Kühlkörper fahren mit

Vom Scheinwerfer bis zum Navi – Überhitzung vermeiden

19. Oktober 2022, 10:30 Uhr | Irina Hübner
Bild 1. Vom Scheinwerfer über das Navi bis hin zum Batteriemanagementsystem: CTX hat für alle diese Anwendungen geeignete Kühllösungen im Portfolio.
© CTX

Moderne Kraftfahrzeuge sind mit vielen rechnergesteuerten Systemen ausgestattet. Damit die Systeme nicht überhitzen, muss die beim Betrieb der Rechner entstehende Wärme abgeführt werden. CTX Thermal Solutions liefert geeignete Kühllösungen – auch für sehr begrenzte Platzverhältnisse.

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CTX Thermal Solutions ist spezialisiert auf Kühlelemente aller Art – von millimeterklein bis großvolumig, von Kühlung durch natürliche Konvektion über Luftkühlung mit Gebläse bis hin zu Wärmeableitung per Heatpipe oder Flüssigkeit: Je nach Anwendungsbereich sind verschiedene Herstellungsverfahren und Materialien erforderlich, damit die Leistungsanforderungen an die jeweiligen Kühlkörper mit Ansprüchen an die Wirtschaftlichkeit in Einklang zu bringen sind. Hierbei spielt nicht nur die Effizienz in der Kühlung eine Rolle, sondern auch die Geometrie der Kühlkörper, die wiederum von Form und Größe der zu entwärmenden Komponenten – vom Scheinwerfer bis zum Batteriemanagementsystem eines Elektrofahrzeugs – abhängt.

Zur Abführung der Wärme, die das Batteriemanagement von Elektro- und Hybridfahrzeugen erzeugt, sind Hochleistungskühlkörper erforderlich: In der Regel kommen dafür Flüssigkeitskühlkörper, die aktuell leistungsstärksten Kühllösungen, zum Einsatz. Sie können auf verschiedene Arten gefertigt werden. Welches Verfahren gewählt wird, hängt von der zu produzierenden Stückzahl ab. Bei einer Serienfertigung in kleiner bis mittlerer Stückzahl pro Jahr werden in eine Alu-Platte Kanäle gefräst und Kupferrohre hineingelegt, durch die später das Kühlmittel fließt.

Bei höheren Stückzahlen ist dieses Verfahren nicht mehr ökonomisch sinnvoll. Stattdessen werden im Aluminiumdruckgussverfahren ein Ober- und ein Unterteil hergestellt, die im Reibrührschweißverfahren miteinander verbunden werden. Zudem ist es möglich, Kühlschlangen aus Kupfer, Aluminium oder Edelstahl direkt im Druckguss-Fertigungsverfahren formschlüssig zu vergießen oder nachträglich einzupressen.

LED-Leuchten geben Kühlkörperform vor

Diverse Flüssigkeitskühlkörper von CTX. Je nach gewünschter Stückzahl kommen unterschiedliche Fertigungsverfahren zum Einsatz
Bild 2. Diverse Flüssigkeitskühlkörper von CTX. Je nach gewünschter Stückzahl kommen unterschiedliche Fertigungsverfahren zum Einsatz.
© CTX Thermal Solutions

Scheinwerfer, Heckleuchten und Blinker sind heute in der Regel mit LEDs bestückt. Die LED-Technik gibt Designern viel Spielraum bei der Gestaltung des Lichts am und im Auto. So besitzen häufig auch die Kühlkörper für LEDs ein individuelles Design. Kühlkörper für Scheinwerfer-LEDs werden im Aluminium-Druckgussverfahren hergestellt. Zwar ist die Leitfähigkeit von Alu-Kühlkörpern, die im Druckgussverfahren hergestellt werden, um etwa zehn Prozent geringer als bei Kühlkörpern aus dem Extrusionsverfahren.

Da aber die benötigten, oft aufwendigen Geometrien bereits ins Werkzeug eingearbeitet werden können, ist das Druckgussverfahren günstiger. Denn beispielsweise eine CNC-Nachbearbeitung ist dann nicht oder nur in geringem Maße notwendig. Gegebenenfalls ist auch eine Lüfterunterstützung erforderlich, um die Temperatur der LEDs konstant zu halten. Für Blinker in den Seitenspiegeln werden Reinaluminium-Kühlkörper verwendet, die im Kaltfließpressverfahren hergestellt werden.

Auch Systeme, die nicht der Fahrsicherheit, sondern dem Komfort dienen, benötigen Kühlung. Dazu zählt die Endstufe bei Hi-Fi-Systemen, die zum Beispiel im Armaturenbrett, in den Türen oder im Fond verborgen sind. Auch Navigationssysteme benötigen viel Leistungselektronik auf engstem Raum. Das heißt, die Verlustleistung entsteht dort, wo für Kühlkörper eigentlich kein Platz ist. Deswegen wird in diesem Fall eine Aluminiumplatte in Verbindung mit einer Heatpipe eingesetzt, an deren Ende sich ein Rippenkühlkörper – außerhalb eines geschlossenen Gehäuses – befindet. Das Gleiche gilt für digitale Displays sowie für digitale Armaturenbretter.

Moderne Fahrzeuge stecken voller Elektronik

Neben Flüssigkeitskühlkörpern bietet CTX unter anderem auch Heatpipes zur Wärmeabführung an
Bild 3. Neben Flüssigkeitskühlkörpern bietet CTX unter anderem auch Heatpipes zur Wärmeabführung an.
© CTX Thermal Solutions

Die erwähnten Anwendungen sind nur die gängigsten Beispiele, denn in heutigen Mittelklassewagen können bis zu circa 85 Steuergeräte verbaut sein. Für nahezu alle Systeme kann CTX die passenden Kühlkörper liefern. Die Auftraggeber sind in der Regel Automobilzulieferer und – allerdings in geringerem Umfang – Automobilhersteller, die eigene kleine Spezialflotten produzieren.

Die Zulieferer stellen CTX entweder fertige Zeichnungen als Grundlage für die Fertigung zur Verfügung. Alternativ erhält das Unternehmen eine Spezifikation zusammen mit der entsprechenden Aufgabenstellung. CTX bewertet die sich daraus ergebenden Anforderungen unter technischen und qualitativen Gesichtspunkten – also, ob die Anforderungen erfüllt werden können und ein Null-Fehler-Betrieb möglich ist.

Hinzu kommt die Betrachtung der Wirtschaftlichkeit: Welches Herstellungsverfahren bei der Kühlkörperproduktion eingesetzt wird, hängt sowohl vom Anwendungsbereich im Fahrzeug selbst als auch von der geplanten Stückzahl ab. »Letztendlich geht es um den Spagat zwischen der optimalen technischen Lösung und vertretbaren Kosten. Das gilt aber in der Industrie ganz allgemein«, betont CTX-Geschäftsführer Wilfried Schmitz.
 
Nach Unterlagen von CTX Thermal Solutions


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