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Elektromobilität im Trend
Hochleistungskunststoffe für eine automobile Zukunft
E N G I N E E R I N G P O LY M E R S

Elektromobilität –
Verkehrskonzept mit Potenzial
Die Zukunft des öffentlichen sowie
des individuellen Straßenverkehrs
steht vor weitreichenden Veränderungen
und großen Herausforderungen.
Mobilitätskonzepte mit
alternativen Antriebssystemen,
die den CO 2 -Ausstoß im Straßenverkehr
deutlich senken können,
werden weltweit diskutiert. Die
größte Bedeutung kommt dabei
der Elektromobilität zu, die durch
weitere Vorteile wie hohe Beschleunigung,
Schadstofffreiheit
und minimale Geräuschemission
überzeugt. An der Behebung der
derzeit größten Schwäche der
Elektrofahrzeuge – der geringen
Reichweite des Akkus – arbeiten
die Entwickler mit Hochdruck.
Da die Forschung auf diesem
Gebiet noch mitten im Entwicklungsprozess
steckt, fungiert die
Hybridtechnologie (Otto- oder
Dieselaggregate plus Elektromotor)
als Brückentechnologie: So kommen
schon heute durch das Zuschalten
des Elektromotors die genannten
Vorteile zum Tragen. Gleichzeitig
wird die neue Technologie im Zusammenspiel
mit anderen Fahrzeugkomponenten
in der Praxis getestet
und kann so verbessert werden.
Individuell und effizient
Individuelle Mobilität – ob mit dem
persönlichen Fahrzeug, mit dem
CO 2 Emission
200g/km
150
100
50
Japan
EU
USA
Korea
öffentlichen Verkehr oder beides
kombiniert – stellt derzeit niemand
in Frage. Aber diese Mobilität
muss effizienter werden – vor
allem im Umgang mit Energie,
um der Umwelt weniger stark zur
Last zu fallen. Deshalb sind gerade
im urbanen Umfeld innovative
Gesamtkonzepte notwendig: Der
Einsatz von Elektrofahrrädern,
Elektromotorrädern oder -autos
kann durch Ladestationen an vielen
öffentlichen Einrichtungen und
P&R-Parkplätzen gefördert werden.
Mit Elektrobussen können Pendler
zu ihrem Ziel fahren, während das
Fahrzeug wieder aufgeladen wird.
Der Trend: Automobilhersteller
setzen bei der Entwicklung von
Null-Emissionsautos auf Kleinfahrzeuge,
die von Natur aus einen
niedrigeren Energiebedarf haben
und sich deshalb besonders für
den Antrieb durch Elektromotor
eignen. Hersteller von Oberklasse-
Fahrzeugen bauen vor allem auf
die Hybridtechnik, um den sehr
hohen Energieverbrauch der konventionellen
Energieträger – Benzin-
und Dieselmotoren – durch die
Zuschaltung von Elektromotoren
zu reduzieren. Der Schlüssel zum
Erfolg von Energieeffizienz ist dabei
der Einsatz besonders robuster und
zuverlässiger Bauteile, die zudem
noch äußerst leicht sind. Dabei rücken
immer neue Werkstoffe in den
1995 2004 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Fokus der Forschung – allen voran
modernste Hochleistungskunststoffe
und Faserverbundwerkstoffe.
Materialien für nachhaltige
Mobilitätskonzepte
Ticona ist für diese Herausforderungen
bestens gerüstet: Das
Unternehmen stellt seinen Partnern
und Kunden eine Reihe von
hochspezialisierten technischen
Kunststoffen zur Verfügung, die
über hervorragende Eigenschaften
wie Schlagzähigkeit, Flexibilität,
Medien- und UV-Stabilität und
Temperaturbeständigkeit verfügen.
Aber nicht nur Materialeigenschaften
werden weiterentwickelt,
auch Verarbeitungsprozesse (Blasformen,
Tiefziehen, Spritzguss), Fügeprozesse
(Kleben, Schweißen) und
das Oberflächendesign (Laserbeschriften,
Metallisieren, Lackieren,
Bedrucken). Ausgerüstet mit diesen
Materialeigenschaften, den Technologieentwicklungen
und dem Knowhow
von Ticona können zusammen
mit dem Kunden Bauteile entwickelt
werden, die maßgeschneidert,
energieeffizient und leichter diesen
Anforderungen gerecht werden.
