17.12.2021 Ladeinfrastruktur: Lange Zuverlässigkeit materialseitig unterstützen

Für das Laden von E-Fahrzeugen mit verschiedensten Technologien hat Wevo für die unterschiedlichen Komponenten und Anforderungen maßgeschneiderte Vergussmassen und Klebstoffe auf Basis von Polyurethan, Epoxidharz und Silikon entwickelt. Die Lösungen unterstützen den langfristig sicheren Betrieb, auch unter wechselnden Umgebungsbedingungen sowie bei hohen Betriebstemperaturen. Denn durch den Einsatz im Freien sind die sensiblen Komponenten wechselnden, meist herausfordernden Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Die Materialien sorgen hier für elektrische Isolierung und verhindern das Eindringen von Feuchtigkeit. Für den Schutz von Ladesteckern wurde z.B. eine wasserabweisende und flammgeschützte Vergussmasse mit UL-Zulassung entwickelt, die der Isolierung dient und dadurch u.a. den Anwender vor Stromschlägen schützt.

Darüber hinaus spielt Thermomanagement eine wichtige Rolle, besonders für Schnellladestationen mit Leistungen von bis zu 360 kW. Durch wärmeleitfähige Vergussmassen und Thermal-Interface-Materialien auf Basis von Polyurethan, Epoxidharz und Silikon kann eine schnelle und sichere Abfuhr der entstehenden Wärme aus den Transformatoren, Kondensatoren und Batterien an die Kühlkörper sowie die Umgebung sichergestellt werden.

Auch OBCs enthalten leistungselektronische Komponenten sowie Transformatoren, Drosseln und Kondensatoren, die durch die Miniaturisierung sowie die kompakte Bauweise im Betrieb zunehmend heißer werden. Auch für diese Anwendungen wurden spezielle wärmeleitfähige Vergussmassen und Gap-Filler entwickelt, die für eine schnelle Wärmeabfuhr sorgen und zudem den hohen Temperaturen von bis zu 160 °C standhalten.

Vergussmassen und Klebstoffe für induktive Ladesysteme

Eine weitere Anwendung der Produkte im Bereich der Ladeinfrastruktur sind kabellose induktive Ladesysteme. Sie bestehen aus einem Empfängermodul am Fahrzeug und einer Senderplatte, die i.d.R. direkt in der Straße oder auf Parkplätzen verbaut wird. Zum Schutz der empfindlichen Komponenten der Senderplatte wurden mehrere Materialien entwickelt – Silikone sowie modifizierte Polyurethane auf Basis von Polybutadiendiolen, die durch das Polybutadienbackbone besonders hydrophob und wasserabweisend sind. Auch die geringe Glasübergangstemperatur von etwa –60 °C führt zu einer sehr guten Eignung der Materialien im Außenbereich. Außerdem sind in der Senderplatte zahlreiche Ferritkerne verbaut, die zusammen mit der Kupferwicklung für das Induktionsfeld sorgen. Ferrite sind materialbedingt sehr spröde und riss- sowie stoßempfindlich. Die hinsichtlich ihrer Elastizität optimierten Vergussmassen umhüllen die Ferritkerne und wirken als Puffer, wodurch Vibrationen und Stöße gedämpft werden und die Bildung von Rissen oder gar ein Zerbrechen verhindert wird.

Zusätzlich sorgen die verwendeten Füllstoffe für eine gute Wärmeabfuhr und den notwendigen Brandschutz. Gute dielektrische Eigenschaften der Vergussmaterialien stellen eine ungehinderte Signalübertragung zwischen Sender- und Empfängermodul sicher. Darüber hinaus hat das Unternehmen harte Epoxidharze und Polyurethane für die oberste Schicht bzw. die Abdeckung in der Senderplatte im Programm. Die Senderplatte kann dadurch den hohen Kräften und mechanischen Einwirkungen wie Vibrationen durch überfahrende Kraftfahrzeuge standhalten.

Schutz für Stromzähler

Beim Betrieb der Ladeeinrichtung muss die genaue Messung des verbrauchten Stroms sichergestellt werden – dies geschieht durch moderne Messeinrichtungen wie smarte Stromzähler und Stromsensoren. Hierfür wurden Vergussmassen entwickelt, die Schutz vor Feuchtigkeit und Manipulation bieten und den sicheren Betrieb durch eine hohe Glühdrahtbeständigkeit von bis zu 960 °C und selbstverlöschende Eigenschaften nach UL 94 V-0 garantieren.

Lösungen für Vehicle-to-Grid-Anwendungen

‎Die Vehicle-to-Grid(V2G)-Technologie ermöglicht den Energiefluss in zwei Richtungen: Vollgeladene Fahrzeuge können in Zeiten hohen Strombedarfs gespeicherte Energie wieder zurück in das Stromnetz einspeisen.‎ Bei diesen Be- und Entladevorgängen ist die genaue Messung der Energieströme von noch höherer Bedeutung als beim bisher gängigen Grid-to-Vehicle-Laden. Individuell entwickelte Produkte auf Polyurethan- und Silikonbasis sorgen im Rahmen des V2G-Ladens u.a. für eine sichere Verbindung der Batteriezellen mit dem Batteriegehäuse und ermöglichen den notwendigen Brandschutz. Denn durch den integrierten Flammschutz und die verwendeten Hochleistungsfüllstoffe wird ein „Thermal Runaway“ vermieden.