Dichtheit & Thermomanagement für E-Mobility
Wenn Material, Konstruktion und Anwendung zusammenspielen müssen
Batteriesysteme, Inverter und Steuergeräte gehören zu den zentralen Komponenten moderner Elektrofahrzeuge. Damit sie über ihre gesamte Lebensdauer zuverlässig funktionieren, müssen sie gegen Feuchtigkeit, Staub, Schmutz und weitere Umwelteinflüsse geschützt werden.
Gleichzeitig steigen mit zunehmender Leistungsdichte die thermischen und elektromagnetischen Anforderungen. Komponenten müssen gekühlt, Wärme kontrolliert abgeleitet und temperaturempfindliche Bereiche geschützt werden. Hinzu kommen je nach Fahrzeugkonstruktion immer kompaktere Bauräume und komplexere Gehäusegeometrien.
Die Folge: Dichtheit und Thermomanagement einzelner Bauteile lassen sich nicht mehr nur isoliert betrachten.
Welche Lösung zuverlässig funktioniert, hängt vom Zusammenspiel vieler Faktoren ab – vom eingesetzten Werkstoff über Temperatur- und Medienbeständigkeit bis hin zu Gehäusekonzept, Bauraum und mechanischen Anforderungen.
Frenzelit verbindet umfassende Materialkompetenz mit Entwicklungs- und Fertigungswissen. Gemeinsam mit unseren Kunden entwickeln wir daraus Lösungen, die exakt auf die jeweilige Anwendung und deren Herausforderungen abgestimmt sind.
Nicht die Anwendung muss zur Dichtung passen.
Die Dichtung muss zur Anwendung passen.
Neue Anforderungen brauchen neue Dichtungskonzepte
Die Anforderungen an Komponenten in Elektrofahrzeugen unterscheiden sich deutlich von Anwendung zu Anwendung.
Ein Batteriegehäuse stellt andere Anforderungen an eine Dichtung als ein Inverter. Ein Steuergerät bringt andere geometrische und thermische Rahmenbedingungen mit als ein Kühlsystem. Und selbst innerhalb eines einzelnen Systems unterscheiden sich Temperaturbereiche, Medienkontakte und mechanische Belastungen.
Eine universelle Lösung gibt es deshalb nur selten.
Bei der Entwicklung eines geeigneten Dichtkonzepts müssen unter anderem folgende Faktoren betrachtet werden:
Dichtheit
Feuchtigkeit, Staub oder Schmutz können empfindliche elektrische und elektronische Komponenten beeinträchtigen. Dichtsysteme müssen daher auch unter wechselnden Umgebungsbedingungen zuverlässig funktionieren.
Temperatur
Temperaturwechsel und unterschiedliche Betriebstemperaturen stellen hohe Anforderungen an den Werkstoff. Die eingesetzte Dichtung muss ihre Funktion auch unter den für die jeweilige Anwendung relevanten thermischen Bedingungen erhalten.
Medienbeständigkeit
Je nach Position im Fahrzeug können Dichtungen mit Kühlmitteln, Ölen oder weiteren Medien in Kontakt kommen. Der eingesetzte Werkstoff muss deshalb gezielt für die jeweiligen Umgebungsbedingungen ausgewählt werden.
Geometrie und Bauraum
Elektromobilität bedeutet häufig: mehr Funktion auf weniger Raum. Komplexe Gehäusekonturen, schmale Dichtflächen oder begrenzter Bauraum können klassische Dichtungskonzepte an ihre Grenzen bringen.
Mechanische Belastung
Vibrationen, unterschiedliche Wärmeausdehnungen der Bauteile und wechselnde Belastungen können das Dichtsystem zusätzlich beanspruchen. Deshalb muss nicht nur der Werkstoff, sondern das gesamte Dichtungskonzept zur Konstruktion passen.
Dichtheit wird zur Systemaufgabe
Gerade bei E-Mobility-Anwendungen reicht es häufig nicht aus, ausschließlich den Dichtungswerkstoff zu betrachten.
Denn die spätere Funktion entsteht im Zusammenspiel von:
Werkstoff + Geometrie + Bauteil + Fertigungsprozess + Betriebsbedingungen
Ein hochtemperaturbeständiger Werkstoff allein löst beispielsweise noch kein Dichtungsproblem, wenn die Gehäusegeometrie nicht berücksichtigt wird.
Eine flexible Dichtung allein hilft nicht weiter, wenn sie mit den auftretenden Medien nicht dauerhaft kompatibel ist.
Und ein bewährtes Dichtkonzept aus einer anderen Anwendung lässt sich nicht automatisch auf ein neues Batterie- oder Elektronikgehäuse übertragen.
Genau deshalb betrachtet Frenzelit die Anwendung als Ganzes.
Dichtungs-Know-how seit über vier Jahrzehnten
Frenzelit entwickelt und produziert eine Vielzahl unterschiedlichster Dichtungen für facettenreiche Anwendungen, darunter die Lebensmittel- und chemische Industrie. Wir sind es gewohnt den hohen Anforderungen unserer Kunden mit individuellen Lösungen zu begegnen, die immer auf die bestmögliche Produktlösung ausgerichtet ist. Deshalb entwickeln wir keine Standard-Lösung für Dichtungen und Thermomanagement in der Elektromobilität, sondern schaffen individuelle Produkte, die auf die spezifischen Anforderungen unserer Kunden ausgerichtet sind.
