Thermomanagement – ein Schlüsselthema für E-Mobility & Co.

(Bild: Fotolia_ pureshot)

05.03.2021 Thermomanagement – ein Schlüsselthema für E-Mobility & Co.

Impulse des Online-Forums 2020

von Dipl.-Ing. Holger Best (ISGATEC GmbH)

Alternative Antriebsarten für unsere neue Mobilität sind seit geraumer Zeit ein Thema. Bei E-Mobility & Co. rückt damit das Thermomanagement der Fahrzeuge mit seinen verschiedenen Facetten in den Fokus. Das Online-Forum zu diesem Thema im Dezember machte eines deutlich: Es gibt heute eine Vielzahl von Lösungen, um dieses komplexe Thema in der Praxis zu beherrschen.

Thermomanagement wird dabei vielfach zunächst unter dem Aspekt des Wärmeableitens aus elektronischen Bauteilen und Batterien betrachtet. Doch dies ist nur ein Aspekt. Gerade vor dem Hintergrund der Reichweitendiskussion von E-Fahrzeugen ist es wichtig, dass Batterien in einem optimalen Temperaturfenster betrieben werden. Steht also ein E-Fahrzeug bei -20 °C im Freien, wäre es gut, wenn die Batterie „vorgeheizt“ würde.Wie bei allen Dichtungs- und Klebthemen geht es hier zunächst um die optimale Materialwahl und zunehmend um die Möglichkeit, das Material auf die jeweiligen Anforderungen einzustellen. Hier bieten sich z.B. füllstoffmodifizierte Fluorpolymere an, die hinsichtlich ihrer isotropen und anisotropen, elektrischen und thermischen Eigenschaften angepasst werden können. Auch bei Flüssigdicht-, Vergussmaterialien und Klebstoffen sowie Gapfillern werden die Eigenschaften für den jeweiligen Einsatz über Füllstoffe realisiert – ganz gleich, aus welcher Warte man das Material betrachtet. Was jeweils bei der Auswahl von Wärmeleitmaterialien zu beachten ist, war bei diesem Forum ebenso ein Thema wie die Unterschiede der vielfach verwendeten Polyurethane, Epoxidharze und Silikone. Jedes Material hat letztendlich – richtig eingesetzt – seine Berechtigung.

Wärme entsteht aber auch durch Reibung und hier tragen moderne statische und dynamische Dichtungslösungen werkstoffseitig und konstruktiv dazu bei, die Reibung zu minimieren. Das dient längeren Standzeiten und die somit nicht entstehende Wärme muss vom System auch nicht abgeführt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass E-Motoren heute i.d.R. mit bis zu 20.000 min-1 laufen. Teilweise sind sogar bis zu 30.000 min-1 denkbar. Letztendlich ist die reibungsreduzierte Absicherung solcher Antriebe heute gelöst, aber keineswegs mit Standardlösungen zu erreichen.

Lukas Buske, Head of Plasma Application, Plasmatreat GmbH
„Die Openair-Plasma® Technik ermöglicht eine signifikante Erhöhung des Qualitätsniveaus im Batteriemontageprozess, mittels datengestützter Überwachung erfolgt hierdurch ebenfalls eine Kostenreduktion in der Produktion.“ Lukas Buske, Head of Plasma Application, Plasmatreat GmbH
Andreas Arlt, Vetriebsinge­nieur, WEVO-CHEMIE GmbH
„Ganz gleich, ob man polyurethan-, epoxidharz- oder silikonbasierte Wärmeleitmaterialien einsetzen will – um das Beste für jedes Bauteil herauszuholen, ist umfassendes Wissen über die Stärken und Schwächen der Materialien nötig. Daher stehen wir unseren Kunden von der Entwicklung bis in die Serie zur Seite.“ Andreas Arlt, Vetriebsinge­nieur, WEVO-CHEMIE GmbH
Ezgi Uludag, Market Segment Sales Manager Battery, Nordson Deutschland GmbH
"Die Verdrängerpumpen-Technologie hat sich für das effiziente und präzise Dosieren der unterschiedlichsten Wärmeleitpasten in Batterien bewährt.“ Ezgi Uludag, Market Segment Sales Manager Battery, Nordson Deutschland GmbH