Thermisches Management für wiederaufladbare Li-Ionen-Batterien
Wärmemanagement für wiederaufladbare Li-Ionen-Akkus
Das rasante Wachstum des Marktes für Elektrofahrzeuge (wie Elektroautos, Elektrobusse und Elektro-Lkw) führt zu immer höheren Anforderungen an die Effizienz und Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batteriesystemen.
Die Akzeptanz wird nur dann deutlich steigen, wenn die Reichweite der Fahrzeuge deutlich zunimmt.
Die Leistung von Lithium-Ionen-Akkus hängt stark von der korrekten Einhaltung der Zelltemperatur ab. Daher ist ein effektives Wärmemanagementsystem entscheidend, um die maximale Leistung beim Betrieb unter einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen zu erzielen.
Primäre Einflussfaktoren für Batterie-Thermomanagementsysteme
Im Zentrum eines geeigneten Batterie-Thermomanagements stehen vier primäre Einflussfaktoren:
- Kühlung
- Heizung
- Isolierung
- Belüftung
Diese vier Hauptfaktoren maximieren, wenn sie richtig kombiniert werden, die Sicherheit der Batterie, die Lebenserwartung, die verfügbare Leistung und die Kapazität.
Kühlung der wiederaufladbaren Li-Ionen-Akkus
Aufgrund der inhärenten Ineffizienzen von Lithium-Ionen-Batteriesystemen erzeugen die Zellen der Batterien Wärme, wenn sie Energie freisetzen. Aus Sicherheits- und Leistungsgründen muss diese Wärme aus dem System abgeleitet werden, um eine Überhitzung zu vermeiden, die die Zellen beschädigen kann.
Die Dr. Dietrich Müller GmbH liefert hier verschiedene vorgefertigte Lösungen, die im Artikel 8 vorgefertigte Thermomanagement-Lösungen erläutert werden. Gap Filler , Wärmeleitfolien und Gap Pads sind hier bevorzugte Lösungen.
Erwärmung der wiederaufladbaren Li-Ionen-Akkus
Fällt die Zelltemperatur dagegen unter die gewünschte Temperaturgrenze, wird die Leistung ebenfalls beeinträchtigt und die Zellen benötigen eine zusätzliche Wärmequelle.
Die Dr. Dietrich Müller GmbH liefert 4 verschiedene Heizsysteme, mit denen die gewünschte und benötigte Heizleistung erreicht werden kann.
Die vier Heizsysteme für die wiederaufladbaren Li-Ionen-Batterien sind wie folgt:
1. Wire Heaters – Drahtheizung
2. PTC Heaters – PTC-Heizung
3. Polyimidfilm based Heaters – Polyimidfolien-Heizungen
4. High-performance paper based heaters – Hochtemperatur-Papier-Heizungen
Isolierung der wiederaufladbaren Li-Ionen-Akkus
Die Verwendung geeigneter Isoliermaterialien trägt dazu bei, Temperaturschwankungen innerhalb des Akkupacks zu reduzieren, wenn dieser extremen Wetterbedingungen ausgesetzt ist.
Es reduziert auch die Energie, die erforderlich ist, um eine konstante und wünschenswerte Innentemperatur aufrechtzuerhalten, die für eine optimale Batterieleistung erforderlich ist.
Die Materialien zur Wärmedämmung von Batterien können folgende Funktionen erfüllen:
- Wärmedämmung der wiederaufladbaren Li-Ionen-Akkus
- UL94 V0 – Brandschutz
- Elektrische Isolierung
- Komprimierbarkeit
- Technische Sauberkeit
- Berstschutz
Belüftung der wiederaufladbaren Li-Ionen-Akkus
Ein durchdachtes Belüftungssystem dient zwei Funktionen, der Absaugung gefährlicher Gase innerhalb des Batteriesystems und der Unterstützung des Kühlsystems. Ein Belüftungssystem kann jedoch auch die Erwärmung und Isolierung der Batterie untergraben, wenn es nicht richtig ausgelegt ist.
Bei den Materialien der Dr. Dietrich Müller GmbH zur Belüftung der wiederaufladbaren Li-Ionen-Akkus werden durchlässige Membranmaterialien verwendet, die in unterschiedliche Konturen gebracht werden.
Wir stellen auch Membranen her, die einen eingebauten Rahmen beinhalten. Die Membranen werden oft aus PTFE-Folie gefertigt.
