Elemente, Engineering und Expertise:
Die 3 Es zur erfolgreichen Belüftung von elektrischen Antriebsmodulen

Die Zukunft der Automobilindustrie wird durch den Übergang zu Elektrofahrzeugen beschleunigt. Mit der zunehmenden Verbreitung steigt auch die Nachfrage nach den entscheidenden Komponenten, die Elektrofahrzeuge antreiben und sie effizient und zugänglich für diejenigen machen, die auf alternative Transportmöglichkeiten umsteigen wollen.

Elektrische Antriebsmodule sind eine von vielen Komponenten in einem Elektrofahrzeug-Antriebsstrang. Dieser einzigartige Mechanismus ist von zentraler Bedeutung für den Betrieb des Fahrzeugs und erfordert eine Belüftungstechnologie, um Funktionalität, Effektivität und Leistung zu erhalten.

Was ist ein elektrisches Antriebsmodul (Electric Drive Module, EDM)?

Ein EDM ist eine Kombination aus E-Motor, Getriebe und Leistungselektronik eines Elektrofahrzeugs (EV). Diese Komponente kann auch als Electric Drive Unit (EDU), 3in1 oder E-Achse bezeichnet werden und wird oft als „einzigartig“ im Vergleich zu anderen EV-Komponenten angesehen, da es sich um ein abgedichtetes Gehäuse handelt, das auch Öl enthält.

Warum eine Belüftung für elektrische Antriebsmodule erforderlich ist

Die Belüftung erfüllt zwei wichtige Funktionen, die dazu beitragen, dass ein EDM-Gerät die erforderliche Leistung erbringen kann:

1. Druckausgleich: Ein EDM ist Druckschwankungen aufgrund von Temperaturschwankungen ausgesetzt. Der Druckausgleich ist eine wichtige Belüftungsfunktion, da er einen Luftstrom in und aus dem Gehäuse ermöglicht und dabei notwendige Dichtungen schützt.
   
   
2. Kontrolle der Kontamination: Eine erfolgreiche EDM-Belüftung schützt das Gehäuse vor dem Eindringen von Verunreinigungen wie Wasser, Staub und Partikeln.

Das Zusammenspiel dieser Schlüsselfunktionen ist entscheidend für die erfolgreiche Durchführung eines Belüftungsvorgangs. Ein Druckausgleich könnte zum Beispiel durch ein einfaches

Loch in einer Komponente erreicht werden, was jedoch keinen Schutz vor Kontaminationen bietet. Eine Belüftung bietet die Lösung, indem sie einen Druckausgleich mit dem erforderlichen Schutz ermöglicht.

Die Elemente und die Technik: Sicherstellen, dass die Belüftungsmaterialien EDM-kompatibel sind

Donaldson arbeitet seit vielen Jahren mit EV-Herstellern zusammen. In dieser Zeit haben wir uns zu Experten für die Feinheiten und die Entwicklung von Komponenten entwickelt, bei denen Belüftung zum Einsatz kommt.

Bei EDMs haben wir eine Verlagerung der Nutzung von herkömmlichen Getriebeflüssigkeiten zu speziellen E-Fluids beobachtet. Diese Flüssigkeiten werden von den Geräteherstellern formuliert, um sicherzustellen, dass die in EDMs verwendeten Flüssigkeiten (oder Öle) die erforderlichen Viskositätswerte erfüllen und für die Betriebsgeschwindigkeiten, die thermischen Temperaturen und die Langlebigkeit der Komponenten geeignet sind.

Die sich verändernde Natur der EDMs und der entsprechenden E-Fluide stellt eine neue Herausforderung für die Belüftungstechnik dar. Dabei sind mehrere Schlüsselfaktoren zu berücksichtigen:

• Veränderungen der Ölaerosole: EDMs verwenden Öl mit niedriger Viskosität, um eine effiziente Wärmeübertragung zu ermöglichen. Wenn dies mit hohen Drehzahlen kombiniert wird, bilden sich kleine Öltröpfchen, die mit dem Luftstrom zur Belüftung getragen werden.

• Veränderungen der Öldämpfe: Die hohen lokalen Temperaturen im EDM führen zu einer erhöhten Öldampfkonzentration. Dieser Öldampf strömt bei positiven Druckunterschieden zur Belüftung.

• Langlebigkeitserwartungen: Der Ölstand eines EDMs ist oft „lebenslang“ gefüllt, was einen Ölwechsel überflüssig macht. Die Benutzer wollen die Komponente nicht einfach nur für Änderungen an der Belüftung öffnen, was zu höheren Erwartungen an die Langlebigkeit der Belüftungstechnologie führt.

• „Neue“ Flüssigkeitszusätze: Die Leistung eines Entlüfters hängt von der Zusammensetzung des E-Fluids und den Betriebsbedingungen ab. Deshalb ist es so wichtig, eine Belüftung gemäß den Anwendungsspezifikationen zu testen, um sicherzustellen, dass sie EDM-kompatibel ist.

Die branchenüblichen Belüftungsansätze, nämlich Jiggle Caps/Schlauchentlüfter und reine Membranentlüfter, sind oft nur ein Teil der Lösung für die EDM-Belüftung.

