Kühlsysteme für Hochleistungstraktionsbatterien für den Schnelllademodus

Die Kühlung von Lithium-Ionen-Batterien gilt als Schlüssel zukünftiger Elektrofahrzeuge. Wegen der außerordentlichen Temperaturempfindlichkeit von Lithium-Ionen-Batterien sollte, zur Gewährleistung der maximalen Lebensdauer, in allen Betriebszuständen, die maximale Zelltemperatur unter 40 Grad Celsius gehalten werden.

Die Möglichkeit der Schnellladung kompensiert die geringe Reichweite momentan erhältlicher Elektrofahrzeuge. Der dafür erforderliche hohe Ladestrom führt allerdings zu einer starken Erwärmung und nimmt damit direkten Einfluss auf die Lebensdauer der Zelle.

Aufnahmen von Wärmebildkameras zeigen, dass sich die während des Ladevorgangs entstehende Wärme nicht homogen über die Zelle verteilt. Grund für die Erwärmung sind der Ohmsche Innenwiderstand, die Polarisationsüberspannung sowie reversible Effekte.

Wegen der Gefahr eines Kurzschlusses ist die Einbringung von Messfühlern in die Zelle nicht möglich. Um die Erwärmung exakt nachvollziehen zu können und etwaig entstehende „Hot Spots“ aufspüren zu können, soll die Zelle mittels ANSYS modelliert werden.

Die daraus resultierenden Erkenntnisse sollen sowohl die Auslegung als auch die Optimierung eines Kühlsystems ermöglichen.

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