Die Elektromobilität hat in den letzten Jahren global immer mehr durchgesetzt und bestimmt vielerorts bereits das Marktgeschehen. Mit dem eindrucksvollen Aufstieg kommen auch Fragen zur Lebensdauer, Nachhaltigkeit und Pflege der verbauten Komponenten auf. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dem Herzstück jedes Elektroautos: dem Elektromotor. Diese leistungsstarken Antriebseinheiten sind das Rückgrat moderner Elektro- und Hybridfahrzeuge, weshalb die ordnungsgemäße Funktion in direktem Zusammenhang mit der Leistung und Effizienz stehen. Eine Möglichkeit, den Wartungsaufwand zu minimieren, bietet die Imprägnierung bestimmter Bauteile.
Vom Schutz vor äußeren Einflüssen bis hin zur Verbesserung der Effizienz und Leistung – die Imprägnierung spielt eine entscheidende Rolle für die Qualität von Elektromotoren.
Imprägnierverfahren in der Elektromobilität
Verfahren, bei denen die elektrischen Bauteile von Elektromotoren, mit einer schützenden Beschichtung versehen werden, bezeichnet man in der Branche als Imprägnierung. Dabei kommen je nach Komponente ganz unterschiedliche Prozesse zum Einsatz. Beim Imprägnieren von Statoren und Rotoren von Elektromotoren wird beispielsweise ein spezielles Harz aufgeträufelt. Alternativ ist jedoch auch das sog. Rolltauchen üblich, bei dem Bauteile in Imprägnierharz eingetaucht und anschließend rotiert werden. Der aktuelle Trend geht hin zu Verfahren, die möglichst wenig Harz verbrauchen und sich gleichzeitig energiearm umsetzen lassen. Dies hat zum einen kostentechnische Gründe und zum anderen gelten diese „veralteten“ Imprägnierprozesse als wenig nachhaltig. Beschichtet werden neben den Wicklungen von Stator- und Rotorkernen auch Schweißzonen bestimmter Statoren, die es vor Umwelteinflüssen zu schützen gilt.
Besserer Schutz vor Umwelteinflüssen
Die Motoren in Elektrofahrzeugen sind echte Arbeitstiere. Ob Regen, Schnee, Staub oder sogar aggressive Chemikalien – Elektromotoren müssen in der Lage sein, diesen Herausforderungen standzuhalten. Eine Hauptaufgabe der Imprägnierung ist deshalb der Aufbau einer schützenden Barriere um die empfindlichen Teile des Elektromotors. Diese soll verhindern, dass Feuchtigkeit in den Motor eindringt und dort Kurzschlüsse oder Korrosion verursacht. Gerade in Regionen mit extremen Wetterbedingungen oder in Fahrzeugen, die im Freien geparkt werden, kann die Imprägnierung den Wartungsaufwand deutlich reduzieren. Aber die Imprägnierung bietet nicht nur Schutz vor Wasser. Sie schützt ebenfalls vor Staub und Schmutz, die sich im Laufe der Zeit in und am Motor absetzen können. Darüber hinaus hält die Imprägnierung chemischen Substanzen fern, die empfindliche Bauteile angreifen und dauerhaft schädigen könnten.
Die Wärmeentwicklung bändigen
Auch wenn der Elektromotor keinen Kraftstoff verbrennt, kommt es bei der Umwandlung von elektrischem Strom in mechanische Bewegungsenergie zu einer gewissen Hitzeentwicklung. Eine zu hohe Betriebstemperatur kann die Leistung des Motors beeinträchtigen und seine Lebensdauer verkürzen. Die Imprägnierung trägt dazu bei, die Wärme gleichmäßig über den gesamten Elektromotor zu verteilen. Ein kühlerer Motor arbeitet effizienter und zuverlässiger. Wenn ein Elektromotor überhitzt, kann dies nicht nur seine Leistung beeinträchtigen, sondern auch zu Schäden an den elektrischen Wicklungen führen. Da ein heißer Motor zudem mehr Energie verbraucht, wirkt sich die dauerhafte Überhitzung auch auf die Leistung und Kapazität des Fahrzeugs aus. Einerseits verbessert die Beschichtung deshalb die wärmeleitenden Eigenschaften und gleichzeitig macht sie die Komponenten widerstandsfähiger gegen Temperaturschwankungen. Langfristig macht sich die Imprägnierung durch eine längere Lebensdauer der behandelten Bauteile bemerkbar.
Vibrations- und Geräuschärmer
Wo mechanische Bewegung stattfindet, kommt es auch zu Vibrationen und störenden Nebengeräuschen. Erstere mindern nicht nur das Fahrerlebnis, sondern wirken sich bei einem Elektrofahrzeug direkt auf die Haltbarkeit des Motors aus. Starke Schwingungen und Vibrationen sorgen für eine zusätzliche Belastung und machen das Material „müde“. Die Folgen sind teure Defekte und teils aufwendige Reparaturen. Doch auch bei diesem Problem schafft eine professionelle Imprägnierung Abhilfe. Diese fixiert die einzelnen Komponenten und wirkt gleichzeitig als Puffer, sodass sich Vibrationen nicht von einem Bauteil auf ein anderes übertragen können. Das Imprägnierharz dient damit als Sekundärisolierung, die noch weitere vorteilhafte Eigenschaften aufweist.
Elektromotor & Antrieb im VW ID.4
Eine gut imprägnierte Elektromotorwicklung sorgt erhöht nicht nur die thermische, sondern auch die elektrische Leistung der Wicklungen. Dies führt wiederum zu einer allgemeinen Effizienzsteigerung, wodurch der Motor für denselben Output weniger Energie braucht als ohne eine vergleichbare Imprägnierung. Selbstverständlich hat dies Auswirkungen auf die Reichweite eines Elektrofahrzeugs, da weniger Energie benötigt wird, um die gleiche Strecke zurückzulegen. Der Aspekt der Leistungssteigerung ist aktuelle Modelle und deren Hersteller von besonders großer Bedeutung, da die Reichweite häufig als primäres Verkaufsargument angeführt wird. Für Produzenten, Händler und letztlich den Verbraucher zählt damit jeder zusätzliche Kilometer. Indirekt wirkt sich die Verwendung modernster Imprägnierharze somit auch auf die Lebensdauer des verbauten Akkus aus, der bei einem bestimmten Kilometerstand weniger Ladezyklen auf dem Buckel hat.
Grün und günstig im Betrieb
Eine gut imprägnierte Motorwicklung bedeutet weniger Verschleiß und geringere Ausfallzeiten. Dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen für Fahrzeugbesitzer, da diese geringere Budgets für Reparaturen und Wartungsarbeiten aufbringen müssen. Darüber hinaus trägt die Imprägnierung damit auch zu einer Verringerung des ökologischen Fußabdrucks bei. Damit kann die Elektromobilitätsbranche die eigenen Produktlinien noch nachhaltiger gestalten. Die Investition in moderne Imprägnierverfahren entfaltet in Kombination mit der IWU-Umformtechnik und anderen nachhaltigen Produktionsverfahren ihr grünes Potenzial. Anbieter setzen deshalb ganz bewusst auf modernste Prozesse, die mit einem möglichst geringen Energiebedarf auskommen und zugleich Ressourcen sparen.