Überblick E-Mobilität
Die Vorteile: Keine Abgase,
hohe Beschleunigung, geräuscharm
Die Herausforderung: Integration
von Elektro-, Informationstechnik
und Elektronik in
die Fahrzeugtechnik
Ticona-Kunststoffe: Hohe
elektrische Anforderungen
und beste mechanische Eigenschaften

Die Zukunft der Elektromobilität –
und ihre Kunststoffe
Bei der
Weiterentwicklung
der Elektromobilität
stehen den Her -
stellern noch zahlreiche
Herausforderungen bevor.
Ticona steht seinen Kunden
und Partnern mit innovativen
Hochleistungspolymeren zur Verfügung:
Dabei lassen die speziellen
Eigenschaften der verschiedenen
Polymere den Einsatz unter der Motorhaube
(hohe Temperaturen), im
Fahrzeuginnenraum (geruchsarm)
und auch bei Außenanwendungen
(UV-und witterungsstabil) zu.
Ergänzend dazu benötigen alle
Globaler Automobilmarkt
Entwicklung der Fahrzeugantriebe bis 2025 (CAR Univ. Duisburg/Essen)
100
80
60
40
20
0
Verbrennungsmotor
Hybrid
(Teil- oder Voll-)
Materialien, die in Fahrzeugen
eingesetzt werden, ausgezeichnete
mechanische Eigenschaften, um bei
Beschleunigungs- und Bremsvorgängen
den kurzzeitigen Schlägen
oder Vibra tio nen standzuhalten.
Gegenüber aggressiven Che mikalien
im Fahrzeug wie Öle, Kühlmedien
oder Bremsflüssigkeiten müssen
alle Kunststoffe im Hybridfahrzeug
weiterhin beständig sein.
Ergänzend kommen nun noch
Forderungen nach guten
elektrischen Eigenschaften
dazu
wie einer
hohen Resistenz
gegenüber
Brennstoffzelle Plug-In-Hybrid Batterie
2005 2010 2015 2020 2025
Kurzschlüssen (CTI) und einem
hohen Oberflächenwiderstand.
In vielen Fällen helfen Ticona-
Kunststoffe bei Strukturbauteilen
(Träger, Rahmen), Blasformbauteilen
(Rohre) und Präzisionsbauteilen
(Linsen- und LED-Halter), metallische
und keramische Werkstoffe
zu ersetzen und damit Gewicht zu
sparen. Durch Integration vieler
Funktionen ermöglichen sie
innovative Lösungen und
die Einsparung von
Fertigungsschritten,
was zu einer Kostenreduktion
führen kann.

Das richtige Material
für Ihren Produkterfolg:
Fortron ® PPS
Das lineare Polyphenylsulfid
Fortron ® PPS wird in der Fahrzeugtechnik
seit längerem erfolgreich
eingesetzt. Es wartet auch bei
großer Hitze mit ausgezeichneten
Eigenschaften auf und ist daher in
vielen Fällen ein perfekter Ersatz für
korrodierendes Metall. Träger für
die Leistungselektronik im Hybrid-
und Elektrofahrzeug werden vor
allem wegen des niedrigen und über
einen weiten Temperaturbereich
konstanten Ausdehnungskoeffizienten
aus Fortron ® PPS hergestellt.
Für Spulenträger, Ventil- und Pumpengehäuse
wird Fortron zunehmend
der geeignete Werkstoff sein.
■ Hohe Steifigkeit, Härte und Dimensionsstabilität
■ Inhärente Flammwidrigkeit und ein setz bar bis
260 °C
■ Geringe Wasseraufnahme und Kriechneigung
■ Sehr gute Chemikalien- und Oxidationsbeständigkeit
bei hohen Temperaturen
Vectra ® / Zenite ® LCP
Die flüssigkristallinen Polymere
Vectra ® LCP und Zenite ® LCP
haben durch die zusätzlichen Sicherheits-
und Komfortsysteme in
vielen Anwendungen (insbesondere
bei Sensoren und Steckverbindern)
den Einzug in die Autoelektrik
geschafft. Mit diesen Erfahrungen
ausgestattet wird es für die energieeffizienten
Fahrzeuge im Motor-,
Licht- und Hochspannungsbereich
Zusatzanforderungen geben, die
nur mit Vectra ® / Zenite ® LCP
effizient erfüllt werden können.
