Sichere Mobilitätszukunft Umspritzungs-Know-how macht alle Busbars sicher dicht

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Busbars, auch bekannt als Stromschienen oder Sammelschienen, leiten elektrische Ströme in Hochspannungssystemen. Freudenberg Sealing Technologie macht sie jetzt noch einsatztauglicher.

Busbars sind ein essenzieller Bestandteil moderner Energiesysteme. Sie bieten eine effiziente Möglichkeit zur Verteilung elektrischer Energie in verschiedensten Anwendungen. So kommen die typischerweise aus Kupfer oder Aluminium bestehenden Leiter in Elektrofahrzeugen (EV), aber auch in anderen automobilen- und industriellen Anwendungen zum Einsatz. Zum Beispiel in Invertern (Wechselrichter), ölgekühlten Elektromotoren, Batterien mit Immersionskühlung, Ölpumpen, Klimakompressoren und Multi Pin Connectoren. Überall dort also, wo in einer Komponente Elektronik auf der einen Seite auf Flüssigkeiten oder Gase auf der anderen Seite trifft, müssen Stromschienen aber auch zuverlässig abgedichtet werden. Jede dieser Anwendungen stellt auch noch spezifische Herausforderungen an die Abdichtung der rechteckigen oder runden Querschnitte. Die zunehmende Komplexität erfordert deshalb die kontinuierliche Weiterentwicklung der Dichtungstechnologien, um die langfristige Zuverlässigkeit und Sicherheit zu gewährleisten. Herkömmliche Methoden mit Standarddichtungen oder das sogenannte Potting mit Epoxidharz oder Silikon stoßen hier schnell an ihre Grenzen. Aber Freudenberg Sealing Technologies hat mit der mediendichten Umspritzung eine innovative Alternative zur Abdichtung von Busbars entwickelt, die den steigenden Herausforderungen auch genügen kann.

Rechteckige Busbars fordern die Dichttechnik besonders heraus

In Invertern von E-Motoren werden aufgrund enger Bauräume häufig rechteckige Sammelschienen eingesetzt. Die rechteckige Geometrie ermöglicht zwar eine minimale Abstandsfläche zwischen den Busbars, was nicht nur platzsparend ist, sondern auch zu einer besonders kosteneffizienten Konstruktion beiträgt – ein entscheidender Vorteil für Automobilanwendungen. Doch für eine nachhaltige Abdichtung sind die oft scharfen Kanten der gestanzten Teile ein Problem. Denn diese können durch die sogenannte Kerbwirkung zu Rissen führen – insbesondere wenn die Bauteile thermischen oder mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Die gleichmäßige Verteilung des Drucks auf die Dichtflächen wird dadurch erschwert, was das Risiko von Leckagen erhöht. Dies stellt insbesondere in sicherheitskritischen Anwendungen ein erhebliches Problem dar, weil Leckagen zu Systemausfällen und hohen Wartungskosten führen können. Zudem kann die Anpassung an komplexe Formen schwieriger sein, wodurch die Montage aufwendiger und fehleranfälliger wird.

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So versagen übliche Abdichtungen beim Rechteck-Querschnitt

Gebräuchliche Abdichtungstechniken wie die Schrumpftechnik, die Querschnittsänderung mit Montage oder das Potting führen oft nicht zum Erfolg. Denn die Schrumpftechnik schafft etwa keine sichere Abdichtung. Der thermoplastische Überzug schrumpft nämlich nach dem Abkühlen. Er übt aber durch unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten keinen gleichmäßigen Druck auf die Busbars aus, was besonders für rechteckige Querschnitte gilt. Das heißt, es besteht die Gefahr für Undichtigkeiten. Auch das Anpassen des Querschnitts, um eine Montage von Dichtungen und Clips zu vereinfachen, ist keine ideale Lösung. Denn diese Methode verursacht hohen Prozess- und Kostenaufwand. Nuten müssen eingefräst, Oberflächen abgeflacht oder Profile angebracht werden. Auch reduziert die Querschnittanpassung oft die strukturelle Integrität des Bauteils, was die Zuverlässigkeit beeinträchtigen kann. Gleichzeitig erhöhen sich durch das Handling mehrerer Teile die Komplexität der Supply Chain und damit auch das Fehlerpotenzial. Ein weiteres übliches Verfahren, das sogenannte Potting, birgt auch ein hohes Risiko für Leckagen. Das erklärt sich durch die Verwendung steifer Epoxidharze oder Silikone. In ölgekühlten Systemen mit großen Temperaturschwankungen kann es bei ihnen durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen zu Spannungsrissen kommen. Zudem braucht das Potting meist zusätzlichen Platz im Moduldesign und ist damit im Fertigungsprozess deutlich aufwendiger.

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