Hersteller können die Vorteile der REO-Flüssigkeitskühlungstechnologie für Bremswiderstände nutzen, ohne sich Gedanken über das Leistungsgewicht machen zu müssen.

Ein Grundprinzip von gutem Produktdesign ist das Leistungsgewicht. Dieses Konzept ist besonders wichtig für das Design von Komponenten für Elektrofahrzeuge, wie zum Beispiel Bremswiderstände. Denn Elektrofahrzeuge haben bedingt durch die Lithium-Ionen-Akkumulatoren und Elektromotoren bereits ein hohes Grundgewicht in der Konstruktion. Die Gewichtsoptimierung bei Fahrzeugkomponenten ist daher ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung. Steve Hughes, Managing Director bei REO UK, klärt über die Vorteile von Bremswiderständen mit Flüssigkeitskühlung auf und gibt einen Einblick warum REO diese gewichts- und raumoptimiert herstellt.

Beim Leistungsgewicht handelt es sich um eine Berechnung, die auf Motoren und mobile Stromquellen angewendet wird. Sie ermöglicht einen Vergleich zwischen verschiedenen Einheiten oder Konstruktionen. Zur Berechnung des Leistungsgewichts wird die Leistung eines Antriebs oder Motors durch das Gesamtgewicht des Fahrzeugs geteilt. Das Ergebnis ist eine von der Fahrzeuggröße unabhängige Größe, die häufig als Maß für die Gesamtleistung eines Fahrzeugs verwendet wird. Je größer das Gewicht der einzelnen Komponenten, desto höher und demnach „schlechter“ fällt das Leistungsgewicht aus. Die Einsparung von Gewicht beim Bau von Komponenten ist folglich ein wichtiger Aspekt zur Reduktion des Leistungsgewicht.

Bremswiderstände von REO

Ein zentraler Bestandteil des Designs aller Elektrofahrzeuge ist der Bremswiderstand, der Wärme ableitet und mechanische Systeme in einem als dynamisches Bremsen bezeichneten Prozess verlangsamt. Es gibt zwei Formen des dynamischen Bremsens: rheostatisches und regeneratives Bremsen. Beim rheostatischen Bremsen wird die Energie als Wärme in einem Widerstand abgeführt. Dahingegen wird beim regenerativen Bremsen die elektrische Energie in das System zurückgespeist. Bremswiderstände mit regenerativen Bremsen sind im Vergleich baubedingt teurer.

Beiden Systemen gleich ist die Entwicklung von Wärme, die aus dem System abgeleitet werden muss. Um die Verlustleistung zu verbessern, sind Widerstände daher häufig mit aktiven Lüftern ausgestattet. Dank der Fortschritte in der Flüssigkeitskühlungstechnologie, werden bei Elektrofahrzeugen jedoch zunehmend Lösungen verbaut, die mittels Wasser oder einem Kühlmittel die Wärme ableiten. REO kann mit dieser Technologie hocheffiziente Kühlsystem konstruieren und bauen, die etwa 80 Prozent kleiner als herkömmliche Bremswiderstände sind. Hersteller von Elektrofahrzeugen schätzen die kompakteren Abmessungen, das geringere Gewicht und die verbesserte Kühlfähigkeit beim Einsatz in ihren Fahrzeugen.

Der größte Vorteil der Flüssigkeitskühlung liegt an den physikalischen Eigenschaften des verwendeten Kühlmittels: Flüssigkeiten haben eine höhere Dichte als Luft, was zu einer höheren Wärmetragfähigkeit führt. Die Temperaturen und Belastungen elektrischer Komponenten sind stark reduziert und die Lebensdauer verlängert sich signifikant. Der Wegfall einer großen Oberfläche, die für Umgebungs- oder Zwangsluftkühlung benötigt wird, bedeutet auch, dass Flüssigkeitskühlsysteme weniger Platz einnehmen und daher deutlich kompakter konstruiert werden können. Außerdem ist der wassergekühlte Widerstand aufgrund seiner gekapselten Bauweise praktisch unhörbar. Dies steht im Gegensatz zu den herkömmlichen Widerständen, die bei harmonischen Frequenzen des DC-Wellenstroms hörbare Geräusche erzeugen können. Dies kann in Bereichen, in denen sie sich in unmittelbarer Nähe von Personen befinden, störend wirken.

Doch wo Strom fließt, und Flüssigkeiten verwendet werden, besteht ein besonders hoher Anspruch an die Sicherheit. REO trennt daher das Kühlsystem bzw. das Kühlmittel vom Stromkreis. Dadurch wird eine elektrische Isolierung gewährleisten und die Komponente kann für einen kurzen Zeitraum ohne Kühlmittel weiterlaufen. Dies ist wichtig, um im Falle eines Kühlmittelproblems ein sicheres Abschalten des Systems zu ermöglichen.

REO setzt aufgrund dieser Vorteile in vielen Modernen Baureihen auf die Flüssigkeitskühlung. Ein gutes Beispiel hierfür ist REOs BW D 158 -Baureihe von aluminiumbeschichteten wassergekühlten Widerständen. Die Komponenten sind für eine kontinuierliche Verlustleistung von bis zu 60 kW ausgelegt und nach Schutzart IP65 in einem eloxierten Aluminiumgehäuse versiegelt. Alle Anschlüsse und Befestigungen bestehen zum Schutz vor Korrosion entweder aus Edelstahl oder eloxiertem Aluminium. REO bietet die Widerstände zwischen 2 und 850 Ohm und je nach Größe mit einer Nennleistung von 1 kW bis 60 kW an. Die Nennspannung der Komponente beträgt in allen Fällen 1 kV.