Automobilindustrie

Mit der rasanten Entwicklung von Fahrzeugen mit neuer Energie und intelligenten Fahrzeugen steigen die Anzahl und die Leistungsdichte der elektronischen Geräte im Fahrzeug stetig an, wodurch das thermische Management zu einer zunehmend wichtigen Herausforderung wird. Zu den Automobil-Elektronikkomponenten gehören Motorregler, Wechselrichter, DC/DC-Wandler, Batteriemanagementsysteme (BMS), On-Board-Ladegeräte (OBC), ADAS-Domain-Controller und LED-Scheinwerfer. Diese Kernkomponenten erzeugen während des Dauerbetriebs und unter hoher Last erhebliche Wärme. Eine unzureichende thermische Konstruktion kann zu Überhitzung der Komponenten, Leistungsabfall oder sogar zum Ausfall führen und somit die Gesamtleistung und Sicherheit des Fahrzeugs beeinträchtigen.

Die komplexe Betriebsumgebung im Automobilbereich stellt strenge Anforderungen an Kühlkörper. Fahrzeuge müssen über einen weiten Temperaturbereich hinweg, von extremer Kälte bis intensiver Hitze, eine stabile Leistung aufrechterhalten, weshalb die Kühlkörper thermischen Wechsellasten von -40 °C bis 125 °C oder höher standhalten müssen. Zudem erfordern häufige Vibrationen und Stöße während des Betriebs eine hohe mechanische Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit, um Finnenbrüche oder Lötkontaktversagen zu verhindern. Da die Elektronik in Fahrzeugen gewichtsempfindlich ist, sind möglichst leichte Kühler erforderlich, um den Gesamtenergieverbrauch zu senken und die Reichweite zu verlängern.

Wechselrichter und Motorregler verwenden überwiegend großflächige stranggepresste oder kaltgeschmiedete Kühler, die mit Wärmerohren oder Wärmeverteilern kombiniert sind. Diese Konfiguration leitet die Wärme schnell von den Leistungsmodulen zu den Kühlrippen weiter und gibt sie über natürliche Konvektion oder Zwangsluftkühlung ab. Bei Hochleistungsfahrzeugen oder anspruchsvollen Anwendungen kommen plattenförmige Flüssigkeitskühlsysteme zum Einsatz, bei denen Kühlmittel zirkuliert wird, um Wärme abzuleiten und sicherzustellen, dass die Leistungsmodule innerhalb des optimalen Temperaturbereichs arbeiten. LED-Fahrzeugscheinwerfer verwenden üblicherweise einteilige druckgegossene Kühlkörper oder Stiftkühlkörper, um eine stabile Lichtausbeute sicherzustellen und gleichzeitig ästhetische und Gewichtsanforderungen zu erfüllen. BMS- und OBC-Einheiten sind kompakter und nutzen typischerweise miniaturisierte, CNC-gefertigte Kühlkörper oder Aluminiumgehäuse, wobei Oberflächenbehandlungen die Korrosionsbeständigkeit verbessern.