■ Bis 240 °C, kurzzeitig bis zu 340 °C belastbar
■ Inhärente Flammwidrigkeit
■ Niedriger Ausdehnungskoeffizient
■ Exzellente Dimensionsbeständigkeit
■ Sehr gute Chemikalien- und Oxidationsbeständigkeit
■ Ideal für elektrische und elektronische
Bauteile
Thermx ® PCT
Thermx ® PCT (PolycyClohexylendimethylenTerephthalat)
hat neben
ausgezeichneten thermischen Eigenschaften
sehr gute elektrische Eigenschaften.
Dabei wird vor allem die
hohe Durchschlagfestigkeit für Anwendungen
im Elektrofahrzeug von
Nutzen sein. Mit der ausgezeichneten
Einfärbbarkeit und konstanter
Farbstabilität bei hohen Temperaturen
erfüllt Thermx ® die erhöhten
Anforderungen für LED Sockel.
■ Gebrauchstemperatur von bis zu 150 °C,
kurzzeitig 255 °C
■ Hohe Durchschlagfestigkeit
■ Hohe Festigkeit gegenüber Kriechwegen (CTI)
> 600V
■ Ausgezeichnete Haftung zu Vergussmassen
und Klebesystemen
■ Gute Dimensionsstabilität
Celstran ® LFT
Celstran ® LFT ist vielseitig einsetzbar,
bietet sich durch die Kombination
aus Stabilität und Schlagfestigkeit
besonders für tragende Teile
im Elektromobil an. Der langfaserverstärkte
Kunststoff eignet sich
perfekt für die Batterieaufhängung
und das Akku-Gehäuse, aber auch
für Bodenplatten und Instrumententafeln.
Die hohe Energieaufnahmefähigkeit
sorgt dafür, dass
Erschütterungen und Schläge nicht
an sensible Teile wie die Batterie
weitergegeben werden, und erhöht
damit die Sicherheit. Celstran ® LFT
ist zudem sehr temperaturbeständig.
Mit der richtigen Konstruktion

Innovative Lösungen
durch große Werkstoffauswahl
und dem entsprechenden Celstran-
Typ werden hohe Festigkeiten
erreicht, die die Ablösung von
Metallen erlauben. Dabei können
Bauteile bis 30 % leichter werden.
■ Geringes Kriechverhalten, verzugsarm,
schwindungsarm
■ Hohe Dimensionstabilität
■ Doppelt so hohe Schlagfestigkeit wie
kurzfaserverstärkte Werkstoffe
■ Funktionsintegration
Celanex ® PBT
Celanex ® PBT (Polybutylentherephtalat)
qualifiziert sich wegen
der ausgezeichneten Maßstabilität
für Steckverbinder in Straßen -und
Schienen Fahrzeugen aller Art.
Auch werden die bisherigen Erfahrungen
zur Eignung von PBT
für elektrische Gehäuse im Auto
(ABS-ECU, ACU/AirbagControlUnit,
u.a.) bereits auf zusätzliche
Bauteile, wie die Start Stop
Automatik übertragen und sind
mit Celanex ® in Serie gegangen.
■ Hohe Maßhaltigkeit (keine Wasseraufnahme)
■ Hohe Steifigkeit und Wärmeformbeständigkeit
■ Robust und widerstandsfähig
■ Hohe Gebrauchstemperatur
■ Leicht zu verarbeiten
■ Hohe Oberflächengüte
GUR ® UHMW-PE
Das ultrahochmolekulare Polyethylen
GUR ® UHMW-PE ist
aufgrund seines besonders niedrigen
Gewichtes für Anwendungen in
Elektrofahrzeugen prädestiniert.
Es lässt sich beispielsweise für
Batterieseparatoren verwenden.
