Kühler Modul
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SPE Award 2024 — Platz 2. in der Kategorie " New Mobility"
Revolutionäres Kühlmodul für moderne Fahrzeugsysteme
Fahrzeughersteller: Porsche AG
Rohstoffhersteller: AKRO-PLASTIC GmbH
Teilehersteller: SOGEFI GROUP
Weitere Beteiligte: Porsche AG
Sogefi, in Zusammenarbeit mit Porsche, hat ein innovatives Kühlmodul entwickelt, das den steigenden Anforderungen moderner Fahrzeugsysteme gerecht wird. Angesichts des erhöhten Systemdrucks und einer bemerkenswerten Lebensdauer von über 30.000 Stunden — im Vergleich zu den üblichen 3.000 - 5.000 Stunden bei Verbrennungsmotoren — war ein robustes und langlebiges Kühlsystem unerlässlich.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren erfordern Elektrofahrzeuge die selektive Heizung oder Kühlung spezifischer Komponenten, abhängig von den Wetterbedingungen und den Betriebsanforderungen. Um die Energieeffizienz zu optimieren, wird jedes Kühlgerät autonom verwaltet, wobei einzelne Komponenten bei Bedarf aktiviert werden. Dies wird durch die Integration eines ausgeklügelten Kühlventils mit über 26 Anschlüssen erreicht.
Quelle: spe-CE.de
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Materialherausforderungen und Lösungen
Die Entwicklung eines Materials, das extremen Temperaturen von über 100°C standhalten und eine verlängerte Betriebsdauer bieten soll, war eine große Herausforderung. Traditionelle Materialien wie PP erwiesen sich aufgrund von Kriechverhalten als ungeeignet, während PA 6.6 an der Schweißnaht chemischen Angriffen erlag. Obwohl PPA und PPS technisch in Frage kamen, führten deren höhere Kosten dazu, dass sich Sogefi und Porsche für ein aliphatisches Polyketon der Firma AKRO-PLASTIC, AKROTEK® PK VM GF 30 schwarz (8655) entschieden. Polyketon (PK) hat zudem einen deutlich kleineren ökologischen Fußabdruck, mit einem CO2-Äquivalent von 3,08 kg/kg im Vergleich zu PA 6.6, PPA oder PPS. Traditionelle Materialien wie PP erwiesen sich aufgrund von Kriechverhalten bei der langen Einsatzdauer als nicht ausreichend.
Kühler Modul
Das intelligente Design und die Nutzung des direkten Schweißens minimieren räumliche Einschränkungen und gewährleisten ein kompaktes und effizientes System. Der Einsatz von Polyketon (AKROTEK® PK VM GF 30 schwarz (8655)), verstärkt durch die Innovationen von AKRO PLASTIC, verlängert nicht nur die Lebensdauer des Moduls, sondern trägt auch zu einer geringeren Umweltbelastung und erweiterten Fertigungsmöglichkeiten bei. Dieses Ergebnis stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Automobiltechnik dar, der Langlebigkeit, Kosteneffizienz und Nachhaltigkeit in Einklang bringt.
Innovative Fertigungstechniken
Angesichts der komplexen Geometrie der Komponenten war das traditionelle Übergangs-Laserschweißen unpraktisch. Stattdessen setzte Sogefi eine intern entwickelte Technik des direkten Laserschweißens ein, bei der beide Seiten der Schweißnaht erhitzt und die Teile nahtlos verbunden werden. Diese innovative Methode ermöglicht präzises Schweißen, ohne die Dimensionen der Komponenten zu beeinträchtigen.
Um höhere Laserleistungen zu bewältigen, ohne die Oberfläche zu überhitzen und eine Polymerdegradation zu riskieren, spielte AKRO-PLASTIC eine entscheidende Rolle. Sie passten das Absorptionsverhalten und die Stabilisierung des Polyketons, AKROTEK® PK VM GF 30 schwarz (8655) an, wodurch das Prozessfenster für das direkte Schweißen erheblich erweitert wurde. Dieser Durchbruch ermöglicht nicht nur eine effiziente Fertigung, sondern verbessert auch die Gesamtleistung und Haltbarkeit des Kühlmoduls.