Tabelle 1: Bewertung der Eindringschutzklasse (IP)

	Jiggle Cap/Schlauchentlüfter	Reine Membranentlüfter	Donaldson EV-Entlüfter
Direkte Befestigung
Schutz gegen Eindringen von Wasser und Staub
EV-Ölbeständigkeit

Hier hat sich die umfassende Erfahrung von Donaldson in der Belüftungsbranche für die Hersteller von EDMs als vorteilhaft erwiesen. Unsere Belüftungslösung bietet sowohl Schutz vor Verunreinigungen als auch die Möglichkeit, E-Fluids zu transportieren und gleichzeitig einen Druckausgleich zu ermöglichen. Wir setzen zwei intern entwickelte Kerntechnologien in unseren EDM-Belüftungsöffnungen ein, die dies möglich machen.

1. Tetratex® ePTFE-Membran: Die Tetratex ePTFE-Membran hat eine einzigartige mikroporöse Struktur. Sie besteht aus kleinen, zufällig verbundenen Fibrillen, die eine mit einer um ein Vielfaches unter der Wahrnehmungsgrenze des menschlichen Auges liegenden effektiven Porengröße ermöglichen. Dadurch wird das EDM vor dem Eindringen von Wasser, Schmutz und anderen Verunreinigungen geschützt.

2. Synteq™ XP-Vorfilter: Synteq XP-Vorfiltermedien schützen das Tetratex ePTFE vor Ölverschmutzung. Die Materialeigenschaften der Medien und die Anzahl der Schichten sind so optimiert, dass ein hoher Luftstrom und eine hohe Ölabscheideleistung erzielt werden. Die in der Donaldson Antriebsstrang-Belüftung verwendete spezielle Mediensorte wurde ausgiebig getestet, um die Kompatibilität mit einer breiten Palette von EV-Flüssigkeiten zu gewährleisten.

Das Fachwissen: Anwendung hausinterner Testmethoden

Tests sind bei der Entwicklung und Bewertung von Belüftungsöffnungen von grundlegender Bedeutung, um sicherzustellen, dass die Funktionalität für EDM-Anwendungen erhalten bleibt. Mit über 100 Prüflabors auf der ganzen Welt können wir unsere Belüftungstechnologien in einem breiten Spektrum von Ölen und Bedingungen testen, um sicherzustellen, dass sie in vielen verschiedenen Anwendungen funktionieren.

Allgemeine Prüfverfahren für die Belüftung bewerten Faktoren wie Luftstrom, Schutz vor Eindringen, Temperaturschwankungsfähigkeit und strukturelle Integrität. Wir führen auch zusätzliche ölspezifische Tests durch, um die Belastung durch Ölaerosole und -dämpfe zu bewerten, die beide eine wichtige Rolle bei der Beurteilung der Belüftung von EDM-Komponenten spielen.

Der Ölaerosol-Test bewertet die Fähigkeit der Belüftung, kleine Öltröpfchen mit dem Vorfiltermedium aufzufangen. Bei diesem Test wird die Belüftungsöffnung mit Öltröpfchen beaufschlagt, die vom Luftstrom getragen werden.

Der Öldampftest bewertet die Fähigkeit der Belüftung, Öldampf aufzufangen. In einem EDM wird der Dampf durch den Kontakt des Öls mit den heißen Komponenten erzeugt. Bei diesem Test wird Luft durch einen erhitzten Ölbehälter und dann zur Belüftung geleitet.

Sowohl bei der Aerosol- als auch bei der Dampfprüfung wird der Druckabfall an der Belüftung gemessen, um festzustellen, wie viel Öl eine Belüftung aufnehmen kann, bevor der Nenndichtungsdruck der EDM erreicht wird. Das ideale Ergebnis ist ein minimaler Anstieg des Druckabfalls im Laufe der Zeit.

Sprechen Sie mit den Experten, wenn Sie nach einer EDM-Belüftungslösung suchen

Die Komplexität von EDMs stellt einzigartige Herausforderungen dar. Herkömmliche Belüftungsmethoden sind nicht immer für eine EDM-Anwendung geeignet, da mehrere Aspekte berücksichtigt werden müssen, darunter die erzeugten Öldampf- und Aerosolmengen, die erwartete Langlebigkeit und die Kompatibilität mit EDM-spezifischen Flüssigkeiten.

Durch umfangreiche Forschung, Tests und Feedbackschleifen mit unseren Kunden haben wir optimale Belüftungslösungen für EDMs und viele andere Komponenten im EV-Antriebsstrangsystem entwickelt. Unsere Testverfahren sind so konzipiert, dass sie die realen Szenarien nachbilden, denen EDM-Komponenten sowohl im Alltag als auch in anspruchsvolleren Umgebungen ausgesetzt sein können. So können Sie sicher sein, dass unsere Belüftungslösungen den sich entwickelnden Anforderungen dieser EV-Komponente gerecht werden.

Setzen Sie sich noch heute mit uns in Verbindung und erfahren Sie, wie Sie mit den Belüftungslösungen von Donaldson eine optimale EDM-Leistung und einen optimalen Schutz erreichen können.