Herausforderungen beim Wärmemanagement von Elektrofahrzeugbatterien

Da die Technologie voranschreitet und sich weiterentwickelt, ermöglichen uns die heutigen Wärmemanagementtechnologien, die Wärmeenergie in Elektrofahrzeugen effizienter zu nutzen und zu steuern.Das Temperaturmanagement zwischen Komponenten wie der Batterie, dem HVAC-System (Heizung, Lüftung und Klimaanlage), dem Elektromotor und dem Wechselrichter wird optimiert.Dies geschieht über das sogenannte Battery Thermal Management System (BTMS).

Heutzutage werden die meisten Batterien mit Flüssigkeitskühlung gekühlt, also mit einem Kühlplatte für Batterieflüssigkeit, weil die Flüssigkeit Kühlplatte ermöglicht eine bessere Temperaturkontrolle.Flüssigkeiten sind bessere Wärmeleiter als Luft – um genau zu sein hunderte Male besser –, was beim Temperaturmanagement hilft.

Da die Herstellung von Batterien zu Beginn der EV-Revolution viel teurer war, taten die Hersteller alles, um die Produktionskosten zu minimieren und so die passive Luftkühlung attraktiver zu machen.Doch im Laufe des letzten Jahrzehnts sind die Batteriekosten gesunken und das Schnellladen mit seinem höheren Kühlbedarf erfreut sich immer größerer Beliebtheit.Infolgedessen ist die passive Luftkühlungstechnologie immer seltener geworden.

Warum Batterien von Elektrofahrzeugen Kühlung benötigen

EV-Batterien haben einen bestimmten Betriebsbereich entscheidend für die Akkulaufzeit und Leistung.Sie sind für den Betrieb bei Umgebungstemperaturen zwischen 20 °C und 25 °C ausgelegt.Eine bessere Kontrolle der Batterietemperatur kann ihre Leistung und Lebensdauer verbessern.

Im Betrieb halten sie Temperaturen zwischen -30 °C und 50 °C stand.

Während des Ladevorgangs können sie Temperaturen zwischen 0 °C und 50 °C standhalten.

Batterien erzeugen im Betrieb Wärme und müssen daher innerhalb des Betriebsbereichs liegen.Bei hohen Temperaturen (zwischen 158 °F und 212 °F oder zwischen 70 °C und 100 °C) kann es zu einem thermischen Durchgehen kommen, was zu einer Kettenreaktion führt, die den Akku zerstört.

Beim Schnellladen muss der Akku gekühlt werden.Dies liegt daran, dass der in die Batterie eintretende hohe Strom überschüssige Wärme erzeugt, die abgeführt werden muss, um eine hohe Laderate aufrechtzuerhalten und die Batterie nicht zu überhitzen.

Manchmal müssen sie auch erhitzt werden oder die Leistung verbessern, wenn die Temperatur zu niedrig ist.Beispielsweise können Akkus nicht bei Temperaturen unter 0 °C geladen werden.Oder Unternehmen wie Tesla bieten bei einigen Modellen eine Batterievorwärmung an, um eine hohe Leistung zu erzielen und in weniger als 2 Sekunden von 0 Meilen pro Stunde auf 60 Meilen pro Stunde zu beschleunigen.

Herausforderungen beim Wärmemanagement

Die häufigsten Herausforderungen beim Wärmemanagement von Batterien für Elektrofahrzeuge sind Leckage, Korrosion, Verstopfung, Witterungseinflüsse und Alterung.Wie Sie sehen werden, stellen Flüssigkeitskühlsysteme Herausforderungen dar, die bei Luftkühlsystemen nicht bestehen.

Leckagen treten nur bei Flüssigkeitskühlsystemen auf und deren Rohrverbindungen weisen eine auf Mit zunehmendem Alter der Batterien besteht die Gefahr eines Auslaufens.Jegliche Undichtigkeiten verschlechtern schnell die Leistung und Lebensdauer der Batterie.Sie können sogar dazu führen, dass das Elektrofahrzeug nicht mehr funktioniert, wenn Feuchtigkeit die elektrische Isolierung der Batterie angreift.Batteriemodule, Verbindungen, Pumpen und Ventile müssen alle intakt bleiben.

Korrosion kann nur in Flüssigkeitskühlsystemen auftreten, deren Kühlplatten mit zunehmender Alterung des flüssigen Glykols korrodieren.Daher muss im Rahmen der Fahrzeugwartung das Kühlmittel ausgetauscht werden.

In Hunderten von kleinen Kanälen, in denen Flüssigkeit durch die Batterie fließt, besteht die Gefahr einer Verstopfung.

Das globale Klima stellt Batterien vor unterschiedliche thermische Herausforderungen.Beispiele hierfür sind das längere Stehenlassen des Autos in der heißen Sonne oder das Leben an Orten mit niedrigen Wintertemperaturen.Batterien müssen stets einem breiten Temperaturbereich standhalten.Das Batteriekühlsystem muss auch dann aktiviert sein, wenn das Fahrzeug nicht genutzt wird.

Alterung führt zu Problemen beim Wärmemanagement, die eingeplant werden müssen.Mit zunehmender Alterung der Batterie geht der Großteil der Energie als Wärme verloren.Wärmemanagementsysteme müssen für diese härteren Bedingungen entwickelt werden, die später im Batterieleben auftreten, und nicht nur für die typischen Bedingungen der ersten Jahre.

Elektrofahrzeuge sind ein Trend der Zukunft, und mit der Weiterentwicklung der Technologie von Elektrofahrzeugen werden sich auch weiterhin neue Herausforderungen für das Wärmemanagement ihrer Batterien und anderer Komponenten ergeben.Als professioneller Anbieter von Kühllösungen für ElektrofahrzeugeWinshare wird mit dem Markt Schritt halten und seinen Kunden die fortschrittlichsten und effektivsten Kühlplatten-Thermolösungen bieten.