De automotive industry is constant in ontwikkeling. Nieuwe trends en modellen vergen nieuwe productiemethoden, en duurzaamheid wordt steeds belangrijker. Een gevolg hiervan is de groeiende vraag naar elektrische auto’s. In Europa en China werden in 2020 zo’n 1.3 miljoen elektrische auto’s verkocht, maar liefst 43% meer dan in 2019.
Maar wat betekent dit voor het gebruik van cryogenic equipment in de automotive industry? In deze blog kijken we naar de toepassing van koelbakken tijdens de productie van auto’s. We leggen uit hoe deze populaire cryogene toepassing wordt ingezet en waarom Demaco de afgelopen jaren hard heeft gewerkt aan de ontwikkeling van een koelbak met een nieuw design voor elektrische auto’s.
Wat is een koelbak in de automotive industry?
Een koelbak in de automotive industry is een vacuüm geïsoleerde bak, gevuld met een cryogene vloeistof (bijna altijd vloeibare stikstof), waar auto-onderdelen in worden ondergedompeld tijdens het productieproces. De koelbakken worden ingebouwd in een gerobotiseerde productielijn, waardoor het onderdompelen volledig wordt geautomatiseerd.
Koelbakken in de automotive industry worden gebruikt voor de toepassing van koudkrimp technologie, ofwel krimppassingen.
De krimppassing
Een krimppassing is een veelgebruikte methode bij de assemblage van automotoren. Tijdens een krimppassing wordt gebruik gemaakt van extreem koude- en ook warme temperaturen om twee onderdelen stevig aan elkaar te verankeren of in elkaar te schuiven.
Het buitenste onderdeel wordt opgewarmd, waardoor het iets uitzet. Het onderdeel dat hierin moet worden geplaatst (een ring of as) wordt juist extreem gekoeld, en krimpt daardoor enkele millimeters. Dit afkoelen kan worden gedaan door de ring of as tijdelijk in een koelbak met vloeibare stikstof te dompelen. Vloeibare stikstof heeft een kookpunt van zo’n -196 °C en is daardoor een zeer efficiënt koelmiddel.
Wanneer alle onderdelen na plaatsing weer op kamertemperatuur komen, zetten de eerder gekoelde onderdelen weer uit, terwijl de onderdelen daar omheen juist weer krimpen. Met behulp van deze slimme methode is het mogelijk om onderdelen met een lichte druk in elkaar te schuiven en perfect op elkaar te laten aansluiten. Dit verstevigt een constructie aanzienlijk en voorkomt beschadigingen.
Een krimppassing vergt zeer nauwkeurige controle van de bewerkingstoleranties op de onderdelen en een perfect nauwkeurige koeling en opwarming. Voor het verwarmen is het gebruik van een inductieverwarmer gangbaar, terwijl de koelbak van Demaco de ideale oplossing biedt voor het koelen van de binnenste onderdelen.
Vernieuwing in cryogenic equipment
Niet alleen de auto zelf, maar ook het cryogenic equipment dat wordt gebruikt tijdens de productie hiervan, is in ontwikkeling.
Zo’n 10 jaar geleden was de verbrandingsmotor voor benzine of diesel nog de norm. De meeste autoproducenten maakten gebruik van deze motoren, die bijna allemaal werden geproduceerd met behulp van een krimppassing én koelbak. De standaard koelbak was gevuld met vloeibaar stikstof en zorgde dat ringen en assen van dit type motor efficiënt werden gekoeld voor een succesvolle passing.
Terwijl deze traditionele koelbak nog steeds wordt gebruikt, heeft het design van de toepassing inmiddels de nodige veranderingen doorgemaakt. Op enkele grote autoproducenten na, maken de producenten van verbrandingsmotoren tegenwoordig namelijk geen gebruik meer van koelbakken met vloeibaar stikstof. Andere methoden, zoals elektrisch koelen, hebben de rol van cryogenic equipment overgenomen.
Dit betekent echter niet het einde van de Demaco koelbak. Onder meer door de steeds lager wordende prijzen, fiscale voordelen en duurzaamheidsvoordelen, stijgt de verkoop en productie van elektrische auto’s wereldwijd enorm. En met deze groei en ontwikkeling komt de vraag naar nieuw cryogenic equipment, zoals een koelbak speciaal voor elektrische motoren.
Met enkele aanpassingen in design om perfect aan te passen bij dit ‘nieuwe’ type motor, biedt een traditionele koeling met vloeibaar stikstof de duurzaamheid, betaalbaarheid en precisie die een succesvolle krimpspanning voor een elektrische motor nodig heeft.
Demaco’s koelbakken voor elektrische auto’s
Om in te spelen op de bovenstaande ontwikkelingen, heeft ons team van cryogenic engineers hard gewerkt aan een koelbak met een nieuw design. Een nieuwe koelbak binnen de cryogene techniek die perfect voldoet aan de eisen die een elektrische motor met zich meebrengt. De te koelen elementen in een elektrische motor zijn namelijk net iets anders dan die van een verbrandingsmotor, waardoor enkele aanpassingen noodzakelijk waren.
Momenteel biedt Demaco zowel koelbakken voor verbrandingsmotoren als voor elektrische motoren. In samenwerking met leveranciers van machines in de automotive industry, bieden wij een volledig cryogeen systeem, bestaande uit koelbak, vacuüm geïsoleerde transferleidingen en kwaliteitsverbeterende producten, zoals een fasenscheider. Ook plaatsen wij een thermische verwarming om de rand van onze koelbakken heen, om de extreme interne kou niet naar buiten te laten dringen.
Onze koelbakprojecten bestaan uit cryogenic engineering, productie en tests, en vallen onder onze business unit Systems. Ons Systems-team is enorm trots op de koelbakken die we inmiddels hebben gebouwd, en we verwachten dat de vraag naar ons nieuwe design met de verduurzaming van de automotive industry alleen nog maar zal groeien.
Meer weten?
Demaco heeft al zo’n 25 jaar ervaring in het ontwerpen en produceren van koelbakken. Heb je vragen over ons cryogenic equipment of de toepassing van onze koelbakken of andere cryogene toepassingen en systemen? Neem gerust contact met ons op of neem een kijkje tussen onze producten en projecten voor meer informatie.
