Klebebänder spielen eine wichtige Rolle bei der Montage von Elektrofahrzeugen

Haftklebstoffe werden in einer Vielzahl von Montageanwendungen für Elektrofahrzeuge eingesetzt. Foto mit freundlicher Genehmigung der Mercedes-Benz AG

Klebebänder können Batteriepacks optimieren, indem sie die Entflammbarkeit verringern und die Spannungsfestigkeit erhöhen. Illustration mit freundlicher Genehmigung von Avery Dennison Performance Tapes

Eine Vielzahl von Anwendungen im Automobilinnenraum sind auf druckempfindliche Klebstoffe angewiesen, darunter Displays, Spiegel und Sitze. Illustration mit freundlicher Genehmigung von Avery Dennison Performance Tapes

Dieses doppelt beschichtete Gewebe mit einem Hochleistungs-Acryl mit niedrigem VOC-Gehalt ist ideal für die Verklebung mit Polyesterurethan, Polyetherurethan und Hautschäumen. Zu den typischen Anwendungen gehören Armlehnen, Teppichbefestigung, Türsäulenverkleidung und NVH-Isolierung. Foto mit freundlicher Genehmigung von Avery Dennison Performance Tapes

Nach mehr als 100 Jahren schrittweiser Entwicklung durchläuft die Automobilindustrie einen Wandel, der ihresgleichen sucht. Die treibende Kraft hinter dieser Revolution ist die Umstellung von Verbrennungsmotoren auf Batterieantrieb.

Dies allein würde schon eine gewaltige Herausforderung darstellen, wird aber von anderen Elektrifizierungsinitiativen begleitet, die sich auch auf die Konstruktion, Herstellung und den Betrieb von Fahrzeugen auswirken.

Insbesondere werden Elektrofahrzeuge mit mehr Sensoren und Kameras entwickelt, um fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) zu unterstützen, die die Branche einem vollständig autonomen Betrieb näher bringen. Mit elektronischen Systemen, die den Komfort verbessern und Fahrern und Passagieren mehr Optionen bieten, heben sie auch die Fahrzeuginformation und -unterhaltung auf die nächste Ebene.

Zusammengenommen könnten diese Trends dazu führen, dass zukünftige Fahrzeuge mehr mit unseren Telefonen gemeinsam haben als die Fahrzeuge, die wir heute kennen.

Es überrascht nicht, dass diese Änderungen für Automobilhersteller und Zulieferer eine Vielzahl von Design- und Konstruktionsherausforderungen mit sich bringen. Haftklebebänder (PSA) werden seit Jahrzehnten im Automobilbereich eingesetzt und der heutige Wandel schafft Möglichkeiten, die Stärke, Vielseitigkeit und Funktionalität dieser Produkte zu nutzen, um diese neuen Herausforderungen zu meistern.

Milliarden von Dollar werden investiert, um die Reichweite zu verbessern, die Ladezeiten zu verkürzen, die Kosten zu senken und die Sicherheit zu gewährleisten. Klebebänder können dazu beitragen, diese Ziele zu erreichen, indem sie die Entflammbarkeit verringern, die Durchschlagsfestigkeit erhöhen und Design und Montage optimieren.

Sicherheit hat für Batteriehersteller und ihre Kunden oberste Priorität. Entflammbarkeitsprobleme bei Lithium-Ionen-Batterien können Autofahrer gefährden, zu teuren Rückrufen führen und das Vertrauen der Verbraucher in Elektrofahrzeuge untergraben.

Speziell für EV-Batterien entwickelte Bänder, wie z. B. Technologien auf Acryl-, Gummi- und Silikonbasis, bieten Schutz vor thermischem Durchgehen und ermöglichen es Verbundwerkstoffen und Materialien, UL 94 V-0 und andere Flammenanforderungen zu erfüllen. Diese Produkte bieten die Flexibilität, mit allen Zelltypen und einer breiten Palette von Materialien zu arbeiten.

Klebebänder können auch thermische Schnittstellenmaterialien (TIMs) unterstützen, die die Wärmeübertragung zwischen Komponenten in Batteriebaugruppen für Elektrofahrzeuge erleichtern. Mehrere Klebstoffe für TIMs, die auf Kühlkörper oder Kühlplattenmaterialien geklebt werden, unterstützen die Kühlung von Batteriezellen und Modulen.

Dazu gehören hochbenetzbare Klebstoffe zur Verringerung der thermischen Impedanz zwischen TIMs und der Wärmequelle; Klebstoffe auf Silikonbasis, die eine starke Haftung auf Silikon-TIMs bieten; Acrylklebstoffe für Nicht-Silikon-Materialien; und flammhemmende Klebstoffe.

Klebebänder werden auch für Zell-zu-Zell-Verbindungen, Dichtungen, Kompressionspolster und elektrische Isolierung verwendet. Bei Zellverbindungsanwendungen verbessern Klebebänder die Fertigungseffizienz, indem sie eine schnelle und einfache Verbindung mit ausgezeichneter struktureller Integrität ermöglichen. Sie erfordern keine Aushärtungszeit und bieten sofortige Festigkeit, die es ihnen ermöglicht, gleichzeitig als Montagehilfe und Klebeoption zu dienen.

