Stabile Netze brauchen kühle Elektronik mit möglichst wenig Wartung

In der Stromversorgung stößt Luftkühlung typischerweise oberhalb von etwa 5 bis 10 W/cm² Wärmestromdichte an ihre Grenze. Entscheidend ist dabei nicht die absolute Leistung, sondern die Fläche, über die sie abgeführt werden muss. Ein IGBT-Modul mit 3 kW Verlustleistung auf großer Grundplatte ist luftgekühlt beherrschbar; dieselben 3 kW auf einem SiC-Modul mit einem Viertel der Fläche sind es nicht. Die zweite Grenze ist der Bauraum: Ein Luftkühler braucht Rippenhöhe und Luftvolumen, eine Kühlplatte nicht. Praktischer Anhaltspunkt aus Kundenprojekten: Ab etwa 2 kW je Baugruppe oder bei geforderten Kühlkörper-Temperaturen unter 60 °C bei 40 °C Umgebung wird Flüssigkühlung meist die einfachere Lösung. Umgekehrt gilt: Solange Luft reicht, ist Luft günstiger und wartungsfreier, und dann lohnt der Wechsel auf Flüssigkeit nicht.

Ein vorgegebener Wärmewiderstand wird über drei Größen erreicht: die innere Struktur der Kühlplatte, den Volumenstrom und die Position der Wärmequellen. Für Vorgaben im Bereich 0,02 K/W bei mehreren Wärmequellen führt in der Regel kein Rohrkühler zum Ziel, sondern eine innenstrukturierte Platte, bei der der Kanal direkt unter der Quelle liegt. Wichtig für die Anfrage: Rth ist ohne Angabe von Volumenstrom, Eintrittstemperatur und Bezugsfläche nicht überprüfbar. Dieselbe Platte erreicht bei 8 l/min einen deutlich besseren Wert als bei 2 l/min. Wir rechnen die Auslegung per Thermosimulation und geben den erreichten Wert mit den zugehörigen Randbedingungen an. Grenze: Unterhalb bestimmter Werte steigt der Druckverlust so stark, dass die Pumpe zum Kostentreiber wird. Auch das prüfen wir mit.

Ein Kühlkörper kann auf Potenzial liegen. In der Leistungselektronik ist das ein regelmäßiger Fall, und er beeinflusst vor allem die Wahl des Kühlmediums und der Anschlüsse. Bei Kühlern auf Potenzial arbeitet man mit isolierenden Schlauchstrecken definierter Länge, deionisiertem Wasser oder isolierenden Zwischenlagen; die Abstände richten sich nach der Isolationskoordination (DIN EN 60664-1, im Bahnbereich EN 50124). Für Teilentladungsprüfungen im Bereich einiger Kilovolt sind Kantenverrundung und Oberflächenqualität mitentscheidend, weil Feldspitzen an Graten entstehen. COOLTEC fertigt und prüft die mechanische Seite; die Isolationsauslegung und die Teilentladungsprüfung des Gesamtaufbaus liegt beim Systemhersteller, weil sie vom kompletten Umfeld abhängt. Wir liefern dafür Zeichnungsangaben zu Verrundungen und Oberflächen und stimmen die Anschlussgeometrie darauf ab.

Der Übergang zwischen Modul und Kühlplatte ist bei guter Auslegung der größte einzelne Widerstand im gesamten Pfad, nicht die Kühlplatte selbst. Entscheidend sind Planheit der Anschraubfläche, Oberflächenrauheit und ein gleichmäßiges Anzugsmuster der Schrauben. Für Leistungsmodule fertigen wir die Kontaktfläche planbearbeitet mit einer Ebenheit von 0,05 mm über die Modulfläche und geben die erreichten Werte in der Zeichnung an. Wärmeleitpaste oder Folie kompensiert nur Restunebenheit; eine dicke Pastenschicht verschlechtert den Übergang, statt ihn zu verbessern. Grenze: Bei sehr großen Modulflächen begrenzt der Verzug des Moduls selbst das Ergebnis. Eine noch bessere Planheit der Platte bringt dann nichts mehr, und man arbeitet über Schraubenbild und Anpresskraft.

