Les boîtiers des batteries haute tension dans les voitures électriques doivent répondre à de nombreuses exigences. En termes de sécurité, une grande résistance aux chocs et la capacité d'absorber de l'énergie lors des collisions ou de protéger contre les courts-circuits sont essentielles. Le matériau doit également être résistant à la chaleur et ignifuge. Une dissipation thermique efficace est également essentielle. Cependant, les cellules sensibles doivent être protégées contre un refroidissement excessif par temps froid. Des pierres ou du sel de déneigement ne doivent pas endommager le boîtier. De plus, il doit s'intégrer parfaitement dans la structure du châssis du véhicule, contribuer à la rigidité de la carrosserie et augmenter l'autonomie du véhicule avec un poids propre faible. La mousse d'aluminium répond à toutes ces exigences.
Lors du Battery Show North America début octobre à Detroit, le Fraunhofer IWU et le fournisseur automobile Amsted Automotive ont présenté un boîtier de batterie conçu de manière intégrale avec des sandwichs en mousse d'aluminium. Il s'agit d'une structure de matériau spéciale composée de deux plaques d'aluminium solides qui entourent un noyau interne en mousse d'aluminium. Une structure de refroidissement ou un matériau de stockage de chaleur (PCM, matériau à changement de phase) peut être intégré dans ces sandwichs si nécessaire.
Le Fraunhofer IWU a réussi à intégrer le PCM dans de la mousse d'aluminium à pores fermés. Les PCM peuvent absorber ou libérer de très grandes quantités d'énergie thermique tout en changeant d'état (solide ou liquide) - sans que leur propre température ne change de manière significative. Ils sont donc particulièrement adaptés pour une gestion thermique efficace dans les batteries lithium-ion.
Le démonstrateur présenté à Detroit montre une grande variété de solutions de série possibles. Selon les propriétés prioritaires, des AAS purs (précisément : sandwichs en mousse d'aluminium), des AAS avec PCM infiltré, des AAS avec structure de refroidissement ou des AAS avec structure de refroidissement et PCM sont réalisables.
Pour que les boîtiers de batterie en mousse d'aluminium se répandent également dans les véhicules de grande série à l'avenir, les chercheurs autour de Dr. Thomas Hipke et Dr. Rico Schmerler se concentrent maintenant davantage sur la rentabilité. Un facteur important pour les prix de fabrication futurs est le matériau de départ. Hipke : « Nous misons de plus en plus sur des matériaux recyclés pour la fabrication de la mousse d'aluminium. Cela est non seulement beaucoup moins coûteux, mais réduit également considérablement l'empreinte carbone. »
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