■ Membran mit extremer Festigkeit
■ Besonders leicht
■ Gute elektrische Eigenschaften
Hostaform ® POM
Die Elektromobilität eröffnet Hostaform
® POM neben bekannten
Einsatzmöglichkeiten weiteres
Potential. Zum einen bei Anwendungen
zur Signalübertragung im
automobilen Elektronikbereich
wie z.B. in Schaltern, Reglern,
Steckern und in der Sensorik, zum
anderen als sehr medienbeständiger
Werkstoff im Bereich der aktiven
Klimatisierung und Kühlung von
Akkupaketen in HVAC Systemen.
Mit den XAP ® -Typen von Hostaform
® hat Ticona eine eigene
Produktreihe für emissionsarme
Anwendungen entwickelt und war
Vorreiter für POM-Anwendungen
im Autoinnenraum. Dazu zählen
insbesondere Komfortelemente wie
Fensterheber und Verriegelungen,
Infotainment oder als Konstruktionswerkstoff
für Befestigungselemente
(Clips und Retainer).
Spezialisierungen wie verbessertes
Gleitverhalten, UV-Beständigkeit
oder Verstärkung durch Lang- oder
Kurzfasern machen Hostaform ® zur
Idealbesetzung für kleine Strukturbauteile,
etwa im Autositz oder bei
sichtbaren Formteilen wie Lautsprechergittern
sowie im Außenbereich
als Führungsprofile für Stossfänger.
■ Gute thermische Stabilität, Gebrauchstemperaturen
von -40°C bis 100°C (ungefüllt)
■ Ausgezeichnete Langzeit Performance und
hohe Maßhaltigkeit durch ausgeprägte
Kriechbeständigkeit
■ Gut leitende und nichtleitende Eigenschaften
(CTI 600)
■ Hervorragende Chemikalienbeständigkeit
(pH > 4 bis 14) und Schlagzähigkeit
■ Sehr gute Gleit-Reib-Eigenschaften im
Kontakt mit anderen Polymeren und Metallen
■ Einfache Verarbeitung und Prozeßführung
durch fließoptimierte Typen
■ Möglichkeit zum Lackieren und Laserbeschriften

Auf dem Weg
in die elektromobile Zukunft
Fast alle Innovationen in den
Fahrzeugen finden schon heute im
Bereich der Elektrik/Elektronik
statt, bei denen die Kunststoffe ein
wesentlicher Entwicklungstreiber
sind. Als einer der weltweit führenden
Anbieter von technischen
Kunststoffen ist Ticona in der Lage,
Ingenieuren und Entwicklern auch
in komplexen Anwendungsfragen
eine Lösung anzubieten. Dabei
beweist das Unternehmen immer
wieder Pioniergeist. Bestes Beispiel
dafür ist der „UC?“ – das neue
Konzeptfahrzeug des kreativen
Autoentwicklers Rinspeed aus
Szenario: Ölpreis bei 110 US $; Ziel der Bundesregierung:
Eine Million Elektroautos auf deutschen Straßen bis 2020 (Quelle: McKinsey)
dem schweizerischen Zumikon,
an dessen Entwicklung Ticona
entscheidend mitbeteiligt war.
„UC?“ –
Weite dank Kunststoff
Das Modellprojekt mit dem Titel
„UC?“ für „Urban Commuter“
(deutsch: urbaner Pendler) wurde
auf dem Genfer Automobilsalon
2010 vorgestellt: ein zweisitziges
City Car mit Elektroantrieb und
Hightech-Materialien unter der
Haube. Und diese Materialien
tragen entscheidend dazu bei, dass
der „UC?“ mit einer hohen Leistungsstärke
aufwarten kann. So
lieferte Ticona eine Sandwichplatte
aus Celstran® LFT mit einem
Polypropylen-Wabenkern zu. Sie
sorgt im Kofferraum des Elektro-
Kleinwagens für Stabilität. Dasselbe
Material findet sich in der
Trägerstruktur für den Akku: Dort
garantiert es den sicheren Halt der
schweren Batterie. Zudem reduziert
der Kunststoff durch das geringe
Eigengewicht das Gesamtgewicht
Elektrofahrzeuge
Geschätzter Anteil Neuzulassungen im Jahr 2020 in Prozent
Weltmarkt
(77 Mio. Kfz)
Europa
(18,3 Mio.)
