Der JEC Innovation Award 2026 in der Kategorie „Automotive and Road Transportation – Process“ ging an den großserienfähigen Fertigungsprozess für strukturelle thermoplastische Batteriegehäuse. Das Sieger-Exponat ist im März auf der internationalen Leitmesse JEC World in Paris zu sehen.
Im prämierten Projekt „GroKuBat – Großserienfähiges Kunststoff-Batteriegehäuse für die Großserienfertigung“ nutzte die Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der TU Chemnitz gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern kommerziell verfügbare thermoplastische Faserverbundwerkstoffe (kombinierte lang- und endlosfaserverstärkte Thermoplaste) als integralen Lösungsansatz und adaptierte sie auf eine großseriennahe automatisierte Fertigungsstrecke.
Ziel war es, ein metallisches Referenzkonzept funktional, ohne Kompromisse in der Funktionalität, zu substituieren und in der Herstellung die CO₂‑Bilanz entlang des gesamten Lebenszyklus zu verbessern.
Entwickeltes thermoplastisches Traktionsbatteriegehäuse mit Blick auf die Zellstruktur
Methodik und Fertigungskonzept
Kontinuierliche Faserverstärkung kombiniert mit thermoplastischer Matrix erlaubt hohe spezifische Steifigkeiten bei guter Energiedissipation. Prozesskern ist ein auf Fließpressen und kurzzyklischer Werkzeugtechnik beruhendes Herstellverfahren, ergänzt durch eine automatisierte Materialzuführung. Dieses Konzept wurde unter seriennahen Bedingungen validiert. Produktionslayout und Takt wurden für ein taktzeitoptimiertes Handling großer verschnittfreier rechteckförmiger Halbzeugformate ausgelegt.
Kernergebnisse der Entwicklung
1. Crashperformance: Die Grenzwerte für strukturelle Integrität und Energieaufnahme sind erfüllt. Entscheidend waren Faserorientierung und lokale geometrische Anpassungen, nachgewiesen in umfangreichen Prüfprogrammen, u. a. Simulationen und physikalische Tests zum Euro‑NCAP‑Pfahlaufprall.
2. Großserienfähigkeit: Materialverarbeitung und -fluss sind sicher. Die simplere Halbzeuggeometrie und -anzahl macht eine wirtschaftliche Serienfertigung großer strukturtragender thermoplastischer Batteriekästen möglich.
3. Zykluszeit: Produktionszyklen liegen deutlich unter zwei Minuten pro Bauteil, einschließlich Bauteil-Entformung, was die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber metallischen Lösungen ermöglicht und sicherstellt.
4. CO₂‑Bilanz: Laut ökobilanzierenden Life‑Cycle Assessments ≈ 25 % geringere CO₂‑Emissionen gegenüber konventionellen Metallgehäusen wegen reduzierter Bauteilmasse, weniger Energiebedarf in der Fertigung und optimiertem Recycling
für thermoplastische Verbunde.
5. Gewichtsreduktion: Das entwickelte Batteriegehäuse weist eine ≈ 15 % geringere
Masse gegenüber der Aluminium‑Referenz-Konstruktion auf. Das beeinflusst
Fahrzeugreichweite und Energieeffizienz unmittelbar positiv.
Große Freude beim GroKuBat-Team über den JEC Award
Gewinn des JEC Award
Die erfolgreichen Projektergebnisse zeigen, dass lang‑ und endlosfaserverstärkte thermoplastische Traktionsbatteriegehäuse die Anforderungen an Sicherheit, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit erfüllen können. Die positive Resonanz und nicht zuletzt der Gewinn des JEC Innovation Award 2026 unterstreichen die thematische Relevanz und Innovationshöhe des Entwicklungsansatzes.
Wir danken dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) für die finanzielle Unterstützung des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens innerhalb der Förderrichtlinie „Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien“, sowie den Partnern Mahle Filtersysteme (Projektkoordinator), Formenbau GF, In2p, Gerlinger Industries, Wickert Maschinenbau und Fraunhofer ICT.
Kontakt:
Technische Universität Chemnitz, Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung
Frank Schettler, Wiss. Mitarbeiter
+49 371 531-389 24
frank.schettler@mb.tu-chemnitz.de
www.leichtbau.tu-chemnitz.de