Ein Beispiel: novaform® FDV
Wenn sich die Dichtung der Geometrie anpasst
novaform® FDV zeigt exemplarisch, wie Frenzelit Material- und Fertigungskompetenz in eine konkrete, anwendungsspezifische Lösung übersetzt.
Die Dichtsysteme werden im Dispenserverfahren hergestellt. Dabei wird ein elastomerer Dichtwerkstoff als definierte Dichtraupe mit der benötigten Kontur aufgebracht.
So lässt sich die Dichtung gezielt an die Geometrie des jeweiligen Bauteils anpassen.
Das ist insbesondere dann interessant, wenn:
- komplexe Dichtungskonturen erforderlich sind,
- der vorhandene Bauraum begrenzt ist,
- Bauteile individuell abgedichtet werden müssen,
- hohe Anforderungen an Temperatur- und Medienbeständigkeit bestehen,
- oder eine klassische eingelegte Dichtung konstruktiv nicht optimal ist.
novaform® FDV kann dabei nicht nur innerhalb einer klassischen Nut eingesetzt werden. Je nach Konstruktion lässt sich die Dichtung auch auf Bauteile ohne Nut oder Absatz applizieren.
Das eröffnet zusätzlichen konstruktiven Spielraum.
Materialauswahl passend zur Anwendung
Auch innerhalb eines Dichtkonzepts wie novaform® FDV entscheidet die konkrete Anwendung über den geeigneten Werkstoff.
Für novaform® FDV stehen unterschiedliche Silikonwerkstoffe zur Verfügung. Neben nicht korrosiv vernetzenden Silikonen kann beispielsweise Fluorsilikon eingesetzt werden, wenn eine erhöhte Medienbeständigkeit erforderlich ist.
Je nach Variante sind unterschiedliche Temperaturbereiche möglich.
Damit folgt auch novaform® FDV dem grundlegenden Frenzelit-Prinzip:
Nicht ein Material für jede Anwendung – sondern das passende Material für die jeweilige Anforderung.
Systemlösung statt Einzelprodukt
Die E-Mobility stellt neue Herausforderungen nicht nur an einzelne Bauteile, sondern benötigt aufeinander abgestimmte Systemlösungen mit individuellen Speziallösungen, wenn Bauraum knapp ist oder technische Anforderungen sich im Realisationsprozess ändern.
Mit unserem Frenzelit-Portfolio und einem Know-how im Bereich der Werkstofftechnologie von mehr als 145 Jahren stehen wir an der Seite von Ingenieuren und Entwickeln in der E-Mobility und entwickeln Anwendungen, die spezielle Anforderungen lösen ohne den Blick auf das Gesamtsystem zu vernachlässigen.
Zuverlässiger Schutz für anspruchsvolle E-Mobility-Anwendungen
Die Kombination aus Materialeigenschaften, Anpassungsfähigkeit und Dispensertechnologie ermöglicht Dichtsysteme, die für anspruchsvolle Anwendungen ausgelegt werden können.
novaform® FDV erreicht beispielsweise dauerhaft Staub- und Wasserdichtheit gemäß Schutzklasse IP6K9K nach ISO 20653.
Bereits heute kommt die Technologie unter anderem zum Einsatz in:
- Batteriegehäusen
- Ladesystemen
- Verteilersystemen
Damit ist novaform® FDV ein konkretes Beispiel dafür, wie aus einer Material- und Prozesskompetenz eine Lösung für die spezifischen Anforderungen der Elektromobilität entsteht.
Dichten. Isolieren. Entkoppeln.
Die primäre Aufgabe eines Bauteils muss dabei nicht immer seine einzige Funktion bleiben.
Je nach Anwendung können zusätzliche Eigenschaften in die Entwicklung einer kundenspezifischen Lösung einbezogen werden.
Neben der eigentlichen Dichtfunktion können beispielsweise Anforderungen wie:
- thermische Leitfähigkeit,
- thermische Entkopplung,
- galvanische Entkopplung,
- akustische Entkopplung,
- Montagefreundlichkeit,
- Demontierbarkeit,
- Filterfunktionen
- oder integrierte Dichtlippen
eine Rolle spielen.
So entsteht aus einzelnen Werkstoffen und Fertigungsverfahren ein funktionales Bauteil, das exakt auf die Aufgabe im Gesamtsystem abgestimmt ist.
Engineered and made by Frenzelit.
Aus der Praxis: Entkopplung von Türscharnieren
Unser Material novaform® 770 leistet im Automobilbau einen Beitrag für wertiges Akustikdesign.
Welche Dichtung passt zu Ihrer E-Mobility-Anwendung?
Sie entwickeln ein Batteriegehäuse, einen Inverter, ein Steuergerät oder eine andere Komponente für die Elektromobilität?
Sie stehen vor besonderen Anforderungen an Dichtheit, Temperatur, Medienbeständigkeit, Geometrie oder verfügbaren Bauraum?
Dann sprechen Sie mit unseren Experten.
Gemeinsam betrachten wir Ihre Anforderungen und entwickeln daraus die passende Material- und Dichtungslösung.
Nicht die Anwendung muss zur Dichtung passen.
Wir entwickeln die Dichtung passend zur Anwendung.