Printmagazin TECHNIK und WISSEN - Ausgabe 007

LASERTECHNIK
WENN DER
LASER
«ELEKTRISIERT»
Als flexibel einsetzbares Energiebündel hat der Laser
viele Industriebereiche erobert. Nun hilft er mit, den Trend
zur Elektromobilität zu meistern.
Von Nikolaus Fecht
2020 ist für die Elektromobilisierung
ein wichtiges Jahr
mit Sig nalwirkung: Nun gelten
erstmals verbindlich die von
der EU vorgegebenen CO 2 -Flottengrenzwerte.
Die effiziente Produktion
von Elektroautos und Batterien gewinnt
zunehmend an Bedeutung. Warum
Lasertechnik dabei unverzichtbar
ist und welche leistungsstarken Lösungen
sie bietet, zeigte das Lasersymposium
Elektromobilität (LSE) des Fraunhofer-Instituts
für Lasertechnik ILT.
Die Marschroute steht für Dr.-Ing.
Alexander Olowinsky, Gruppenleiter
Mikrofügen am Fraunhofer ILT, fest:
«Das Thema Elektromobilität bewegt
uns alle. Wir werden laut BMW am Ende
beides haben – Brennstoffzellen für
längere Strecken und grössere Fahrzeuge
und Elektroantriebe für kurze
Strecken, etwa in der Stadt.» Diesem
Trend folgen die Aachener – einen Monat
später veranstalteten sie das erste
Laserkolloquium Wasserstoff LKH2.
Laserschweissen optimiert die
Batteriefertigung
Ein Grund für den Trend zur Brennstoffzelle
sind laut Dr. David Flaschenträger
von der Quantron AG in Augsburg,
einem Spezialisten für die
Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen,
die hohen Ansprüche an die Batterien.
Der technische Vorstand (CTO Battery
CV) sprach über die immer noch sehr
teuren Batterien mit einer Leistung
von mindestens 200 kWh, die weniger
als 1,5 Tonnen wiegen und mindestens
fünf Jahre beziehungsweise 4000
Ladezyklen mit 600 bis 700 V halten
müssen. Entsprechend aufwendig
fällt die Produktion aus: Flaschenträger
beschrieb es anhand einer 210
kWh-Batterie, die aus 35 000 einzelnen
Rundzellen (Format: 18 650) besteht.
Das Laserschweissen der Kontakte
dauert rund 100 000 Sekunden beziehungsweise
fast 30 Stunden. Nicht nur
das Material, sondern auch der hohe
Aufwand für das Fügen und das Überprüfen
der Kontakte macht die Batterieherstellung
bisher sehr teuer. Flaschenträger:
«Der Zeitaufwand für das
Schweissen der Zellen ist immer noch
der limitierende Faktor.»
Wie es bei diesem Batterietyp
schneller geht, beschrieb Alessandro
Baldini, Spezialist für Prozessentwicklung
bei der Voltabox AG aus Delbrück,
einem Hersteller unter anderem
von Batteriesystemen für Flur- und
Bergbau fahrzeuge. In Aachen stellte
er die Schweissstrategie für eine Batterie
für einen grossen Bus vor, die
aus 15 000 Rundzellen des Typs 18 650
besteht. Um die Zellen beim Schweissen
zu schützen, darf die Temperatur
des Aktivmaterials 90 °C nicht überschreiten.
Voltabox setzte einen Single-Mode-IR-Laser
von Rofin-Sinar mit
einer maximalen Leistung von 300 bis
450 W ein, der mit einem Vorschub
von 200 bis 250 mm/s ohne Schutzgas
70 µm breite Kontakte auf die
Minuspole schweisste, die bei einer
Schweisstiefe von 40 µm eine hohe
Zugfestigkeit von konstant 150 N aus-
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