Einzelstücke und Kleinserien sind bei uns der Normalfall: Ein großer Teil unserer Anfragen beginnt mit 1 bis 10 Stück, oft als Prototyp vor einer Serienentscheidung. Bei kundenspezifischen Kühlplatten gibt es keine Mindestmenge im klassischen Sinne. Der Stückpreis sinkt mit der Menge, weil Rüst- und Programmieraufwand sich verteilen. Anders ist es bei einem eigenen Strangpressprofil: Dort fällt ein Werkzeug an, das sich erst ab einer bestimmten Jahresmenge rechnet; bis dahin arbeitet man mit einem bestehenden Profil aus der Profildatenbank und passt es mechanisch an. Grenze: Bei Einzelstücken dominiert der Einrichtaufwand den Preis so stark, dass der Stückpreis nicht mit einer Serienkalkulation vergleichbar ist. Dahinter steckt keine Preispolitik, sondern Rüstzeit.

COOLTEC ist nach DIN EN ISO 9001:2015 zertifiziert (TÜV Thüringen), Geltungsbereich: Entwicklung, Produktion und Vertrieb von Kühlkörpern und Coldplates sowie Zubehör für die Elektronikindustrie. Für branchenspezifische Anforderungen, etwa Brandverhalten im Schienenfahrzeug oder Werkstoffnachweise in der Luftfahrt, erbringen wir Nachweise über Werkstoff- und Prüfzeugnisse der Vorlieferanten sowie eigene Prüfprotokolle, nicht über eine eigene Systemzertifizierung nach der jeweiligen Branchennorm. Konkret heißt das: Wir liefern Werkstoffzeugnisse, Dichtheits- und Druckprüfprotokolle und Maßprotokolle, und wir kennen die Anforderungen der jeweiligen Norm. Die Konformitätserklärung für das Endprodukt erstellt der Systemhersteller. Wenn du eine bestimmte Zertifizierung als Lieferantenanforderung hast, sag uns das früh. Dann klären wir vor dem Angebot, ob wir sie erfüllen können.

Wir starten mit deinem Lastfall: Verlustleistung, Verteilung über die Fläche, zulässige Bauteiltemperatur, Vorlauftemperatur, Volumenstrom und Bauraum. Daraus ergibt sich das Rth-Budget, das wir in der Thermosimulation gegen Varianten der Kanalführung prüfen, bevor die Konstruktion beginnt.

Wir rechnen mit dem Lastprofil statt mit dem Datenblattmaximum und planen Reserve für Verschmutzung und Alterung des Kreislaufs ein. Zusätzlich betrachten wir die Lastwechselfestigkeit, denn sie entscheidet über die Lebensdauer der Fügestellen.

Wir verarbeiten Kupfer, Kupfernickel, Edelstahl und Aluminium. Die Wahl folgt drei Kriterien: Wärmeleitfähigkeit, Medienkompatibilität und mechanische Anforderung. Häufig kombinieren wir beides: leitfähiges Material an der Wärmequelle, beständiges Material am Medium.

Standard ist die Druckprüfung jedes Bauteils; für anspruchsvolle Anwendungen prüfen wir zusätzlich mit Helium-Lecktest und dokumentieren die Leckrate pro Teil. Die Zielleckrate legen wir vor der Konstruktion fest.

Wir fertigen vom 30 mm kurzen Mikrokanalkühler bis zur 3 m (30.000 mm) langen Kühlplatte und bis hin zum komplett gekühlten Präzisionsgroßbauteil. Was geht, entscheidet nicht die Größe allein, sondern Werkstoff, Bauweise und Toleranz: Nenn uns deine Abmessungen, wir sagen dir, in welcher Bauweise wir sie fertigen.

Ja. Bauteillängen bis rund 3 m und großflächige Cold Plates gehören zu unserem Standardspektrum.

Die häufigste Ursache ist die Werkstoffpaarung, nicht das Bauteil selbst. Wir stimmen Werkstoff, Medium und Inhibitor gemeinsam ab; bei gemischten Installationen empfehlen wir getrennte Kreisläufe.

Muster in rund 6-8 Wochen Standardlieferzeit, per Express in 2-4 Wochen. Für die Serie fertigen wir hochautomatisiert in Deutschland; kostensensible Standardteile kommen aus unseren Joint Ventures in Asien.

Ja, das ist für uns der Normalfall. Wir zeichnen deine Geheimhaltungsvereinbarung oder stellen unsere. Kundenprojekte und Anwendungsdetails geben wir grundsätzlich nicht weiter.