Anforderungen an die Prüfung von EV-Batterien und Herausforderungen für die Branche
Vor der Serienproduktion durchlaufen die Akkus von Elektrofahrzeugen strenge Prüfungen im Bereich des Wärmemanagements. Testgeräte unterziehen die Akkus Temperaturwechsel-, Thermoschock- und Langzeitstabilitätstests in einem Temperaturbereich von -40 °C bis +150 °C – in Extremfällen sogar von -60 °C bis +200 °C. Diese Tests haben direkten Einfluss auf die Sicherheit, Lebensdauer und Leistung der Akkus im realen Einsatz.
Die im Test verwendeten Zirkulationsmedien – Thermoöl, Ethylenglykol-Lösung oder deionisiertes Wasser – unterliegen drastischen Viskositätsänderungen mit der Temperatur. Im kalten Bereich kann die Viskosität auf mehrere tausend cP ansteigen. Im warmen Bereich sinkt sie nahezu auf den Wert von Wasser. Diese Viskositätsschwankungen stellen hohe Anforderungen an die Anpassungsfähigkeit der Pumpe.
Konventionelle Industriepumpen stoßen unter diesen extremen Bedingungen auf vielfältige Probleme. Gleitringdichtungen versagen aufgrund der wiederholten thermischen Ausdehnung und Kontraktion, wodurch Leckagerisiken entstehen. Die Fördermenge schwankt mit der Temperatur, was die Messgenauigkeit beeinträchtigt. Zahnrad- und Kreiselpumpen erzeugen bei hoher Viskosität übermäßige Geräusche, die die Testumgebung stören. Manche Pumpen sind schlichtweg nicht in der Lage, schnelle Temperaturänderungen zu bewältigen, was zu langen Anlagenstillstandszeiten führt.
Kernherausforderungen
Betrieb im extremen Temperaturbereich
Umgang mit hochviskosen Flüssigkeiten
Null-Leckage-Anforderung
Kontinuierliche Betriebsstabilität
Geräuscharmer Betrieb
Kritische Anforderungen an die Pumpe für thermische Tests von Elektrofahrzeugbatterien
Extremtemperaturbeständigkeit: -60℃ bis +250℃
Batterieprüfkammern benötigen Pumpen, die über Zyklen von tiefen bis zu hohen Temperaturen hinweg eine stabile Leistung erbringen, ohne dass es zu Dichtungsschäden oder Durchflussverlusten kommt. Das bedeutet, dass Pumpengehäusematerialien, Dichtungsstrukturen und Lagersysteme für den Betrieb in einem breiten Temperaturbereich ausgelegt sein müssen.
Der Aulank MDC-K Zahnradpumpe Die Baureihe deckt einen Temperaturbereich von -60 °C bis +250 °C ab. Die Pumpengehäuse bestehen aus speziellem Edelstahl oder Legierungen. Die Dichtungskonstruktionen sind für die thermische Ausdehnung und Kontraktion optimiert. Am Kaltende verhindern Keramik-Isolierhülsen und PEEK-Komponenten Versprödung. Am Heißende gewährleisten Hastelloy-Komponenten und Hochtemperatur-Gleitringdichtungen einen zuverlässigen Langzeitbetrieb.
Handhabung hoher Viskosität: 1–20.000 cP
Die Viskosität von Wärmeträgerflüssigkeiten ändert sich über den gesamten Temperaturbereich um mehrere Größenordnungen. Kreiselpumpen verlieren bei hoher Viskosität stark an Effizienz – manche springen gar nicht erst an. Verdränger-Zahnradpumpen Durch das Ineinandergreifen der Zahnräder werden abgedichtete Kammern gebildet, die unabhängig von der Viskosität pro Umdrehung ein festes Volumen ausstoßen.
Die Zahnradpumpe MDC-K fördert Medien mit einem Druck von 1 bis 20.000 cP. Selbst bei einem Mediendruck von 8.000 cP unter kalten Bedingungen gewährleistet die Pumpe einen konstanten Förderstrom – unabhängig davon, ob das Medium kalt hochviskos oder heiß niedrigviskos ist. Diese Konstanz sorgt für einen kontrollierten und präzisen Durchfluss im Testkreislauf.
