<h2>ZUSAMMENFASSUNG</h2><p>Das Stanzen von Gehäusen für Elektrofahrzeug-Batterien hat sich von einer einfachen Metallumformung zu einer hochpräzisen Wissenschaft entwickelt, die entscheidend für Reichweite und Sicherheit von Elektrofahrzeugen (EV) ist. Ab 2025 verlagert sich die Branche hin zu <strong>Einsatzstücken mit Tiefziehverfahren</strong> und <strong>maßgeschneiderten Schweißbändern (Tailor-Welded Blanks, TWB)</strong>, um Leckagen zu vermeiden und das Gewicht zu reduzieren. Obwohl Aluminium aufgrund seiner Leichtigkeit derzeit etwa 80 % des Marktes dominiert, erlebt der Werkstoff Hochfester Fortschrittlicher Stahl (AHSS) eine Renaissance durch innovative „Hashtag“-Blechdesigns, die einen überlegenen Unterbodenschutz bei geringeren Kosten bieten. Für Ingenieure liegt die zentrale Herausforderung darin, diese Materialeigenschaften mit engen Toleranzanforderungen (oft ±1,5 mm für Flanschflachheit) auszugleichen, um IP67-Dichtigkeit und die Eindämmung thermischer Durchläufe sicherzustellen.</p><h2>Grundlagen des Tiefziehens für EV-Batteriegehäuse</h2><p>Das Batteriegehäuse bildet die strukturelle Säule eines Elektrofahrzeugs und trägt bis zu 50 % des Fahrzeugwerts, während es gleichzeitig die empfindliche Chemie vor Straßenschmutz und Crashbelastungen schützt. Das Stanzen dieser Komponenten erfordert den Übergang von traditioneller Blechbearbeitung hin zu fortschrittlichen Tiefzieh- und Progressivstanzverfahren.</p><h3>Tiefziehen vs. Progressivstanzverfahren</h3><p>Für die Hauptbatteriewanne (den „Tub“) ist <strong>Tiefziehstanzen</strong> die bevorzugte Methode. Dieses Verfahren zieht ein Metallblech in einen Formhohlraum, um eine nahtlose, kastenähnliche Form mit Tiefe zu erzeugen. Der Hauptvorteil besteht hier im Vermeiden von Schweißnähten an den Ecken, die als typische Schwachstellen für Feuchtigkeitseindringen bekannt sind. Hersteller wie Hudson Technologies und Magna nutzen Tiefziehverfahren, um annähernd rechteckige Ecken zu erreichen und das Innenvolumen für Batteriezellen zu maximieren – Magnas OptiForm-Prozess erhöht beispielsweise den nutzbaren Batterieraum laut Angaben um 10 % gegenüber herkömmlichen mehrteiligen Baugruppen.</p><p>Dagegen wird <strong>Progressivstanzverfahren</strong> für die Serienproduktion kleinerer, komplexer interner Bauteile wie Stromschienen, Steckverbinder und struktureller Versteifungen eingesetzt. Dabei wird eine Metallspule nacheinander durch mehrere Stationen geführt, die das Teil schneiden, biegen und formen. Diese Methode gewährleistet außergewöhnliche Wiederholgenauigkeit für Bauteile, die jährlich in Millionenstückzahlen benötigt werden.</p><h3>Skalierbarkeit und Partnerauswahl</h3><p>Der Übergang vom Prototyping zur Massenproduktion ist eine kritische Phase in der Entwicklung von EV-Programmen. OEMs benötigen Partner, die Geometrien zunächst mit weichen Werkzeugen validieren können, bevor sie in harte Produktionswerkzeuge investieren. Lieferanten wie <a href="https://www.shao-yi.com/auto-stamping-parts/">Shaoyi Metal Technology</a> schließen diese Lücke, indem sie IATF-16949-zertifiziertes Präzisionsstanzen mit Presskapazitäten bis zu 600 Tonnen anbieten und so die Herstellung von schnellen Prototypen bis hin zu serienmäßigen Querlenkern und Subrahmen ermöglichen, die strenge globale Standards erfüllen.</p><h2>Materialstrategie: Aluminium vs. Hochfester Fortschrittlicher Stahl (AHSS)</h2><p>Die Wahl zwischen Aluminium und Stahl bleibt die wichtigste Konstruktionsentscheidung für Batteriegehäuse, wobei jedes Material unterschiedliche Vor- und Nachteile hinsichtlich Gewicht, Kosten und thermischer Leistung bietet.