Thermisch beheer voor veilig en efficiënt snel opladen van e-autoaccu's

De belangstelling voor elektrische voertuigen (EV) neemt toe. Een constante uitdaging is echter nog steeds de beschikbaarheid van snellaadstations voor gebruik op de weg. Om de laadtijd te verkorten, moet de laadcapaciteit worden verhoogd. Hierdoor neemt de thermische belasting van elektrische componenten in snellaadstations aanzienlijk toe. Om de warmte efficiënt af te voeren en snel te kunnen laden, is een gecontroleerd thermisch beheer met vloeistofkoeling nodig.

Meestal worden elektronica en vloeistoffen niet met elkaar in contact gebracht, maar de toenemende vermogensafgifte en kringloopdichtheid in elektronische systemen heeft modernere en effectievere methoden van warmteafvoer noodzakelijk gemaakt.

Vandaag de dag zijn er twee belangrijke uitdagingen als het gaat om de prestaties van oplaadbare elektrische voertuigen. Ten eerste de beschikbaarheid van oplaadpunten op de weg. Meestal worden elektrische voertuigen thuis of op het werk opgeladen, maar eenmaal buiten deze gebieden is het veel moeilijker om een snellaadstation te vinden.

De tweede uitdaging is de snelheid van het laden: een typisch 22 kW AC laadstation levert voldoende lading in 120 minuten om een extra bereik van 200 km te bereiken (volgens Automotive Power). Om de laadtijd terug te brengen tot slechts 16 minuten voor een afstand van 200 km is een 150 kW DC laadstation nodig. Op dit vermogensniveau en om oververhitting te voorkomen, is een effectief en verbeterd thermisch beheer nodig, aangezien de temperatuur tijdens een 10 minuten durende snellading boven de 270°C kan stijgen, volgens een rapport van het  Amerikaanse Ministerie van Energie.

Vloeistofkoeling verkort de laadtijd

Oorspronkelijk had luchtkoeling de voorkeur, maar door de snelle ontwikkeling is vloeibare koeling het meest effectief gebleken, omdat luchtgekoelde laadsystemen langzamer laden. De warmtecapaciteit van water is ook 3.500 keer efficiënter dan dezelfde hoeveelheid lucht en tot 10 keer efficiënter in het afvoeren van warmte. Bovendien maakt vloeistofkoeling het gebruik van voorgevulde systemen mogelijk, wat het onderhoud vergemakkelijkt, noodzakelijke vervangingen vergemakkelijkt, een snelle eerste installatie mogelijk maakt en upgrades versnelt. Vloeistofkoeling wordt in vele toepassingen gebruikt. Dit zijn onder andere temperatuurgestuurde accu's, omvormers, laadkabels voor elektromotoren en vermogenselektronica van laadstations.

Snelkoppelingen als essentiële onderdelen in vloeistofkoelsystemen

In een gebied waar uptime en betrouwbaarheid de sleutel tot succes zijn, is het gebruik van hoogwaardige componenten van groot belang. Net als oververhitting is lekkage in een elektronisch systeem een gemeenschappelijke zorg bij een ongeval. Het gebruik van snelkoppelingen, die een belangrijk onderdeel vormen van een vloeistofkoelsysteem dat is ontworpen voor langdurige betrouwbaarheid met een hoog debiet en een laag drukverlies, beperkt deze risico's tot een minimum.

CEJN ultraFLOW, serie vloeistofkoppelingen met een vlak oppervlak, garandeert een lekvrije, hoge doorstroming en lage drukval. Het gebruik van een niet-druppelende koppeling zoals ultraFLOW, ontworpen voor schone aansluiting en ontkoppeling, verlengt de levensduur van de hardware en houdt de bedrijfskosten laag.

 

Door:

Mats Ahnheim
Productmanager vloeistoffen

---