Ems-Chemie: Hochspannung im Automobil

15.10.2021

Der spezifische Durchgangswiderstand von Grilamid TR XE 10991 bleibt im Gegensatz zu dem von PA 12 auch bei höheren Temperaturen konstant. (Abb.: Ems)

Der spezifische Durchgangswiderstand von Grilamid TR XE 10991 bleibt im Gegensatz zu dem von PA 12 auch bei höheren Temperaturen konstant. (Abb.: Ems)

Der speziell für die Elektromobilität maßgeschneiderte Isolationskunststoff Grilamid TR XE 10991 von Ems-Chemie, Domat/Ems (Schweiz), übertrifft das Eigenschaftsprofil von häufig verwendetem PA 12.

Neue Herausforderungen bei der Isolation von Hochvolt-Komponenten (HV) für den elektrischen Antrieb im Automobil stellen steigende Anforderungen an die verwendeten Werkstoffe. Dabei ist eine leistungsstärkere, gewichtsärmere und kompaktere Gestaltung der elektrischen Architektur im Fahrzeug Erfolgsfaktor für Automobilhersteller. Dies erfordert eine durchdachte Gestaltung der Leistungselektronik mit dünnwandiger Bauteilauslegung, die für den sicheren Betrieb in der HV-Spannungsebene ausgelegt ist. Mit dem neuen Hochleistungskunststoff Grilamid TR XE 10991 wird gutes Isolationsverhalten unter extremen äußeren Einflüssen mit einfacher Verarbeitung bei der Herstellung von HV-Komponenten kombiniert. Anforderungen an die Flammwidrigkeit der Flachleiterummantelung für die Anwendung in der E-Mobilität werden erfüllt.

Gute Isolationseigenschaften

Grilamid TR XE 10991 zeigt eine höhere Durchschlagfestigkeit im trockenen und konditionierten Zustand als PA 12. (Abb.: Ems)

Grilamid TR XE 10991 zeigt eine höhere Durchschlagfestigkeit im trockenen und konditionierten Zustand als PA 12. (Abb.: Ems)

Grilamid TR XE 10991 ist den bekannten, als Leiterummantelung verwendeten Werkstoffen aus PA 12 aufgrund seiner stabileren elektrischen Eigenschaften bei geringer Schichtdicke im Hochspannungsbereich überlegen. Es weist einen hohen spezifischen Durchgangswiderstand auf, der sich auch bei hohen Temperaturen nicht verändert. Auch nach Feuchteaufnahme ist die elektrische Durchschlagsfestigkeit des Hochleistungskunststoffes einem PA 12 überlegen. Die Kriechstromfestigkeit von 825 V unterstreicht die Eignung von Grilamid TR XE 10991 als Leiterisolierung für Spannungen im HV-Bereich. Der gleichbleibende spezifische Durchgangswiderstand und die hohe Durchschlag- und Kriechstromfestigkeit ermöglichen das problemlose Bestehen von normgeforderten Prüfungen unter extremen Bedingungen wie hohe Spannungen und Temperaturen in salzhaltiger und wässriger Umgebung. Die in Grilamid TR XE 10991 vereinten hochisolierenden Eigenschaften eröffnen neue Möglichkeiten für Automobilhersteller, ein leistungsstarkes, gewichtsarmes und kompaktes Design der elektrischen Antriebstechnologie im E-Automobil umzusetzen.

Gutes Ausdehnungsverhalten für weniger Spannungsrisse

Unter Belastung weist Grilamid TR XE 10991 eine höhere Wärmeformbeständigkeit auf als PA 12. (Abb.: Ems)

Unter Belastung weist Grilamid TR XE 10991 eine höhere Wärmeformbeständigkeit auf als PA 12. (Abb.: Ems)

Bei einer Isolationsummantelung im Automobil dürfen keine Spannungsrisse durch thermische Belastung entstehen. Weil das Ausdehnungsverhalten von Grilamid TR XE 10991 zwischen 0 und 100 °C demjenigen der für die HV-Leiter verwendeten Metalle ähnlich ist, wird die Gefahr von Spannungsrissen durch das angepasste Ausdehnungsverhalten verringert. Auch unter Belastung bleibt Grilamid TR XE 10991 im Vergleich zu einem PA 12 besser in Form (HDT). Mit diesem Eigenschaftsprofil kann der Werkstoff bei höheren Anwendungstemperaturen verwendet werden, ohne durch Verformung einen Funktionsverlust zu erleiden.

Geringer Einfluss durch Feuchtigkeit

Auch die für Polyamide typischen Schwankungen der Werkstoffeigenschaften konnten bei dem neuen Werkstoff verringert werden. Grilamid TR XE 10991 verhält sich analog zu Materialien mit geringer Wasseraufnahme wie etwa Polyethylen. Die mechanischen Eigenschaften des Spezialkunststoffes werden durch Feuchteaufnahme kaum beeinflusst. So bleibt z. B. die Elastizitätsgrenze des Materials nach Konditionierung nahezu unverändert, was die Stabilität der Eigenschaften von Grilamid TR XE 10991 belegt.

Mit guten materialtypischen Eigenschaften, wie einem konstanten spezifischen Durchgangswiderstand, hoher Durchschlagfestigkeit und Kriechstromfestigkeit eröffnet Grilamid TR XE 10991 als Isolationswerkstoff im HV-Spannungsbereich neue Möglichkeiten für modernes Fahrzeugdesign. Dieses Eigenschaftsprofil bleibt unter Temperatur, Feuchtigkeit und mechanischer Beanspruchung erhalten und führt zu einer hohen Belastbarkeit des Werkstoffs im Einsatz als Leiterummantelung. Das PA lässt sich einfach verarbeiten, dünnwandig auf Automobilkomponenten aufbringen und übersteht problemlos verschärfte Prüfbedingungen. Der Werkstoff ist vorrangig für das Extrusionsverfahren als dünnwandiges Beschichtungsmaterial ausgelegt, lässt sich aber auch im Spritzgießen gut verarbeiten. Grilamid TR XE 10991 ist in für die HV-Spannungsebene charakteristischem Orange verfügbar, und kann auf Anfrage in zahlreichen weiteren Farben zur Verfügung gestellt werden.

www.emsgrivory.com

© Kunststoff-Profi Verlag GmbH & Co. KG, Bad Homburg

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