TU München/BMW Group: Aluminium im Hochvoltbordnetz

Bild 1. Kontaktsystem für Bordnetzstecker aus Aluminium.
Bild 1. Kontaktsystem für Bordnetzstecker aus Aluminium.

Elektrisch betriebene Fahrzeuge gelten als der realistischste Ansatz, trotz der absehbaren Knappheit fossiler Energieträger den gewohnten Individualverkehr aufrechtzuerhalten. Derzeit wichtigster Hinderungsgrund für den Umstieg auf elektrisch angetriebene Fahrzeuge ist ihr wesentlich höherer Preis.

Dieser wird nicht nur von der Batterie bestimmt, auch das eingesetzte Kupfer der Verkabelung ist teuer. Gemeinsam mit BMW entwickelten Forscher der TU München ein System, das die Substitution von Kupfer in Hochvoltbordnetzen durch Aluminium erlaubt und damit eine gleichzeitige Reduktion sowohl der Materialkosten als auch des Bordnetzgewichts ermöglicht.

In modernen Fahrzeugen mit elektrischem oder Hybrid-Antrieb wird nach wie vor auf das Leitermaterial Kupfer gesetzt – obwohl Aluminium leichter und vor allem wesentlich kostengünstiger ist. Trotzdem bringt ein Wechsel des Leitermaterials von Kupfer zu Aluminium auch Nachteile mit sich. Das Kriechverhalten von Aluminium, speziell bei höheren Temperaturen, erschwert eine über die Lebensdauer konstant hohe Kontaktkraft. Zudem ist wegen des Oxidationsverhaltens von Aluminium eine gut leitende Oberflächenbeschichtung notwendig.

Um nun trotzdem die Vorteile von Aluminium im Fahrzeugbordnetz nutzen zu können, entwickelten Forscher der Lehrstühle für Produktentwicklung, für Hochspannungs- und Anlagentechnik sowie für Umformtechnik und Gießereiwesen der TU München im Rahmen des Projekts LEIKO ein innovatives Kontaktsystem des Bordnetzsteckers, das die Verwendung von Kontaktelementen aus Aluminium vorsieht (Bild 1). Der korrosionskritische Übergang zwischen den üblicherweise kupferbasierten Kontaktelementen und der Aluminiumleitung wird dadurch vermieden.