Absolut dicht und mit doppelter Dichtung
Testmedien enthalten häufig Ethylenglykol, Thermoöl oder andere Chemikalien. In manchen Anwendungen werden brennbare oder giftige Medien verwendet. Jede Leckage birgt Sicherheitsrisiken und Umweltgefahren. Einfach abgedichtete Pumpen versagen unter hoher oder niedriger Temperaturbelastung und erfüllen die Anforderungen an absolute Dichtheit nicht.
Die Zahnradpumpe MDC-K verfügt über eine Doppeldichtung: eine primäre Gleitringdichtung als erste Barriere und eine sekundäre Dichtungskammer als zusätzliche Sicherung. Selbst bei geringfügiger Leckage der primären Dichtung unter extremen Temperaturen hält die sekundäre Dichtung das Fördermedium zuverlässig zurück. Für noch höhere Sicherheit bietet Aulank auch magnetgekuppelte Ausführungen an, die das Drehmoment über eine Magnetkupplung übertragen und so ein Eindringen in die Welle vollständig vermeiden – für absolute Leckagefreiheit.
Geräuscharm: ≤70 dB
Prüfeinrichtungen befinden sich typischerweise in Labor- oder Werkstattumgebungen mit klar definierten Lärmgrenzwerten. Konventionelle Stirnradpumpen erzeugen beim Zahneingriff erhebliche Trittgeräusche, die die Prüfumgebung und die Bediener beeinträchtigen.
Die Zahnradpumpe MDC-K nutzt Schrägverzahnungstechnologie. Der Zahneingriff wechselt von Punkt- zu Linienkontakt, wodurch der Eingriff gleichmäßiger wird und Pulsationen sowie Geräusche deutlich reduziert werden. In Kombination mit optimierten Lagersystemen und einer schwingungsdämpfenden Konstruktion bleibt der Geräuschpegel der Pumpe bei maximal 70 dB. Einige Modelle erreichen sogar nur 68 dB – ideal für geräuschempfindliche Testumgebungen.
Aulank MDC-K Zahnradpumpenlösung für EV-Tests
Technische Spezifikationen
Durchflussbereich: 4–630 ml/Umdrehung
Viskositätsbereich: 1~20.000 cP
Temperaturbereich: -60℃ bis +250℃
Druck: Bis zu 35 bar
Geräuschpegel: ≤70 dB
Schlüsseltechnologien
Schrägverzahnungstechnologie
Schrägverzahnte Zahnräder reduzieren Pulsationen und Geräusche durch kontinuierlichen Winkeleingriff. Im Vergleich zum ruckartigen Eingriff von Stirnrädern erfolgt der Eingriff bei Schrägverzahnungen progressiver und gleichmäßiger. Die Durchflusskurven bleiben nahezu konstant, wodurch Druckschwankungen im System reduziert werden. Dies ist insbesondere bei Temperaturwechseltests von Bedeutung, bei denen ein stabiler Durchfluss unerlässlich ist.
Doppeldichtungsdesign
Die primäre Gleitringdichtung verwendet importierte Präzisionskomponenten, deren Dichtflächen speziell für den Umgang mit Temperaturschwankungen behandelt wurden. Die sekundäre Dichtungskammer enthält ein Sicherheitsventil, das bei zu hohem Systemgegendruck automatisch Druck abbaut und so die Dichtungsstruktur vor Beschädigung schützt. Der zweilagige Dichtungsschutz gewährleistet den zuverlässigen Verschluss des Mediums auch bei Temperaturschocks, schnellen Erwärmungs- und Abkühlungszyklen sowie anderen extremen Bedingungen.
Materialanpassung über einen weiten Temperaturbereich
Die Pumpengehäuse werden aus Spezialedelstahl oder legiertem Stahl gegossen. Die Zahnräder bestehen aus Spezialstahl 42CrMo mit Oberflächenhärtung – Härte und Verschleißfestigkeit entsprechen den Industriestandards. Kritische Bauteile wie Isolierhülsen sind aus Keramik gefertigt, Laufräder aus PEEK-Kunststoff und Teile, die mit korrosiven Medien in Berührung kommen, aus Hastelloy. Diese Materialkombinationen verhindern, dass die Pumpe bei -60 °C spröde wird oder sich bei +250 °C thermisch verformt, und gewährleisten so ihre strukturelle Stabilität im Langzeitbetrieb.
