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Metallisiertes Vlies soll EMV in Elektrofahrzeugen verbessern

| Redakteur: Hendrik Härter

Die Elektromobilität trägt wesentlich dazu bei, dass das elektrische System im Fahrzeug noch komplizierter wird. Abhilfe beim Thema EMV versprechen spezielle Vliese.
Die Elektromobilität trägt wesentlich dazu bei, dass das elektrische System im Fahrzeug noch komplizierter wird. Abhilfe beim Thema EMV versprechen spezielle Vliese. (Bild: gemeinfrei / CC0)

Immer mehr elektronische Geräte, Sensoren und Aktoren erschweren die Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) in Fahrzeugen. Die Elektromobilität potenziert das Problem. Metallisiertes Vlies soll dafür sorgen, dass die elektronischen Komponenten sicher nebeneinander funktionieren.

Elektromagnetische Felder können ungewollte Schaltvorgänge verursachen, die Empfangsqualität von Funkverbindungen verschlechtern, Messwerte verfälschen und die Bordelektronik stören. Deshalb müssen elektromagnetische Felder verhindert werden. So müssen etwa Airbag-Sensoren mit hohem Aufwand gegenüber elektromagnetischen Feldern von Mobiltelefonen abgeschirmt werden.

In der Elektromobilität führen die nötigen hohen Spannungen für den Antrieb zu erschwerten Bedingungen bei der EMV. Hintergrund: Kupfer eines bestimmten Querschnitts trägt nur eine bestimmte Stromstärke. Ist mehr Leistung gefragt, ohne mehr Kupfer zu verwenden, führt der Weg nur über das Erhöhen der Spannung. Bei Leistungen von 50 kW und mehr pro Elektromotor in einem E-Fahrzeug und Spannungen bis 1000 VDC sowie Strömen von zum Teil 200 Ampere entstehen massive elektrische Felder. Genau aus diesem Grund muss der gesamte Hochvoltbereich eines Elektro-Fahrzeuges ausgiebig abgeschirmt sein.

Andernfalls wäre ein sicherer Betrieb der vielen Sensoren, Aktoren, Recheneinheiten und Steuerelektronik-Baugruppen gar nicht möglich. Von möglichen gesundheitlichen Auswirkungen auf die Insassen ganz abgesehen. Der Betrieb eines Elektroantriebs erfordert eine 3-Phasen-Wechselspannung mit variabler Frequenz, die ein Zerhacker aus einer hohen Gleichspannung erzeugt. Allein durch die wesentlich höheren Spannungen erhöhen sich die Störungen gegenüber herkömmlicher 12- und 24-V-Kraftfahrzeug-Elektronik und rund das Fünzigfache. Hinzu kommen die steileren Schaltflanken moderner Motorelektroniken. Diese erzeugen ein intensives und breites hochfrequentes Störspektrum.

In Prüflaboren werden nicht nur Fahrzeuge vermessen, sondern auch einzelne Baugruppen bis hinunter auf die Geräteebene. Entwickler orientieren sich an EMV-Richtlinien wie CISPR 25 oder ISO 11452 neben den firmeninternen Vorgaben. Trotzdem: Es können Lücken in der Schirmung auftreten. Im einfachsten Fall dann, wenn ein Metallgehäuse durch ein Kunststoffgehäuse ersetzt wird, weil es leichter ist. das Problem: Kunststoffe schützen nicht vor elektromagnetischer Strahlung und bieten daher auch keine EMV. Daher müssen Entwickler Maßnahmen ergreifen, um die EMV emissions- und immissionsseitig (Störfestigkeit) sicherzustellen.

Metallisiertes Vlies mit hoher Schirmleistung

Ein probates Mittel, die EMV in solchen Situationen zu verbessern, sind metallische Folien und Gewebe in Form von Klebebändern oder Stanzteilen. CMC Klebetechnik bietet eine Art Baukasten an, mit dem Entwickler EMV-Schirme aufbauen, verstärken und leitend miteinander verbinden können. Die Produkte vereinen somit metallische und selbstklebende Eigenschaften.

Ein solches Produkt ist das metallisierte Vlies CMC 80782. Die Fasern sind komplett mit einer korrosionsbeständigen Zinn-Außenschicht ummantelt. Das metallisierte Vliesklebeband kann auch auf 3D-geformte Oberflächen verklebt werden und dämpft bei 1 MHz mit 82 dB. Durch die spezielle Faserstruktur schirmt das Material trotz geringer Metallauflage - und damit geringem Gewicht - effizient. Der alterungsbeständige Acrylatkleber ist elektrisch leitend eingestellt, so dass übereinander Kleben bereits einen elektrische Kontakt erzeugen. CMC 80829 ist reißfest und korrosionsschutz-beschichtetes Gewebe. Die einzelnen Gewebefasern sind versilbert. Bei CMC 91743 handelt es sich um ein Kupferklebeband mit elektrisch leitendem Kleber mit beidseitiger Zinnplattierung und als Laminat mit Isolationsmaterialien. Es hat zusätzlich eine Beschichtung mit einem elektrisch leitenden Kleber. Dadurch ist auch mit diesem Material eine Kontaktierung mit der Schirmungserde leicht durch Verkleben zu erzielen.

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posted am 22.07.2018 um 20:17 von mathias.magdowski@ovgu.de


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