Eisenbahnen und Schiffe

Schienenverkehr- und Marinesysteme sind wesentliche Bestandteile des modernen Verkehrs und umfassen Hochgeschwindigkeitszüge, U-Bahnen, Stadtbahnen, Straßenbahnen, Güterzuglokomotiven, Handelsschiffe, Kriegsschiffe, Kreuzfahrtschiffe und Offshore-Plattformen. Sowohl die Traktions­systeme von Eisenbahnlokomotiven als auch die Antriebs- und Energieverteilungssysteme im Schiffsbetrieb stützen sich stark auf umfangreiche Leistungselektronik und Steuerungssysteme wie traktionsumrichter, Bremsen­einheiten, bordeigene Steuergeräte, Kommunikations- und Signalanlagen, Navigationsradare und marine Stromversorgungen. Diese Kernkomponenten erzeugen während des lang andauernden Betriebs unter hoher Last erhebliche Wärme. Eine unzureichende thermische Konstruktion führt nicht nur zu Überhitzung und Ausfällen von Bauteilen, sondern kann auch Zugstörungen, Navigationsunterbrechungen oder Sicherheitsvorfälle verursachen. Daher sind effiziente und zuverlässige Thermomanagement-Lösungen entscheidend, um den stabilen Betrieb von Schienen- und Marinesystemen sicherzustellen.

Schienenfahrzeug-Antriebssysteme und maritime Antriebssysteme verarbeiten typischerweise Hunderte von Kilowatt bis hin zu mehreren Megawatt Leistung. Leistungshalbleiter wie IGBT-Module und Gleichrichter erzeugen dabei erhebliche Wärmemengen, weshalb hochwirksame Kühlkörper erforderlich sind, um sichere Betriebstemperaturen aufrechtzuerhalten. Schienenfahrzeuge sind während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs Vibrationen, Stößen und Staub ausgesetzt, während Schiffe Salzsprühnebel, Feuchtigkeit und korrosive Bedingungen ausgesetzt sind. Die Kühlkörper müssen daher über hohe mechanische Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit sowie Unempfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen verfügen. Aufgrund begrenzter Einbauräume in Schienenfahrzeugen und maritimer Ausrüstung sind kompakte Kühlkörperformen notwendig, um eine Integration in enge Schaltschränke oder Maschinenräume zu ermöglichen, und gleichzeitig das Gewicht zu minimieren, um den Energieverbrauch zu senken. Zudem sind die Anforderungen an die Betriebssicherheit von Schiffen und Zügen außerordentlich hoch. Ein Überhitzungsbedingter Ausfall könnte erhebliche wirtschaftliche Verluste verursachen und Sicherheitsrisiken darstellen. Daher müssen thermische Management-Systeme langlebig, wartungsarm und mit hoher Redundanz ausgelegt sein.