Isolierfolien für hohe Feldstärken in Stromschienen

Ahlhorn | 09.09.2020

Der Ausbau der Ladeinfrastruktur in Deutschland und die höhere Leistungsfähigkeit von Elektrofahrzeugen stellen Hersteller von Stromschienen, Ladeinfrastruktur und Batteriesystemen vor neue Herausforderungen. Hohe Spannungsfestigkeit, Teilentladungsbeständigkeit und kleine Bauteilgrößen sind die Anforderungen der Automobilindustrie und Anlagenbauer an Ladestationen für Elektrofahrzeuge.

Bei hochintegrierten Bauelementen mit hohen Feldstärken ist die Homogenität der aufzubringenden Schicht besonders wichtig, da sich Schichtdickenschwankungen direkt auf die Spannungsfestigkeit des Materials auswirken. Die Spannungsfestigkeit hängt stark vom Durchmesser und den dielektrischen Eigenschaften eines Materials ab.

Bei der Herstellung von mehrlagigen stromführenden Systemen wird hauptsächlich die Folientechnologie zur Isolierung von leitfähigen Ebenen eingesetzt. Die Folientechnologie zeichnet sich durch eine hohe Homogenität in der Schichtdicke aus. Eine hohe Homogenität der Schicht ist notwendig, da Lufteinschlüsse zu Vorentladungen führen können, die die umgebende Luft ionisieren und dadurch einen Durchschlag wahrscheinlicher machen. Zudem werden umliegende Isolierstoffe durch ultraviolette Strahlung dauerhaft geschädigt.
Der Randbereich in der Folientechnik muss nachbearbeitet werden. Dazu werden folgende Verfahren verwendet:

Open-Mold-Verfahren

Beim Open-Mold-Verfahren überlappen die Isolatorschichten die Metallschicht im Randbereich, umschließen diese aber nicht, so dass im Seitenbereich das volle Potential der unterschiedlichen stromführenden Ebenen vorhanden ist. Je nach angelegter Feldstärke wird die Luft im Randbereich ionisiert, was zu Lichtbögen oder Lichtbögen bei höheren elektrischen Feldstärken führt. kann das Material durch ultraviolette Strahlung beschädigen. Das Verfahren zeichnet sich durch geringe Herstellungskosten aus und ist ausschließlich für den Einsatz in Schaltschränken und trockenen Anwendungsbereichen mit geringen Feldstärken konzipiert.

Potting

Ähnlich wie beim Open-Mold-Verfahren überlappt die Isolatorschicht die Metallschicht im Randbereich. Die stromführenden Ebenen werden durch Vergussmasse und anschließende Kantenbearbeitung versiegelt. Probleme können durch Lufteinschlüsse entstehen, die zu einer Beschädigung des Isolators durch ultraviolette Strahlung führen. Je nach Material ist das Verfahren auf höhere Feldstärken ausgelegt.

Closed-Mold-Verfahren

Beim Closed-Mold-Verfahren wird die überstehende Folie verpresst und schließt so die stromführenden Ebenen an den Seiten vollständig ab. Beim Schließen der Kante ist es wichtig, Lufteinschlüsse zu vermeiden

Isolierfolien der Dr. Dietrich Müller GmbH ermöglichen je nach Verfahrenstechnik hohe Freiheitsgrade bei der Herstellung von Bauteilen. Gerade bei hochintegrierten Hochleistungssystemen spielt ein hoher Freiheitsgrad im Design eine Rolle. Beispiele hierfür sind:

– Ladestationen für Elektrofahrzeuge und andere Ladeinfrastruktursysteme
– Leistungsregler, Akkumulatoren und Ladesysteme für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge
– Fahrzeugelektronik für Lokomotiven, Straßenbahnen und Elektrobusse
– Windkraftanlagen und Offshore-Anlagen für erneuerbare Energien
– Hochstromanlagen für Flugzeuge
– Leistungselektronik in Computern, Servern und Telekommunikationssystemen

Die Dr. Dietrich Müller GmbH ist spezialisiert auf die Herstellung von Polyimidfolien , Elektroisolierstoffen, Wärmeleitprodukten, Dichtungen und technischen Folien. Das Produktportfolio umfasst flexible Elektroisolationsmaterialien, Prepregs, beschichtete Gewebe, Klebebänder, Laminate und Profile, wärmeleitende Produkte, technische Folien, Dichtungsmaterialien, Glimmer- Produkte und weitere Produktgruppen.
Zur Umsetzung der Aufträge werden sowohl Materialien von Drittanbietern als auch eigene patentierte Lösungen verwendet. Neben eigenen Produkten werden auch technische und Beratungsleistungen angeboten.
Hauptzielmärkte sind die Elektronik-, Solar-, Automobil- und Kabelindustrie sowie der Bau von Elektromotoren, Transformatoren und Generatoren.