</p><h3>Aluminium: Der leichte Marktführer</h3><p>Aluminium hält derzeit etwa 80 % des Marktes für EV-Batteriegehäuse. Sein Hauptvorteil ist die Dichte – Aluminium wiegt etwa ein Drittel dessen, was Stahl wiegt, was sich direkt in einer verlängerten Fahrzeugreichweite niederschlägt. Legierungen der 6000er-Serie werden häufig wegen ihres günstigen Festigkeits-Gewichts-Verhältnisses und ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit verwendet, die zur Ableitung der von den Batteriemodulen erzeugten Wärme beiträgt. Allerdings benötigen Aluminiumgehäuse oft dickere Wandstärken, um den Craschschutz von Stahl zu erreichen, und das Material ist pro Kilogramm deutlich teurer.</p><h3>Stahl: Der kosteneffiziente Herausforderer</h3><p>Stahl kämpft zurück mit hochfesten Stahlsorten (AHSS) wie martensitischem Stahl (M1500/M1700). Diese Werkstoffe bieten extrem hohe Zugfestigkeit, wodurch dünnere Bleche möglich sind, die bezüglich Gewicht mit Aluminium konkurrieren können, aber einen überlegenen Schutz gegen Unterbodenaufschläge (z. B. gegen Poller oder Straßenabfälle) bieten. Stahl hat auch einen wesentlich höheren Schmelzpunkt (ca. 1370 °C gegenüber 660 °C bei Aluminium), was eine bessere inhärente Eindämmung während eines thermischen Durchlaufs bietet. Aktuelle Branchenanalysen deuten darauf hin, dass Stahlgehäuse bis zu 50 % günstiger in der Herstellung sein können als vergleichbare Aluminiumvarianten.</p><table><thead><tr><th>Eigenschaft</th><th>Aluminium (6000er-Serie)</th><th>AHSS (martensitisch)</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Marktanteil</strong></td><td>~80 %</td><td>~20 % (steigend)</td></tr><tr><td><strong>Hauptvorteil</strong></td><td>Gewichtsreduzierung (Reichweite)</td><td>Impactfestigkeit & Kosten</td></tr><tr><td><strong>Wärmeleitfähigkeit</strong></td><td>Hoch (gut für Kühlung)</td><td>Niedrig (gut für Brandschutz)</td></tr><tr><td><strong>Fertigung</strong></td><td>Strangpressen/Gießen/Stanzen</td><td>Kalt-/Heißstanzen, Walzprofilieren</td></tr></tbody></table><h2>Innovation im Fokus: Der „Hashtag“-maßgeschneiderte Schweißblank</h2><p>Eine der vielversprechendsten Entwicklungen im Jahr 2025 ist der Einsatz maßgeschneiderter Schweißbänder (TWB), um das Problem des „Springbacks“ beim Stanzen großer Stahlwannen zu lösen. Eine bemerkenswerte Fallstudie mit Cleveland-Cliffs und AutoForm demonstrierte einen neuartigen Ansatz zum Stanzen einer einteiligen Batteriewanne mittels eines „hashtag-förmigen (#)“ Blank-Designs.</p><p>In dieser Konfiguration wird ultrahochfester AHSS für den flachen Boden der Wanne verwendet, um maximalen Schutz vor Straßenrisiken sicherzustellen. Diese zentrale Platte wird mittels Laserschweißen mit einem Rand aus weicherem, besser formbarem Stahl verbunden. Der weichere Stahl bildet die Seitenwände und Ecken – Bereiche, die während des Tiefziehprozesses starken Verformungen unterliegen.</p><p>Dieser hybride Materialansatz löst zwei zentrale Probleme:</p><ul><li><strong>Springback-Kontrolle:</strong> Das Stanzen einer Wanne ausschließlich aus AHSS führt häufig zu starker Verwindung (Springback), sobald das Teil aus der Form genommen wird, wodurch die erforderliche Flachheit für die Dichtung nicht mehr erreicht werden kann. Der weiche Stahlrand absorbiert die Umformspannungen und stabilisiert das Bauteil.</li><li><strong>Prozesseffizienz:</strong> Es ermöglicht einen Ein-Pass-Stanzprozess, wodurch zusätzliche Unterbodenschilde entfallen, die Anzahl der Teile reduziert und die Montagekomplexität verringert wird.</li></ul><h2>Engineering für Ausfallsicherheit: Dichtung, Thermik und Sicherheit</h2><p>Das Stanzen von EV-Batteriegehäusen geht über das bloße Formen von Metall hinaus; vielmehr gilt es, strenge funktionale Leistungsstandards zu erfüllen. Das Gehäuse muss effektiv eine Überlebenszelle für die Batteriemodule darstellen.