Asien
(18,9 Mio.)
67 33
60 40
66 34
Verbrennungs motoren Hybrid- und Elektrofahrzeuge

des Autos und sorgt so für einen
geringeren Stromverbrauch. Die
hohen Temperaturen unter der
Motorhaube sind dabei kein Problem
für das langfaserverstärkte
Thermoplast, das auch in heißer
Umgebung seine ausgezeichneten
Produkteigenschaften beibehält.
Mobilitätskonzept inklusive
Das Besondere am „UC?“ ist nicht
nur sein geringes Eigengewicht,
das zu einer mit 120 Kilometer pro
Akkuladung vergleichsweise hohen
Reichweite führt. Sondern auch das
„mitgelieferte“ Mobilitätskonzept,
das individuellen und öffentlichen
Personenverkehr miteinander ver-
zahnt. Denn der „urbane Pendler“
ist vorwiegend für den Stadtverkehr
ausgelegt. Wer weiter fahren möchte,
so das Konzept, steigt einfach
um: auf die Bahn. Ein speziell zu
entwickelnder Autowaggon nimmt
den „UC?“ auf und lädt während
der Fahrt den Akku auf, um am
Zielort weiterfahren zu können.
Noch sind dieses Mobilitätskonzept
sowie die Elektrofahrzeuge mit größerer
Reichweite Zukunftsmusik.
Doch dank neuer Technologien,
Hochleistungsmaterialien
und leichter Kunststoffe nähert
man sich diesem Ziel über die
Hybridfahrzeuge weiter an.
Gemeinsame Entwicklung
Die Zusammenarbeit zwischen
Ticona und Rinspeed am „UC?“:
Langjährige Zusammenarbeit im
Bereich der Prozess- und Bauteilentwicklung
Große Reichweite bei vergleichsweise
kleiner Batterie dank leichter
Kunststoffe
Langfaserverstärkte Thermoplasten
von Ticona mit enormem Leichtbaupotenzial
© Rinspeed/Dingo

Copyright: AUDI AG
Kunststoff-Know-how
aus erster Hand
Ticona, ein Unternehmen der
Celanese Corporation, gehört zu
den führenden Herstellern technischer
Kunststoffe. Speziell in der
Automobilindustrie ist Ticona seit
Jahrzehnten ein innovativer Partner
großer Fahrzeughersteller und
Zulieferer. Seit vielen Jahren engagiert
sich das Unternehmen zudem
in der Entwicklung alternativer
Antriebskonzepte und verfügt
hier über seltene Expertise und
speziell für diesen Bereich entwickelte
Hochleistungspolymere.
Doch Ticona ist mehr als nur
Rohstofflieferant. Als Kunststoffhersteller
bietet Ticona seinen
Kunden einen umfangreichen
technischen Service. Dazu gehören
neben der intensiven Beratungsleistung
in der Projektarbeit u. a.
die Materialauswahl, Unterstützung
bei der Bauteilgestaltung
und Werkzeugauslegung, CAE-
Berechnung und Optimierung
von Produktionsprozessen.
EUROPA
Ticona GmbH · Informationsservice
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HINWEISE FÜR ANWENDER: Durch die in dieser Veröffentlichung enthaltenen Informationen werden bestimmte Eigenschaften unserer Produkte weder vereinbart noch zugesichert. Die Entscheidung über die Eignung eines
bestimmten Materials und Bauteildesigns für einen konkreten Einsatzzweck obliegt ausschließlich dem jeweiligen Anwender. Wir empfehlen dem Anwender dringend, die aktuellen Anweisungen des jeweiligen Herstellers
für den Gebrauch der einzusetzenden Materialien einzuholen und diese zu befolgen. Etwa bestehende gewerbliche Schutzrechte sind zu berücksichtigen. Celanex ® , Celstran ® , GUR ® , Fortron ® , Hostaform ® , Thermx ® , Vectra ® ,
Zenite ® sind eingetragene Warenzeichen der Ticona.
* 0,14 € / Minute aus dem Festnetz der T-Com ** 0,06 € / Minute aus dem Festnetz der T-Com
TI BR 2013 DE 10.2010