Funktionsintegriertes Thermomanagement-Modul
SPE Award 2024 - Kategorie "Nomination Award"
Thermomanagement für Elektrofahrzeuge
Für eine maximale Leistung und Reichweite von Elektro- und Hybridfahrzeugen ist eine optimale Temperaturregelung der Batterie unerlässlich. Die angestrebte Betriebstemperatur gängiger Lithium-Ionen-Batterien beträgt circa 25 °C. Bei dieser Temperatur wird ihre Lebensdauer maximiert. Um dieses Temperaturniveau zuverlässig zu gewährleisten, muss die Batterie abhängig von äußeren Einflüssen gekühlt oder beheizt werden.
Anforderungen an medienführende Systeme
Die medienführenden Systeme müssen über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs dicht und wartungsfrei sein. Während bei Verbrennungsmotoren üblicherweise 3.000 Stunden Lebensdauer gefordert wurden, bestehen bei Elektrofahrzeugen Anforderungen von bis zu 15.000, 30.000 oder sogar 45.000 Betriebsstunden. Besonders bei Schnellladevorgängen wird das Thermomanagement-System stark beansprucht.
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Funktionsintegriertes Thermomanagement-Modul aus Polyketon
Ein funktionsintegriertes Thermomanagement-Modul aus Polyketon wird in zweischaliger Bauweise hergestellt und mittels Laserdurchstrahlschweißen gefügt. Dies ist die erstmalige Anwendung von lasertransparentem Polyketon in schwarz AKROTEK® PK-VM GF 10 LT schwarz (8290). Eine besondere Herausforderung bei der Fertigung stellt die Vernetzungsneigung von Polyketon dar.
Durch den Einsatz von Polyketon wird die Effizienz und Langlebigkeit der Thermomanagement-Systeme in Elektro- und Hybridfahrzeugen signifikant verbessert, was wiederum zur Maximierung der Leistung und Reichweite dieser Fahrzeuge beiträgt.
Materialien und ihre Eignung
Polypropylen (PP) kann diesen Anforderungen in vielen Fällen nicht gerecht werden, da es bei 80°C und Drücken oberhalb von 3 bar aufgrund von Kriechverhalten zu Bauteilausfällen kommt.
Polyamid 66 (PA66) wird aufgrund der langen Betriebszeiten und seiner eher schlechten Hydrolysebeständigkeit den Anforderungen ebenfalls nicht gerecht.
Mit Polyketon (AKROTEK® PK-VM GF 10 schwarz (8316) wurde ein Werkstoff gefunden, der hervorragende Hydrolysebeständigkeit und sehr gute mechanische Eigenschaften auch bei Temperaturen oberhalb von 100°C bietet. Zusätzlich weist Polyketon Kostenvorteile gegenüber PPA und PPS auf.