Transportkapazität für Gas-Flüssigkeits-Gemische
Während der Testphase kann es durch schnelle Abkühlung zu Unterdruck im System kommen oder Gas kann durch Verdunstung des Fördermediums eindringen. Herkömmliche Pumpen neigen unter Gas-Flüssigkeits-Mischbedingungen leicht zu Kavitation, was zu einem starken Förderstromabfall oder sogar zum vollständigen Stillstand führen kann. Die Zahnradpumpe MDC-K optimiert die Zahnradspalte und die Pumpenkammerkonstruktion, um einen stabilen Förderstrom auch unter gasgefüllten Bedingungen zu gewährleisten und das Kavitationsrisiko zu reduzieren. Sie zeichnet sich durch starke Unterdruck-Selbstansaugung und hohe Anlaufsicherheit aus.
API-Standard-Strukturdesign
Das Pumpengehäuse ist modular aufgebaut und die Schnittstellenabmessungen entsprechen den API-Standards, wodurch die Integration in Prüfgerätesysteme unkompliziert ist. Flansche, Rohrverbindungen und Motorbefestigung lassen sich an die kundenspezifische Anlagenkonfiguration anpassen, was die Installationszeit vor Ort verkürzt. Im Wartungsfall können Dichtungen oder Zahnräder schnell demontiert und ausgetauscht werden, wodurch Ausfallzeiten minimiert werden.
Anwendungsbeispiel: Prüfgeräte für neue Energien im Automobilbereich
Die Testlinie für Akkupacks eines führenden Herstellers von Elektrofahrzeugen benötigte Prüfgeräte, die Temperaturwechseltests von -40 °C bis +150 °C standhalten. Als Zirkulationsmedium diente eine Ethylenglykol-Lösung mit einem breiten Viskositätsbereich. Der Kunde stellte drei Kernanforderungen: absolute Dichtheit, geringe Geräuschentwicklung und stabiler Dauerbetrieb.
Lösung
Aulank lieferte mehrere MDC-K-Zahnradpumpen, die basierend auf den tatsächlichen Betriebsbedingungen für einen erweiterten Temperaturbereich angepasst wurden. Das Pumpengehäuse bestand aus korrosionsbeständigem Edelstahl. Die Doppeldichtung eliminierte das Risiko von Leckagen. Die Konstruktion mit schrägverzahnten Zahnrädern sorgte für einen Dauerbetriebsgeräuschpegel unter 68 dB und erfüllte somit die Anforderungen an Laborumgebungen.
Nach Installation und Inbetriebnahme laufen die Pumpen seit über 12 Monaten kontinuierlich und stabil und haben Tausende von Temperaturzyklen ohne Leckagen oder Ausfallzeiten durchlaufen. Wartungshistorie: null. Kundenfeedback bestätigte, dass die Förderstabilität und Zuverlässigkeit die zuvor verwendeten Importprodukte deutlich übertreffen.
Warum Sie sich für Aulank bei der Prüfung von Pumpenlösungen für Elektrofahrzeuge entscheiden sollten
17 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Industriepumpen
Aulank wurde 2008 gegründet und konzentriert sich auf die Forschung und Entwicklung sowie die Herstellung von Industriepumpen. Das Unternehmen verfügt über umfangreiche Erfahrung unter extremen Betriebsbedingungen.
Bewährte Extremtemperaturbeständigkeit
Das Produktportfolio deckt einen Betriebstemperaturbereich von -196 °C bis +400 °C ab. Der technologische Ansatz ist langfristig validiert und durch Zuverlässigkeitsgarantien untermauert.
ODM-Anpassungsfähigkeit
Für spezifische Testprotokolle, Medieneigenschaften und Installationsraumanforderungen bieten wir kundenspezifische Anpassungen von Spannung/Frequenz, Explosionsschutzklassen, Materialkonfiguration und Leistungsparametern an.
Technischer Support vor Ort
Umfassender technischer Support inklusive Installation, Inbetriebnahme, Bedienerschulung und Fehlerbehebung. Schnelle Reaktionszeit.
