Isolationswerkstoffe für Hybrid- und vollelektrische Automobile

Das erste „Automobil“ von Carl Benz von 1886 kam noch weitgehend ohne Elektrik aus – die Hochspannungszündanlage stellte nahezu die gesamte Elektrifizierung dar. Heutige Fahrzeuge ähneln dagegen „rollenden Schaltschränken“, die mit zunehmender Elektrifizierung des Antriebs immer höhere Anforderungen an die Isolierwerkstoffe stellen.

Die sogenannte Kleinspannung (48 VAC oder 70 VDC) erfordert üblicherweise nur eine Funktionsisolation – die Berührungsspannung ist ausreichend niedrig, dass Menschen nicht gefährdet werden. Doch selbst mit 48 V (4-facher Wert der üblichen Batteriespannung in einem KFZ mit Verbrennermotor) können keine nennenswerten Antriebsleistungen erreicht werden – die für die fliessenden Ströme benötigten Leitungsquerschnitte sind einfach zu groß.

Daher werden heute in Hybridfahrzeugen und erst recht in Vollelektrischen Fahrzeugen bedeutend höhere Spannungsniveaus eingesetzt. Damit verhindert man, dass große Mengen Kupfer das Fahrzeug unnötig schwer werden lassen. Allerdings befindet man sich damit dann innerhalb der Niederspannungsrichtlinie (bis 1000 VAC und 1500 VDC). Diese stellt besondere Anforderungen an Isolationsmaterialien sowie Luft- und Kriechstrecken.

Aus Angaben wie Betriebsspannung, Stehstoßspannung, Einsatzhöhe, Verschmutzungsgrad, Wärmeklasse, Empfindlichkeit gegenüber Kriechwegbildung und weiteren Eigenschaften ergeben sich nicht nur Anforderungen an die Luft- und Kriechstrecken, sondern auch an das Isolationsmaterial an sich (siehe Artikel Materialeignung bezgl. IEC 60664) .

Kapton® HN und Kapton® FN (verbesserte Version mit cti-Wert 1) sind geradezu ideale Isolationsfolien, um in modernen Hochspannungskonzepten in Elektrofahrzeugen für eine ausreichende, dauerhafte und zuverlässige Trennung im IT-Netz oder gegenüber dem geerdeten Netz der Stromeinspeisung zu sorgen. Sie helfen Baugrößen zu verringern und erlauben sehr kompakte Geräte und Einrichtungen in E-Fahrzeugen. Zusätzlich sorgt Kapton® MT+ mit Beschichtungen der CMC Klebetechnik für eine sehr gute Entwärmung im Elektronikbereich (z.B. Ladevorrichtung, Batteriemanagement-System und Leistungselektronik des Antriebs).