Aufgrund ihrer Einkomponenten-Funktionalität entfallen Mischdüsen und Bedenken hinsichtlich der Topfzeit, die bei anderen Klebstoffen bestehen. Bei Dichtungsanwendungen tragen langlebige, wärmeaktivierte Acrylschaumbänder dazu bei, eine wasserdichte Abdichtung zwischen Gehäuse und Gummidichtung aufrechtzuerhalten.

Einzelne prismatische Zellen und Pouch-Zellen in Batteriesätzen für Elektrofahrzeuge müssen vor Stößen und Bewegungen geschützt werden. Auch Pouchzellen können beim Laden und Entladen anschwellen. Um Schäden vorzubeugen, verwenden Batteriehersteller Schaumstoffe, die zwischen den einzelnen Zellen mit PSA-Klebeband versehen sind.

Durch die Möglichkeit, Aushärtezeiten zu eliminieren, kann das Klebeband eine Doppelfunktion erfüllen. Flammhemmende und dielektrische Bänder können in dieser Anwendung die Funktionalität erhöhen, wenn Flammen- oder elektrische Anforderungen bestehen

Zur elektrischen Isolierung werden einfach und doppelt beschichtete Bänder mit dielektrischen Folien zum Schutz empfindlicher Komponenten in Batterien eingesetzt. Einfach beschichtete Bänder können auf starren Materialien wie Aluminiumkühlplatten und anderen Metallstrukturen angebracht werden. Doppelt beschichtete Bänder können mit anderen Materialien wie Kompressionspads kombiniert werden, um den Zellschutz zusätzlich elektrisch zu isolieren.

Die Verwendung von PSAs zum Verkleben flexibler Sammelschienen ist ein weiteres Beispiel für die Vielseitigkeit von Bändern, da sie neben der Verklebung auch Isolierung und Flammschutz bieten können.

Klebeband kann auch zur Behebung von Problemen im Zusammenhang mit Lärm, Vibration und Härte (NVH) verwendet werden. Verbrennungsmotoren haben Fahrzeuggeräusche überdeckt, die für Besitzer von Elektrofahrzeugen mittlerweile zu einem Ärgernis werden. Klebeband wird bereits überall in Fahrzeugen für Brumm-, Quietsch- und Rasselgeräusche verwendet und wird in Verbindung mit anderen Materialien an Stellen angebracht, an denen es bisher nicht erforderlich war.

Mehr ADAS-Technologie wird in Elektrofahrzeuge integriert, um Sicherheit, Effizienz und Leistung zu verbessern. Schlüsselkomponenten dieser Systeme befinden sich häufig an Stellen wie Stoßstangen und Außenspiegeln, wo sie einer Vielzahl von Faktoren ausgesetzt sind, die die Systemleistung und -zuverlässigkeit beeinträchtigen können.

Klebebänder sind eine gute Lösung für ADAS-Komponenten, da sie so konstruiert sind, dass sie den Bedingungen standhalten, denen Fahrzeuge in unterschiedlichen Klimazonen ausgesetzt sind. Sie können auch dazu beitragen, Kameras und Sensoren vor Faktoren zu schützen, die die Leistung beeinträchtigen und zu Ausfällen führen, wie z. B. Eis- und Schneebildung, elektromagnetische Störungen (EMI), Staub und Vibrationen.

Doppelt beschichtete Klebebänder aus Polyethylen (PE)-Schaum und Acrylschaum bieten beispielsweise eine kostengünstige Alternative zu mechanischen Befestigungsmitteln zur Montage, Abdichtung und Dämpfung. Durch die Verklebung mit PSA-Klebeband können Ingenieure eine zuverlässige Montage gewährleisten, verhindern, dass Staub und Wasser an elektrische Komponenten gelangen, und Vibrationen reduzieren, die die Sicht und Wahrnehmung beeinträchtigen können.

Darüber hinaus können PSA-Bänder die elektromagnetische Verträglichkeit von ADAS-Geräten optimieren. Als EMI-Alternative können leitfähige Schaumstoff- und Gummibandkonfigurationen verwendet werden, die Lückenfüllungs- und Dichtungseigenschaften bieten. Zur EMI-Abschirmung können auch Folien, metallisierte Folien und Gewebe eingesetzt werden.

Um Eisbildung zu verhindern, können flexible bedruckte Heizfolien an ADAS-Kameras, Lidar-, Radar- und Ultraschallsensoren angebracht werden. Zum Verkleben von Heizfolien mit ADAS-Komponenten sind dünne Klebebänder leicht erhältlich, und PE-Schaumbänder können bei dieser Anwendung Lücken zwischen starren Komponenten füllen. Diese Produkte können auch flexible Leiterplattenheizungen unterstützen, die zur Hands-Off-Erkennung an Lenkrädern verwendet werden.

Bei starren elektronischen Komponenten können doppelseitige Schaumstoff- oder Faserbänder zwischen den Komponenten verwendet werden, um Vibrationen zu absorbieren, Stöße abzufedern, Lücken zu füllen und Brummen, Quietschen und Klappern zu dämpfen. Diese Klebebänder stellen starke Verbindungen mit dichten Urethan- und Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Substraten her, die häufig aus ADAS-Komponenten bestehen, die an der Außenseite von Fahrzeugen montiert werden.

Max VanRaaphorst, Business Development Manager, E-Mobilität und Automotive, Avery Dennison Performance Tapes