Там, где течет электричество, часто возникают поля электромагнитных помех. Везде, где протекает много тока, например, в высокопроизводительных электроприводах, сила этих полей возрастает, что может нарушать поток сигналов в микропроцессорах, а также в передающих и приемных системах. Подходящим противоядием является герметизация электрических компонентов в корпусах из проводящего металла. Пока что алюминий зарекомендовал себя как материал для этого. Однако это значительно увеличивает содержание алюминия в электромобилях. Это невыгодно, потому что страдают динамика движения и дальность. В то же время затраты возрастают, поскольку срок службы инструментов, используемых для изготовления алюминиевых корпусов, ограничен. До настоящего времени значительно более легкие пластмассы не рассматривались в качестве материалов из-за недостаточной проводимости. Поэтому специалисты Freudenberg Performance Materials и Freudenberg Sealing Technologies совместно разработали процессы, с помощью которых пластмассы могут быть снабжены проводящими покрытиями или неткаными материалами.
Два способа экранирования
Для достижения хорошего экранирования в диапазоне частот от 150 кГц до 100 МГц, что особенно актуально для трансмиссии электромобилей, в основном существует два технических способа. Каждый полагается на эффект, что электромагнитные волны могут быть почти полностью отражены на проводящих поверхностях. Второй способ - ослабить электромагнитные волны на более высоких частотах внутри материала - это называется поглощением.
Оба эффекта объединяют два процесса, разработанных Фройденбергом, которые показывают свои специфические преимущества в зависимости от размера компонента, среди прочего. Первоначальные лабораторные испытания показывают очень высокие значения для электромагнитного экранирования до 99,999999%.
Нетканый материал с медной поверхностью
Для крупных компонентов компания Freudenberg Performance Materials разработала нетканый материал, который обработан специальным гальваническим способом. Отдельные волокна флиса окружены медной поверхностью, которая в свою очередь защищена от коррозии другим слоем материала. Поскольку такие нетканые материалы производятся измерителем, эта технология особенно подходит для компонентов с большими поверхностями, изготовленных с использованием процесса предварительного формования, таких как крышка корпуса тяговых батарей.
Затем подрезанный флис можно вставить и вдавить в инструмент с полуфабрикатом, который в любом случае необходим. Это создает неразрывную связь при отверждении. Расход материала чрезвычайно низок из-за низкой плотности шерсти всего 60 г / м 2 - меньше, чем у обычной бумаги для принтера. В сочетании с уже легким несущим пластиком это позволяет снизить вес до трети по сравнению с алюминиевыми корпусами. Для крышки корпуса батареи это соответствует весу около 5 кг.
Электропроводящее покрытие
Для экранирования небольших компонентов компания Freudenberg Sealing Technologies разработала покрытия, отражающие электромагнитные волны непосредственно на поверхности. Для этого пластиковый компонент покрывают водной дисперсией, пластиковая матрица которой содержит наполнители с высокой электропроводностью. В качестве альтернативы, дисперсия также может быть нанесена на пластиковую пленку, которая, в свою очередь, помещается в форму для литья под давлением. При этом методе высокопроводящее покрытие находится внутри и поэтому особенно хорошо защищено от механических повреждений.
Многолетние исследования образцов материалов показывают, что такие покрытия обладают очень хорошими характеристиками старения даже при 120 ° C и полностью соответствуют требованиям стандарта LV 124-2. Этот стандарт определяет процедуры испытаний, а также предельные значения для электрических компонентов, которые могут использоваться в автомобилях разных производителей. Экранирующее покрытие, пластиковый корпус и его уплотнение образуют единое целое, идеально согласованное между собой. Компания Freudenberg Sealing Technologies предлагает такие решения под девизом «Seal & Shield».
Независимо от того, какой процесс используется: ни покрытие, ни использование флиса не ухудшают механические свойства пластмассового компонента. Это особенно важно, если в автомобиле установлены электрические компоненты, такие как двигатели или аккумуляторы, чтобы они могли быть повреждены в результате аварии. Акустические и вибрационные характеристики компонента также определяются исключительно легко предсказуемыми свойствами пластика.
Композит разработан
Для некоторых применений важно, чтобы поглощение занимало львиную долю электромагнитного экранирования. Это относится, например, к корпусам радарных датчиков, которые работают в диапазоне частот 77 ГГц. Если радиолокационные волны отражаются на поверхности корпуса, это может привести к искажению сигнала. Поэтому компания Freudenberg Sealing Technologies разработала композитный материал, который можно обрабатывать с использованием процесса литья под давлением и, согласно первоначальным измерениям, имеет гораздо более высокие скорости поглощения, чем имеющиеся в продаже пластмассы.
Сотрудничество в группе
Не только Freudenberg Performance Materials и Freudenberg Sealing Technologies сотрудничают в разработке легких материалов для электромагнитной защиты. Две дочерние компании тесно сотрудничают с Freudenberg Technology Innovation, центральным исследовательским подразделением группы Freudenberg, как в области разработки материалов, так и в выборе подходящих методов испытаний.
«Для нас« инновации вместе »- это не просто броская фраза, а часть нашей ДНК Фройденберга», - подчеркивает Клаус Мёленкамп, генеральный директор Freudenberg Sealing Technologies. «Вместе мы работаем над тем, чтобы проложить путь в эпоху электромобильности». Доктор Фрэнк Хейслиц, генеральный директор Freudenberg Performance Materials добавляет: «Пример электромобильности - одна из ключевых сильных сторон группы Freudenberg. Являясь дочерней компанией, мы имеем огромное преимущество в том, что можем комбинировать наши самые разные ноу-хау и, таким образом, разрабатывать инновационные решения для наших клиентов ».
(Qui)
Вы также можете быть заинтересованы в:
Встреча пользователей с облегченной конструкцией 4-я встреча пользователей с облегченной конструкцией 7 ноября 2019 года в Вюрцбурге предоставит информацию о методах и решениях облегченной конструкции для компонентов, узлов, машин и систем. В этом году основное внимание будет уделено оптимизации топологии, аддитивному производству, композитам, пластмассовым и литым деталям, а также технологиям соединения гибридов материалов.
Дополнительная информация: встреча пользователей для облегченной конструкции