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Kleinere Kabel, gleiche Strombelastbarkeit: der RADOX®-Vorteil


Verfasst von 

Jonathan Kaegi

Automotive Product Manager

Als architektonische Grundlage eines jeden Elektrofahrzeugs (EV) müssen Hochvoltkabel (HV) entscheidende elektrische Leistungsmerkmale aufweisen und zugleich härtesten Umgebungsbedingungen standhalten. In der Vergangenheit wurde dies durch den Einsatz von Wellrohren erreicht, die als wichtigster mechanischer Schutz der jeweiligen Lösungen dienten und die Materialien vor Abrieb, Chemikalien, Feuchtigkeit und anspruchsvollen Betriebsbedingungen schützten. 


Da Erstausrüster (OEMs) jedoch immer leichtere und kompaktere Fahrzeug-Architekturen verlangen, fragen sich Ingenieure, ob diese überdimensionierten, überholten Rohre überhaupt noch zeitgemäss sind. Und tatsächlich ermöglichen Fortschritte in puncto Kabelmaterialien mittlerweile eine bessere mechanische Leistungsfähigkeit, ohne die mit Wellrohren verbundenen Kompromisse eingehen zu müssen.

Warum behindern Wellrohre Architekturen von Elektrofahrzeugen?


Wellrohre schränken die Architektur von Elektrofahrzeugen insofern ein, als sie die Wärme um das Kabel herum stauen, dessen Gesamttemperatur erhöhen und die Wärmeableitung beeinträchtigen. Die durch das Wellrohr verursachten höheren Kabeltemperaturen steigern ihrerseits dessen elektrischen Widerstand, was wiederum zu höheren Leistungsverlusten und einer erhöhten internen Wärmeentwicklung führt – ein Kreislauf, der die Alterung des betreffenden Kabels beschleunigt. 


Als Faustregel gilt: Jeder Anstieg der Betriebstemperatur um 10 % kann die Lebensdauer eines Kabels um 50 % verringern. Dies wird gemeinhin als die 10°C-Arrhenius-Regel bezeichnet und ist ein anschauliches Beispiel dafür, wie selbst geringste Temperaturanstiege dramatische Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit eines Kabels haben können. 


Angesichts der beschriebenen Nachteile setzt sich bei den OEMs zunehmend die Ansicht durch, dass diese Wellrohre mittlerweile nicht mehr zeitgemäss sind. Obwohl einige Verkehrsbehörden ihren Einsatz weiterhin vorschreiben, verhindern die zusätzliche Masse und die eingeschränkten Verlegungsmöglichkeiten dieser Lösungen, dass Architekturen von Elektrofahrzeugen künftig die nächste Entwicklungsstufe erreichen. 


Glücklicherweise haben Fortschritte bei den Materialien für Kabelmäntel einen alternativen Ansatz möglich gemacht – einen Ansatz, mit dem alle modernen Anforderungen an Hochspannungsverbindungen und Gewichtsersparnis erfüllt werden können. Indem hohe mechanische Abriebfestigkeit und Wärmeableitung direkt im Kabel selbst kombiniert werden, kann mittlerweile in vielen Anwendungsbereichen auf Wellschläuche verzichtet werden. 

Semi truck  by Image Studio

Welche thermischen Vorteile bietet der Einsatz wellrohrfreier Kabel in Elektrofahrzeugen?


Dies hat HUBER+SUHNER eindrucksvoll mit seinem führenden RADOX®-HV-Kabelportfolio demonstriert. Anstatt zum Schutz auf externe Wellrohre zu setzen, integrieren RADOX®-Kabel eine aussergewöhnliche mechanische Widerstandsfähigkeit direkt in den Kabelaufbau. 


Dank der Verwendung von elektronenstrahlvernetzten Isolations- und Mantelmaterialien zeichnen sich RADOX®-Kabel durch eine hervorragende Beständigkeit gegen Abrieb, UV-Strahlung, Witterungseinflüsse, Kfz-Betriebsflüssigkeiten sowie dauerhaft hohe Betriebstemperaturen von bis zu 150 °C aus. Dadurch bietet das Kabel selbst jene Langlebigkeit, die üblicherweise erst durch zusätzliche Schutzrohre erreicht wird. 


So kann beispielsweise ein in einem schützenden Rohr verlegtes 95mm²-Hochspannungskabel denselben Strom führen wie ein im freien Raum verlegtes 70mm²-RADOX®-Kabel. Und das bedeutet, dass es Wärme effektiver ableiten kann, was wiederum zu niedrigeren stationären Temperaturen führt. Dadurch wird die Strombelastbarkeit verbessert, während gleichzeitig elektrische Verluste reduziert und die thermische Alterung verlangsamt werden, was letztendlich zu einer längeren Lebensdauer des Kabels führt. 


Die freiliegende Verlegung spielt hier eine entscheidende Rolle, da sie es den Ingenieuren ermöglicht, die inhärente Leistungsfähigkeit des Kabels besser zu nutzen. Anstatt einen Wärmestau durch grössere Leiterquerschnitte ausgleichen zu müssen, können Konstrukteure die Kabeldimensionierung auf die tatsächlichen thermischen Bedingungen der Anwendung abstimmen – und haben dabei sogar die Möglichkeit, die Kabelabmessungen zu reduzieren, ohne die Zuverlässigkeit dafür zu opfern.

Trägt das Entfernen von Wellrohren dazu bei, Platz und Gewicht in Elektrofahrzeugen zu reduzieren?


Der Austausch von Kabeln mit Wellrohren durch frei verlegte Kabel trägt dazu bei, Platz und Gewicht in Elektrofahrzeug-Plattformen zu reduzieren. RADOX®-Kabel, die frei verlegt werden, zeichnen sich im Vergleich zu Kabeln mit Wellrohren durch einen kleineren Aussendurchmesser und ein geringeres Gesamtgewicht aus, was die Kabelführung in kompakten Elektrofahrzeug-Plattformen erleichtert. 


Dies ist angesichts des Drucks auf OEMs, die Architekturen von Elektrofahrzeugen leichter zu gestalten, von entscheidender Bedeutung. Nehmen wir beispielsweise die Verbindung eines Akkupakets mit einem Wechselrichter: Zwischen zwei der wichtigsten Komponenten innerhalb der Architektur müssen hohe Ströme fliessen. Wenn Hersteller hochtemperaturbeständige Isolierungen verwenden, die Wandstärke der Isolierung reduzieren und die Flexibilität der Kabel verbessern können, haben sie die Möglichkeit, Kabel mit kleineren Durchmessern zu wählen, ohne dabei Leistungseinbussen in Kauf nehmen zu müssen.

RADOX 155(S) / RADOX Elastomer S (FHLR91XC13X and FHLR4GC13X)

Beseitigen Sie Ihre Wellrohre mit HUBER+SUHNER


Als führender Automobilzulieferer unterstützt HUBER+SUHNER seine Kunden bei der Einführung und Implementierung von RADOX®-Kabeln in Elektrofahrzeug-Plattformen. Unsere Ingenieur-Teams prüfen und modellieren das thermische Verhalten für reale Installationsszenarien – etwa bei freier Verlegung, in Kabelschutzrohren, in Kabelbündeln sowie unter Berücksichtigung von Umgebungsprofilen – und validieren die Lösung somit umfassend für jedes Szenario. 


Unsere führenden Lösungen wie RADOX® ebnen den Weg für eine neue Generation leichter, nachhaltiger Architekturen für Elektrofahrzeuge und ermöglichen Herstellern eine höhere Fahrzeugeffizienz sowie geringere Kosten. 

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