</p><h3>Dichtung und Flanschflachheit</h3><p>Die wichtigste Qualitätskenngröße für eine gestanzte Batteriewanne ist die Flanschflachheit. Um IP67- oder IP68-Dichtigkeitsklassen zu erfüllen (die sicherstellen, dass das Gehäuse auch unter Wasser dicht bleibt), muss die Kontaktfläche, an der der Deckel auf der Wanne aufliegt, absolut eben sein. Branchenstandards verlangen typischerweise eine Flachheitsabweichung von nicht mehr als <strong>±1,5 mm</strong> über die gesamte Länge der Wanne. Die Erreichung dieses Werts erfordert fortschrittliche Simulationssoftware, um Springback-Effekte bereits in der Werkzeugkonstruktionsphase vorherzusagen und auszugleichen.</p><h3>Eindämmung thermischer Durchläufe</h3><p>Sicherheitsvorschriften treiben neue Materialanforderungen voran. Organisationen wie UL Solutions haben Prüfungen wie <strong>UL 2596</strong> eingeführt, die Gehäusematerialien unter Bedingungen eines thermischen Durchlaufs bewerten. Während Stahl natürlicherweise hohen Temperaturen widersteht, benötigen Aluminiumgehäuse oft zusätzliche Wärmedecken oder Glimmerplatten, um Durchbrennen zu verhindern. Interessanterweise gewinnen thermoplastische Verbundwerkstoffe hier an Bedeutung, da einige Materialien bei Brandereignissen eine schützende Kohleschicht (Intumeszenz) bilden, die als Hitzeschild fungiert.</p><h3>Integration der Crashsicherheit</h3><p>Schließlich trägt das gestanzte Gehäuse zur Gesamtkrashaltigkeit des Fahrzeugs bei. Bei Seitenaufpralltests mit Pfosten muss die Batteriewanne Lasten über gestanzte Querverbinder und Versteifungen ableiten, um ein Eindringen in die Zellmodule zu verhindern. Das Tiefziehverfahren ermöglicht es Ingenieuren, solche Versteifungsstrukturen direkt in die Wannengeometrie einzubinden, wodurch geschweißte Verstärkungen entfallen, das Gesamtgewicht sinkt und die Komplexität reduziert wird.</p><h2>Fazit</h2><p>Das Stanzen von EV-Batteriegehäusen stellt eine Verschmelzung von Metallurgie, Simulation und Präzisionsfertigung dar. Unabhängig davon, ob tiefgezogenes Aluminium für maximale Reichweite oder maßgeschneidertes Stahl für kostengünstige Sicherheit verwendet wird, bleibt das Ziel gleich: ein leichtes, dichtes und krashfestes Gehäuse. Während Automobilhersteller 2025 auf höhere Stückzahlen und niedrigere Kosten drängen, wird die Fähigkeit, komplexe, einteilige Wannen aus Hybridmaterialien zu stanzen, die nächste Generation der Elektrofahrzeugarchitektur prägen.</p><section><h2>Häufig gestellte Fragen</h2><h3>1. Was ist der Unterschied zwischen Tiefziehen und Progressivstanzen bei EV-Bauteilen?</h3><p>Tiefziehstanzen wird für große, nahtlose Bauteile mit beträchtlicher Tiefe verwendet, wie die Hauptbatteriewanne oder „Tub“, weil es geschweißte Ecken und Leckpfade vermeidet. Progressivstanzen eignet sich besser für die Serienproduktion kleinerer, komplexer Teile wie Steckverbinder, Stromschienen und Halterungen, bei denen ein Metallband in aufeinanderfolgenden Schritten geformt wird, um maximale Geschwindigkeit und Effizienz zu erreichen.</p><h3>2. Welches Material ist besser für Batteriegehäuse: Aluminium oder Stahl?</h3><p>Das hängt von den Prioritäten des Fahrzeugs ab. Aluminium wird bei Premium- und Langstreckenfahrzeugen bevorzugt, da es deutlich leichter ist (bis zu 40 % Gewichtseinsparung), was die Reichweite verbessert. Stahl (speziell AHSS) wird bei Massenfahrzeugen bevorzugt, wo Kostenreduzierung und überlegener Unterbodenaufprallschutz im Vordergrund stehen. Stahl ist außerdem natürlicher resistent gegen Feuerdurchbruch während thermischer Durchläufe.</p><h3>3. Warum ist Flanschflachheit bei gestanzten Batteriewannen so entscheidend?</h3><p>Flanschflachheit ist entscheidend, um eine hermetische Dichtung zwischen Batteriewanne und Deckel zu gewährleisten. Wenn die Flanschabweichung größer ist als die zulässige Toleranz (typischerweise ±1,5 mm), kann die Dichtung nicht richtig abschließen, was zum Eindringen von Wasser oder Staub führt (Verstoß gegen IP67-Normen) und katastrophale Kurzschlüsse oder Batterieausfälle verursachen kann.</p></section>