Elektrische Sicherheit, Thermomanagement, hohe Temperaturen, EMI-Abschirmung und Nachhaltigkeit: Die neue LATI-Broschüre vertieft die Rolle von technischen Kunststoffen bei der Entwicklung elektrifizierter Fahrzeuge.
Die Elektrifizierung verändert die Anforderungen an Automotive-Materialien
Die Elektrifizierung von Fahrzeugen verändert die Architektur von Automotive-Systemen grundlegend und damit auch die Anforderungen an die eingesetzten Materialien.
Batterien, Ladesysteme, Inverter, Steckverbinder, Sensoren, Elektronikeinheiten und Komponenten für das Thermomanagement führen zu Betriebsbedingungen, in denen elektrische Isolierung, Brandverhalten, Hochtemperaturbeständigkeit, Wärmeableitung und Langzeitstabilität bereits in den frühen Designphasen zu entscheidenden Parametern werden.
Parallel dazu erhöht die Notwendigkeit, das Gewicht zu reduzieren, Komponenten zu vereinfachen und die Umweltbelastung zu begrenzen, das Interesse an thermoplastischen Compounds, die – wo technisch möglich – metallische Werkstoffe und traditionelle Lösungen ersetzen können.
Die neue Broschüre „Thermoplastic Compounds for Vehicle Electrification“ bündelt die Erfahrung von LATI in der Entwicklung von Materialien für die elektrifizierte Mobilität und bietet Konstrukteuren, F&E-Leitern, OEMs und Tier-Suppliern einen Überblick über die wichtigsten verfügbaren Technologien.
Elektrische Sicherheit und Brandverhalten
Eines der zentralen Themen bei der Entwicklung elektrifizierter Fahrzeuge ist das sichere Management hoher Spannungen und Ströme.
Strukturbauteile, Batterien, Ladesysteme sowie Geräte zur Steuerung und zum Transport von Energie müssen im Normalbetrieb, beim Laden und unter schwersten Betriebsbedingungen eine zuverlässige Leistung erbringen.
Die Materialwahl erfordert daher eine kombinierte Bewertung von Eigenschaften wie:
- selbstlöschendes Verhalten;
- Kriechstromfestigkeit;
- Durchschlagfestigkeit;
- Wärmebeständigkeit;
- physikalische und thermische Alterung;
- mechanische Festigkeit;
- Beständigkeit gegenüber Umgebungsbedingungen.
LATI entwickelt seit Jahrzehnten flammhemmende und halogenfreie HFFR-Compounds, die auf verschiedenen Polymermatrizen basieren und speziell für die Anforderungen elektrischer und elektronischer Anwendungen formuliert sind.
Ein weiterer Aspekt betrifft die Kennzeichnung von Hochspannungskreisen. Die für diese Anwendungen gewählte orange Farbe muss auch nach längerer thermischer Belastung erkennbar bleiben. Hierfür hat LATI Formulierungen mit spezifischer Farbstabilisierung für HV-Anwendungen entwickelt, einschließlich Lösungen für Umgebungen mit hohen Temperaturen und Feuchtigkeit.
Hohe Temperaturen und Thermomanagement: zwei zunehmend zentrale Herausforderungen
Leistungselektronik, Motoren, Energieumwandlungssysteme und Ladegeräte erzeugen Wärme, die effektiv abgeführt werden muss.
Für Anwendungen, die besonders hohen Temperaturen ausgesetzt sind, umfasst das LATI-Portfolio Compounds auf Basis von PPA, PPS, PSU, PESU, PPSU und PEEK mit Materialien, die über die herkömmlichen Grenzen technischer Polyamide hinaus einsetzbar sind.
Doch Hitzebeständigkeit allein reicht nicht aus: In vielen Systemen ist es zudem notwendig, Wärme zu übertragen.
Die Serie LATICONTHER nutzt Graphit und spezielle Keramiken, die in der Polymermatrix dispergiert sind, um thermisch leitfähige Compounds mit Werten von über 28 W/mK zu erzielen.
Diese Formulierungen ermöglichen es, Wärmeleitfähigkeit mit den typischen Vorteilen thermoplastischer Materialien zu kombinieren, wie zum Beispiel:
- Gewichtsreduzierung;
- Designfreiheit;
- chemische Beständigkeit und Umweltresistenz;
- Verarbeitbarkeit im Spritzgussverfahren;
- Möglichkeiten zur Funktionsintegration.
Das Sortiment umfasst zudem elektrisch isolierende, selbstlöschende und für spezifische Umgebungsbedingungen stabilisierte Lösungen.
Schutz der Elektronik vor elektromagnetischen Interferenzen
Die zunehmende Anzahl elektronischer Systeme, Sensoren und vernetzter Geräte macht die elektromagnetische Verträglichkeit zu einem weiteren immer wichtigeren Element im Automotive-Design.
Die LATISHIELD-Compounds wurden entwickelt, um elektronische Systeme vor Störungen durch externe elektrische und elektromagnetische Felder zu schützen.
Durch den Einsatz und die Kombination spezifischer Füllstoffe, darunter Edelstahlfasern, Kohlenstofffasern und Nanotubes, kann eine elektrisch leitfähige Struktur innerhalb der Polymermatrix geschaffen werden.
Je nach Formulierung präsentiert die Broschüre Lösungen mit einer Abschirmwirkung zwischen 30 und 90 dB und zeigt auf, wie technische Kunststoffe zum Schutz elektronischer Komponenten beitragen können.
