Motoren und Elektronik sicher vor Überhitzung schützen

Schematische Illustration eines Elektromotors. Der Bereich, der zur Leistungssteigerung mit wärmeleitfähigem Polyurethan-Gießharz vergossen werden kann, ist in orange hervorgehoben. (Bild: copaltec GmbH)

30.10.2019 Motoren und Elektronik sicher vor Überhitzung schützen

Wärmeleitfähige PU-Vergussmassen eröffnen neue Potenziale bei elektrischen Antriebskonzepten und Bauteilen

von Dr. Peter Kögler (copaltec GmbH)

Ein effizientes und wirtschaftliches Thermomanagement ist für den Fortschritt in vielen Bereichen von immenser Bedeutung. Um den stetig wachsenden Ansprüchen in den Zukunftsmärkten wie E-Mobilität, Leistungselektronik und auch im Bereich der Power Tools gerecht zu werden, kommen immer effizientere
Kühlsysteme zum Einsatz. Gerade im Bereich der Batterie und Akkutechnologie ist eine Abfuhr der bei Be- und Entladung entstehenden Wärme unabdingbar. Hierbei eröffnen sich laufend weitere Anwendungsfelder für
innovative und neuartige wärmeleitfähige Dicht- und Vergussmassen.

Der stetig wachsende Markt der E-Mobilität generiert immer neue Herausforderungen – gerade in Bezug auf die Kühlung wichtiger Komponenten. Elektromotoren (Bild 1) sowie Batteriemodule sind strukturelle Bestandteile eines elektrifizierten Fahrzeuges. Durch die Leistung des Elektromotors sowie durch die Kapazität der Batteriemodule wird die Reichweite des Fahrzeuges definiert. Bei beiden Komponenten entsteht während des Betriebes Wärme, welche die Leistungsfähigkeit senkt.

Das kontinuierliche Wachstum des E-Mobility-Marktes bietet für die Zukunft viel Potenzial. So nahm z.B. die Neuzulassung von elektrifizierten Fahrzeugen in Deutschland und weltweit in den letzten Jahren konstant zu. Auch im Bereich der Leistungselektronik sowie der Power Tools gewinnt ein effizientes Thermomanagement durch innovative Materialien immer weiter an Bedeutung. Gerade im Bereich der Power Tools werden immer höhere Leistungen und längere Betriebszeiten gefordert, die Handlichkeit der Geräte soll hierdurch jedoch nicht beeinflusst werden. Auch in diesen Geräten werden zur Stromversorgung häufig Li-Ionen-Batterien eingesetzt. Im Rahmen des üblichen Gebrauchs erfahren Batteriemodule Temperaturen von -40 °C bis +80 °C. Insbesondere bei Be- und Entladevorgängen wird Wärme generiert, welche durch effizientes Thermomanagement von den Batteriezellen abgeführt werden muss, da diese > 80 °C einem erhöhten Schadensrisiko unterliegen. Besonders bei schnellen Ladevorgängen ist die signifikante Wärmeentwicklung ein limitierender Faktor, was die Einsatzdauer bzw. die Ladegeschwindigkeit betrifft.