Allmählich dürfte die von Tesla-CEO Elon Musk angekündigte „Revolution“ im Karosserie-Bau begonnen haben: Sowohl in der neuen Gigafactory in Grünheide bei Berlin als auch in der in Texas werden bereits Model Y produziert, die nur noch nicht verkauft werden dürfen, und nach den Plänen werden größere Teile davon aus den als Giga-Pressen bezeichneten Druckguss-Maschinen kommen als je zuvor. Vorerst nur beim Model Y aus der Fabrik in Texas will Tesla auch schon ein tragendes Batterie-Paket aus den eigenen 4680-Zellen verbauen, aber die neuen Giga-Teile kommen in beiden gleichermaßen zum Einsatz. In einer jetzt veröffentlichten Patent-Anmeldung sind genau die Vorteile davon beschrieben.
Tesla-Patent für mehr Effizienz
Von einer Revolution und Giga-Pressen ist in der internationalen Anmeldung zwar nichts zu lesen, aber eben von Druckguss (auf Englisch high pressure die casting oder kurz HPDC) mit Aluminium- oder auch anderen Legierungen. Acht der dafür nötigen Anlagen sollten in der deutschen Gigafactory installiert werden und in Texas wohl die gleiche Zahl. Tesla nutzt solche Giga-Pressen bereits für das Model Y in Fremont und China, aber nur für den hinteren Teil des Fahrzeug-Rahmens. In Deutschland und Texas soll auch das vordere Element aus einem Druckguss produziert werden.
Genau das wird in der Patent-Anmeldung detailliert beschrieben. Zum Hintergrund erklärt Tesla, dass heutige Systeme für das Absorbieren von Aufprall-Energie aus einer Vielzahl einzelner Komponenten zusammengesetzt würden. Diese Art der Herstellung von Knautschzonen könne „die erhöhte Nachfrage nach effizienter Produktion und skalierbarem Design“ nicht unterstützen. Stattdessen würden Kosten und Komplexität für Produktion, Installation und Wartung der bisherigen Systeme zunehmend untragbar, heißt es dazu.
Dem stellt Tesla ein „integriertes System zur Energie-Aufnahme“ aus einem einzelnen Gussteil entgegen, das dank seiner speziellen Struktur sowohl tragend ist als auch an den richtigen Stellen verformbar. Konkret wird je ein solches Element hinten und vorne beschrieben, wobei Tesla auch alle möglichen anderen Konstellationen geschützt haben möchte. Ebenfalls nur als Beispiel nennt die Anmeldung dazwischen ein zentrales Element, wie es wohl das Akku-Paket bei der Bauweise mit 4680-Zellen in der Fabrik in Texas darstellt.
Deutsches Model Y profitiert ebenfalls
Das hat, wie CEO Musk beim Batterie-Tag im September 2020 erklärte, seine eigenen Vorteile. Unter anderem soll es weniger Gewicht bedeuten, weil das Akku-Element nicht zusätzlich zum tragenden Rahmen eingebaut wird, sondern als Teil davon. Die deutsche Gigafactory dagegen soll vorerst Akkus aus China verwenden, wie Musk bei einem Besuch in Grünheide im vergangenen Oktober andeutete und später bestätigte.
Aber auch ohne strukturellen Akku kommen laut der Patent-Anmeldung schon die Vorteil der stärkeren Integration zum Tragen. Die soll nicht nur Zeit sparen, indem jedes der großen Gussteile innerhalb von 60-120 Sekunden fertig aus der Giga-Presse kommt. Zusätzlich kann man laut Tesla ihre Struktur exakt auf die gewünschten Crash-Anforderungen auslegen, indem sie zum Beispiel von vorn nach hinten gesehen dicker wird. So lasse sich ein „progressives“ Knautschen (s. Foto oben) und späteres Brechen erreichen, das eine robuste und reproduzierbare Crash-Performance sicherstelle. Besonders effektiv sei das bei Guss-Material mit hoher Verformbarkeit, aber auch für andere Metalle sollen sich die passenden Geometrien entwickeln lassen.
