut werden

• Der zusätzliche Strombedarf muss durch erneuerbare Energien gedeckt werden

• Die Akkutechnologie muss leistungsfähigere Batterien mit kürzeren Ladezeiten hervorbringen

• Auch der Automobilbau selbst muss in vielen Bereichen völlig neu konzipiert werden

Kunststoffe werden hier eine wichtige Rolle spielen, um neuartige Anforderungen zu erfüllen.

Auch längere Urlaubsreisen mit Elektroautos möglich

Die Reichweite von Elektroautos ist aufgrund des hohen Akkugewichts und der begrenzten Kapazität noch eingeschränkt. Durch Forschung an leistungsfähigeren Batterien und durch Leichtbau sollen Reichweiten um bis zu 50% erhöht werden. Hier bietet sich der Einsatz faserverstärkter Kunststoffe anstelle von Metallen für den Karosseriebau an.

Polyurethane bieten Potenzial für Leichtbau

Bereits seit 2016 beschäftigt sich die Arbeitsgruppe „Leichtigkeit PUR“ des FSK intensiv mit dem Potenzial von Polyurethan für den Leichtbau in der Automobilindustrie. Regelmäßige Fachveranstaltungen informieren über Entwicklungen zu Polyurethan im Automobilbau.

Klimatisierung ohne Motorwärme als Herausforderung

Da Elektromotoren kaum Abwärme produzieren, muss die Innentemperierung des Fahrzeugs neu konzipiert werden. Sowohl Heizung als auch Kühlung müssen elektrisch betrieben werden.

Um die Reichweite nicht weiter zu verringern, sind wärmedämmende Fahrzeugteile und neue Designkonzepte nötig. Hier bieten sich insbesondere Schaumstoffe auf Polyurethanbasis an.

Neue Konzepte für Schallisolierung

Elektrofahrzeuge sind bei niedrigen Geschwindigkeiten nahezu geräuschlos. Jedoch werden Warnsignale und andere Geräusche nicht mehr überdeckt.

Seit 2020 müssen E-Fahrzeuge daher unter 30km/h warnehmbare Töne von sich geben. Für höhere Geschwindigkeiten müssen auch hier neue Isolierungskonzepte auf Basis expandierter Kunststoffe entwickelt werden.

Steigende Nachfrage nach geschäumten Polyurethan-Bauteilen

Durch den Einsatz von Schaumstoffen kann der Innenraum von Fahrzeugen vor Schall, Vibrationen und Wärme geschützt werden.

Polyurethane können komplex geformte Bauteile mit strukturierten Oberflächen und guter Schalldämmung herstellen. Bereits jetzt produzieren Unternehmen Polyurethan-Komponenten in großen Stückzahlen. Forschung an der Rückführung von Polyurethan-Rezyklaten ist ebenfalls im Gange.

Moderne Batteriesysteme erfordern Schutz

Lithium-Ionen-Akkus in E-Fahrzeugen müssen vor Überhitzung und Beschädigung, z.B. bei Unfällen, geschützt werden. Covestro hat mit seiner pultruierten Polyurethan-Batteriehülle eine stabile und leichte Lösung entwickelt, die zudem die Wärmeableitung verbessert. Mehrere Crashtests bestätigen die Überlegenheit gegenüber herkömmlichen Materialien.

Fazit: Polyurethane bieten vielfältige Chancen

Batteriehüllen, Schall- und Wärmedämmung stellen nur einen kleinen Teil der Einsatzmöglichkeiten für Kunststoffe im Elektrofahrzeugbau dar. Der FSK und seine Mitglieder arbeiten an umfassenden Lösungen.