Schwerpunkte

Wärmemanagement und EMI-Abschirmung

Neue Werkstoffe für Elektroautos

20. Juli 2021, 12:06 Uhr   |  Corinna Puhlmann-Hespen

Neue Werkstoffe für Elektroautos
© Dätwyler

Beispiel für eine Dichtung in einem Akkupack, die mit wärmeleitendem Elastomer hergestellt wurde. Eine solche Dichtung kann einem Akkupack strukturelle Stabilität verleihen, Schutz vor der Umgebung bieten und die Wärmeübertragung des Akkus unterstützen.

Neue Werkstoffe, die Elektrizität und Wärme leiten sowie Komponenten vor elektromagnetischen Interferenzen abschirmen, will Dätwyler für den Einsatz in Elektroautos verfügbar machen. Im Fokus stehen funktionale Dichtungen.

Im Rahmen des „ETEMI“-Projekts treibt Dätwyler die Materialentwicklung für Dichtungen voran, angefangen bei gewöhnlichen Elastomeren, über Flüssigsilikonkautschuk (LSR) bis hin zu Thermoplasten sowie deren Verbunde. Das Ziel ist es, die gesamte Palette systemkritischer Dichtungskomponenten mit erweiterten Funktionalitäten bereitstellen zu können, wie das Erfassen der Dichtungsintegrität oder das lokale Halten elektrischer Ladung in einer Batteriedichtung.

»Völlig neuen Kategorie von Werkstoffen«

Luana Lettieri, Material Development Manager bei Dätwyler, erklärt: »Da der Trend zur Elektrifizierung weiter an Fahrt aufnimmt, wird es bei der Werkstoffentwicklung immer wichtiger, dass diese Elektrizität und Wärme leiten, sowie bestimmte Komponenten vor elektromagnetischen Interferenzen (EMI) abschirmen können.«  Das ETEMI-Projekt sei die »treibende Kraft bei der Realisierung einer völlig neuen Kategorie von Werkstoffen«.

Konkrete Anwendungsmöglichkeiten

Das Wärmemanagement einer Batterie für Elektrofahrzeuge könnte beispielsweise zum Teil über das Dichtungsmaterial gesteuert werden, das gleichzeitig die EMI-Abschirmung übernimmt. Dadurch würden Komponenten wie Sensoren und kritische Steuereinheiten vor Umwelteinflüssen sowie elektromagnetischen Störungen geschützt. Elektrische Leitfähigkeit für Entladungs- und antistatische Materialien lässt sich ebenfalls über die Dichtungstechnik realisieren.

Es gibt viele Beispiele für diese kombinierte Funktionalität, die es erlaubt, auf bestimmte Komponenten wie etwa metallische Leiter zu verzichten, wodurch eine Gewichtsreduzierung erzielt wird. Insgesamt geht es entsprechend nicht nur darum, eine Dichtung mit hoher Leistungsfähigkeit bereitzustellen, sondern dieser Dichtung auch die Eigenschaften mitzugeben, die die vielen zusätzlichen Anforderungen im Bereich der Elektrifizierung erfüllen.

Im Rahmen des „ETEMI“-Projekts hat Dätwyler seine Expertise unter anderem beim hauseigenen Mischen spezieller Werkstoffe mit eigens entwickelten Mischprogrammen sowie bei der umfassenden Analyse und Prüfung neuer Materialien ausgebaut. Für viele Aufgaben im Rahmen des Projekts musste das Unternehmen neue Lösungswege entwickeln. Zudem müssen die neuen Materialien in diesem Bereich strengere Vorgaben erfüllen als je zuvor. Daher hat Dätwyler für die internen Labore das erforderliche Fachwissen samt der notwendigen Technologien bereitgestellt, um Werkstoffe zu entwickeln und zu testen, die den hohen Anforderungen unterschiedlicher regulativer Normen entsprechen, etwa ISO 1853 und ASTM D911 für die elektrische Leitfähigkeit, ASTM D4935-18 zur Analyse der EMI-Abschirmwirkung oder DIN EN 993-15 zur Charakterisierung der Wärmeleitfähigkeit der entwickelten Elastomer-Mischungen.

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Dätwyler Cables GmbH