Können Elektrifizierung und Nachhaltigkeit Hand in Hand gehen?
Der Übergang zur Elektromobilität betrifft nicht nur die Antriebstechnologie.
Die Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks des Fahrzeugs erfordert auch Aufmerksamkeit für die in den einzelnen Komponenten verwendeten Materialien.
Mit der Serie LATIECO entwickelt LATI Hochleistungscompounds auf Basis von Rohstoffen, die durch mechanische oder chemische Recyclingprozesse gewonnen werden, mit verstärkten, selbstlöschenden Formulierungen, die auch für komplexe technische Anwendungen geeignet sind.
Das Portfolio umfasst Lösungen mit unterschiedlichen Recyclinganteilen und Formulierungen, die darauf ausgelegt sind, den CO2-Fußabdruck zu reduzieren und gleichzeitig die Eigenschaften herkömmlicher Lösungen weitestgehend beizubehalten.
Die Broschüre zeigt zudem, wie verschiedene Technologien in einem Material zusammenfließen können: Ein Compound kann beispielsweise recycelte Rohstoffe und Wärmeleitfähigkeit kombinieren und so Nachhaltigkeit von einer separaten Anforderung in einen echten Designparameter verwandeln.
Nicht nur Materialien: Technische Unterstützung vom Design bis zur Industrialisierung
Die wachsende Komplexität elektrifizierter Systeme macht die Auswahl des Compounds nur zu einem Teil des Prozesses.
LATI unterstützt Kunden von den ersten Designphasen an durch Co-Design, FEM-Simulation, Entwicklung spezifischer Formulierungen, Unterstützung beim Spritzguss sowie Assistenz bei Zertifizierungs- und Compliance-Prozessen.
Das gesamte Industriesystem von LATI ist zudem nach IATF 16949:2016 zertifiziert, dem Referenzstandard für Qualitätsmanagementsysteme in der Automotive-Lieferkette.
Ziel ist es, das Material nicht als isoliertes Element zu bewerten, sondern unter den realen Einsatzbedingungen des Bauteils: Geometrie, Prozess, mechanische Belastungen, Temperatur, Betriebsumgebung und regulatorische Anforderungen.
Eine neue Broschüre für das Design der elektrifizierten Mobilität
Welches Material ist für eine Komponente in der Nähe einer Wärmequelle zu wählen? Wie lassen sich elektrische Isolierung und selbstlöschendes Verhalten kombinieren? Wann ist der Einsatz eines thermisch leitfähigen Compounds erforderlich? Und welche Lösungen können zur EMI-Abschirmung oder zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks beitragen?
Die neue Broschüre „Thermoplastic Compounds for Vehicle Electrification“ vertieft diese Themen anhand von Materialfamilien, technischen Daten, Compound-Beispielen und möglichen Anwendungen für die neue Mobilität.
Ein Werkzeug für Konstrukteure, Materialspezialisten, F&E-Leiter, OEMs, Tier 1 und Tier 2, die an der Entwicklung von Komponenten für Elektro- und Hybridfahrzeuge sowie fortschrittliche Mobilitätssysteme arbeiten.
Laden Sie die Broschüre „Thermoplastic Compounds for Vehicle Electrification“ herunter und entdecken Sie die LATI-Lösungen für elektrische Sicherheit, Thermomanagement, EMI-Abschirmung, hohe Temperaturen und Nachhaltigkeit.
FAQ
Welche Kunststoffe werden in Elektrofahrzeugen verwendet?
In elektrifizierten Fahrzeugen werden technische Kunststoffe und Spezialcompounds verwendet, die unter anderem auf PA, PPA, PBT, PPS, Polysulfonen und PEEK basieren. Matrix und Formulierung werden in Abhängigkeit von Temperatur, elektrischen Anforderungen, Brandverhalten und Umgebungsbedingungen ausgewählt.
Welche Eigenschaften muss ein Compound für Hochspannungs-Automotive-Komponenten haben?
Neben den mechanischen Eigenschaften müssen die elektrische Isolierung, die Durchschlagfestigkeit, der CTI-Wert, das Brandverhalten sowie die thermische und ökologische Stabilität bewertet werden. Für HV-Komponenten ist zudem die dauerhafte Beibehaltung einer korrekten farblichen Kennzeichnung wichtig.
Wozu dienen thermisch leitfähige Compounds in Elektrofahrzeugen?
Thermisch leitfähige Compounds können zur Ableitung der von Elektronik, LEDs, Leistungsgeräten und anderen Systemen erzeugten Wärme beitragen und bieten gleichzeitig Möglichkeiten zur Gewichtsreduzierung und Funktionsintegration im Vergleich zu bestimmten metallischen Lösungen.
Was sind EMI-Shielding-Compounds?
Es handelt sich um thermoplastische Materialien, die mit elektrisch leitfähigen Füllstoffen formuliert sind, um elektromagnetische Interferenzen zu dämpfen und zum Schutz von Sensoren, Elektronik und Steuerungssystemen beizutragen.
Können recycelte Kunststoffe in Anwendungen für Elektrofahrzeuge verwendet werden?
Ja, sofern die Formulierung entsprechend der Anwendung entwickelt und validiert wurde. Die Serie LATIECO umfasst Compounds aus mechanischem und chemischem Recycling, die entwickelt wurden, um eine geringere Umweltbelastung mit technischer Leistung zu kombinieren.
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