Thermomanagement für sicheres und effizientes Schnellladen von E-Auto-Batterien

Thermomanagement für sicheres und effizientes Schnellladen von E-Auto-Batterien

Das Interesse an Elektrofahrzeugen (EV) nimmt zu. Eine ständige Herausforderung ist jedoch immernoch die Verfügbarkeit von Schnellladestationen für den Einsatz unterwegs. Um die Ladezeit zu verkürzen, muss die Ladeleistung gesteigert werden. Als Folge davon, steigt die thermische Belastung elektrischer Bauteile in Schnellladestationen deutlich an. Um die Wärme effizient abzuführen und ein schnelles Laden zu ermöglichen, ist ein kontrolliertes Wärmemanagement mit Flüssigkeitskühlung erforderlich.


In der Regel werden Elektronik und Flüssigkeiten nicht miteinander in Kontakt gebracht, aber die zunehmende Leistungsabgabe und Schaltungsdichte in elektronischen Systemen hat modernere und effektivere Methoden zur Wärmeableitung erforderlich gemacht.

Heute gibt es hauptsächlich zwei Herausforderungen, wenn es um die Leistung von aufladbaren Elektrofahrzeugen geht. Erstens, die Verfügbarkeit von Ladestationen unterwegs. Meistens werden Elektrofahrzeuge zu Hause oder am Arbeitsplatz aufgeladen, aber sobald man sich außerhalb dieser Gebiete befindet, ist es um einiges schwieriger eine Schnellladestation zu finden.

Die zweite Herausforderung ist die Ladegeschwindigkeit: Eine typische 22 kW Wechselstrom-Ladesäule liefert in 120 Minuten genug Ladung, um eine zusätzliche Reichweite von 200 km zu erzielen (laut Automotive Power). Um die Ladezeit für 200 km Reichweite auf nur 16 Minuten zu reduzieren, ist eine 150 kW Gleichstrom-Ladestation erforderlich. Bei diesem Leistungsniveau und zur Vermeidung von Überhitzung ist ein effektives und verbessertes Wärmemanagement erforderlich, da die Temperatur während einer 10-minütigen Schnellladung auf über 270°C ansteigen kann, so ein Bericht des US-Energieministeriums.

Flüssigkeitskühlung reduziert die Ladezeit


Ursprünglich war die Luftkühlung die bevorzugte Lösung; aber durch die schnell voranschreitende Entwicklung hat sich die Flüssigkeitskühlung als die effektivste erwiesen, da luftgekühlte Ladesysteme langsamer aufladen. Die Wärmekapazität von Wasser ist außerdem 3.500 Mal effizienter als die gleiche Luftmenge und bis zu 10 Mal effektiver bei der Ableitung von Wärme. Darüber hinaus ermöglicht die Flüssigkühlung die Arbeit mit vorgefüllten Systemen, was die Wartung erleichtert, notwendige Auswechselungen erleichtert, eine schnelle Erstinstallation zulässt und Upgrades beschleunigt. Flüssigkeitskühlung wird in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt. Dazu gehören temperaturgeregelte Batterien, Wechselrichter, Ladekabel für E-Motoren und Leistungselektronik von Ladestationen.

Schnellkupplungen als wesentliche Komponente in Flüssigkühlsystemen


In einem Bereich, in dem Betriebszeit und Zuverlässigkeit der Schlüssel zum Erfolg sind, ist die Verwendung hochwertiger Komponenten von großer Bedeutung. Genauso wie Überhitzungen, sind Leckagen in einem elektronischen System eine häufige Sorge im Falle eines Unfalls. Die Verwendung von Schnellkupplungen, die auf langfristige Zuverlässigkeit mit hohem Durchfluss und geringem Druckabfall ausgelegt sind, minimiert diese Risiken.

Die Serie ultraFLOW von CEJN ist eine flachdichtende Flüssigkupplungs-Serie, die einen hohen Durchfluss bei niedrigem Druckabfall ermöglicht und zudem tropffrei ist. Die Verwendung einer tropffreien Kupplung wie der ultraFLOW verlängert die Lebensdauer der Hardware und hält die Betriebskosten niedrig.

 

Verfasst von:

Mats Ahnheim
Produkt Manager Fluide


 

Wussten Sie, dass…

  • Norwegen, als 5 Millionen Einwohner Land, das Land mit den meisten Elektroautos und Ladesäulen pro Kopf ist? Derzeit fahren dort 230,000 Elektrofahrzeuge.
  • Laden auf Stufe 1 bei 120V sechs bis zehn Stunden dauert, Laden auf Stufe 2 bei 204-240V ein bis drei Stunden dauert und Schnellladen unter Wechselstrom bei 480V nur 30 Minuten dauert?

Quelle: https://cities-today.com/fast-facts-electric-vehicle-charging/

Schnellkupplungen:
Eine kritische Komponente im Thermomanagement

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