Leoni senkt Bauteilgewicht um 50 Prozent
Runde Aluminium-Stange statt Kupferkabel zur Batterieverbindung im Auto – Leichtbau als zentrales Thema auf dem IAA-Stand
Von den durchschnittlich 3.000 Meter Kabeln, die in heutigen Fahrzeugen stecken, ist das Verbindungsstück zwischen Batterie und Motor eine der massigsten Einzelleitungen. Das Potenzial, bei diesem Bauteil Gewicht zu sparen, ist umso größer, wenn die Batterie im Heck des Fahrzeugs untergebracht ist. Leoni ersetzt daher das kupferne Batteriekabel durch eine runde Stange aus Aluminium, die direkt auf oder unter dem Chassis des Fahrzeugs angebracht werden kann. Die so genannte busbar hat einen je nach Anwendung variablen Durchmesser und ist mit einem halogenfreien Polyethylenmantel isoliert. In Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp kann sie eine Länge von mehr als vier Meter erreichen und in ein- oder zweischieniger Version eingesetzt werden.
Bauteil wiegt bis zu drei Kilo weniger
Die Alu-Stange bringt lediglich 40 bis 60 Prozent des Gewichts des üblichen Kupferkabels auf die Waage. Möglich wird die Einsparung, weil Aluminium im Vergleich zu Kupfer eine deutlich geringere spezifische Dichte aufweist. Die absolute Gewichtseinsparung kann bis zu drei Kilogramm betragen, was dazu beiträgt, die CO2-Emmisionen zu senken.
Dazu kommt die Besonderheit, dass die bei Alu-Leitern üblicherweise nötige Erhöhung des Durchmessers bei größeren Querschnitten umgangen werden kann. Durch die massive Struktur und ein spezielles Herstellungsverfahren schrumpft der Durchmesser der busbar beträchtlich. Im Vergleich zu einem mehradrigen Kupferkabel mit einem Durchmesser von 15,5 Millimeter weist die Alu-Stange mit identischer Leitfähigkeit weniger als 14 Millimeter auf. Damit trägt die Technologie auch dem knapper werdenden Bauraum Rechnung.
Flexible dreidimensionale Formgebung
Um die perfekte Anpassung an das Fahrzeug-Chassis zu gewährleisten, erfolgt das Design der busbar CAD-gesteuert im dreidimensionalen Raum. Aufgrund ihrer runden Form ist eine stufenlose Krümmung in alle Richtungen problemlos möglich, was andere am Markt verfügbare Lösungen nicht erlauben. Dabei sind innere Biegeradien realisierbar, die nicht größer sind als der Durchmesser der Stange.
Die Handhabung der starren busbar ist einfacher als beim biegeschlaffen Kabel. Somit spart der Autohersteller Zeit beim Einbau ins Fahrzeug. Das Bauteil wird an beiden Enden über ein ausgeklügeltes, aber einfach zu bedienendes Befestigungssystem montiert und dazwischen mit speziellen Klammern am Chassis fixiert.
Schließlich bringt die neue Technologie einen weiteren, nicht unwesentlichen Vorteil mit sich: Unter Berücksichtigung aller Materialen, Komponenten, Werkzeuge und Prozesse ergibt sich eine Kostenersparnis im Vergleich zur herkömmlichen Kupferlösung. Leoni arbeitet derzeit an den Prototypen für den ersten Serienauftrag eines europäischen Herstellers. Das Fahrzeug kommt voraussichtlich 2013 auf den Markt.
Weitere alternative Leitermaterialien im Angebot
Auf dem IAA-Stand präsentiert Leoni weitere alternative Materialien, die den Universalleiter Kupfer ersetzen können. Der Einsatz von Bronze (CuSn), kupferkaschiertem Stahl (CCS), kupferkaschiertem Aluminium (CCA) sowie Legierungen wie Kupfer-Silber (CuAg) und Kupfer-Magnesium (CuMg) kann zu einer Reduzierung des Kabelgewichts von mehr als 60 Prozent führen. Neben dem Leichtbau stellt Leoni des Weiteren sein Leistungsspektrum im Bereich der Elektromobilität vor.