Anforderungen an die Isolierung
Bei Hochspannung liegt die aus der Antriebsbatterie zur Verfügung stehende Betriebsspannung immer über 200, oft über 500 Volt. Einige OEMs setzen sogar rund 800 Volt ein. Diese Hochspannungen stellen sehr hohe Anforderungen an die elektrische Isolierung. Die Durchführungs-Terminals stellen eine besondere Herausforderung für die Automobilindustrie und ihre Zulieferer dar. Hochspannung war lange Zeit nicht in der DNA dieser Branche verwurzelt. „SCHOTT aber kann bei der Abdichtung von Metall zu Glas auf Erfahrungen aus über 80 Jahren verweisen“, sagt Akira Fujioka, R&D Manager des Unternehmens. „Solche Komponenten für stationäre Klimaanlagen oder in Kühlschränken produzieren wir bereits seit über 60 Jahren“, ergänzt er.
Die Bedingungen in Straßenfahrzeugen sind extrem. Die Erfüllung der üblichen Anforderungen dieser Branche in Bezug auf Umwelteinflüsse, Vibrationen und starke Temperaturschwankungen ist eine große Herausforderung. Dazu kommen die Bedingungen im Kompressor selbst. Das Terminal muss den unterschiedlichen Kältemitteln wie R134a, R1234yf oder R744 (CO₂) standhalten. Kohlendioxid stellt mit bis zu 200 Bar (20 Megapascal) Betriebsdruck die höchsten Anforderungen. Auch der hohen Spannung muss die Isolierung widerstehen. Besonders kritisch sind dabei Kriechstrecken. Zur Optimierung des Designs setzt SCHOTT mehrere hochwertige Werkstoffe ein, unter anderem Glas. Dieses fungiert als elektrischer Isolator und trennt die metallischen Kontakt-Pins von der Trägerplatte. Glas ist eine Kernkompetenz von SCHOTT. Seit 140 Jahren ist das Unternehmen für hochwertige Spezialgläser bekannt. Darüber hinaus verfügt das Unternehmen über eine hohe Kompetenz bei der Verbindung von Glas mit Metall.
Synthetik-Elastomer als zusätzlicher Schutz
Es gibt ein weiteres Material, das die e-Kompressor-Terminals von SCHOTT einzigartig macht: Die zusätzlichen Komponenten aus einem Elastomer. Während Glas für die eigentliche mechanische Verbindung zuständig ist, verhindern die Teile aus synthetischem Gummi eine Kondensation, die ansonsten die Kriechstrecke verkürzen und den elektrischen Überschlag begünstigen würde. Das Elastomer widersteht selbstverständlich den unterschiedlichen Schmierölen für Kompressoren wie PAG und POE. SCHOTT verwendet unterschiedliche Dichtungsmaterialien an der Innen- und Außenseite. „Unsere Ingenieure haben in aufwendigen Versuchsreihen die optimale Kombination gefunden“, beschreibt Akira Fujioka. Die elastischen Schutzkomponenten machen die Anschlüsse zuverlässiger und langlebiger. Höchste Qualitätsstandards gelten auch für die Trägerplatten. Sie müssen sehr flach und glatt sein, damit auch sie dicht am Kompressorgehäuse anliegen.