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Antriebstechnik für führende Marken
Die Hochspannungs-Schnellladung ist eine Technologie, die vor allem in Elektrofahrzeugen und einigen mobilen Geräten eingesetzt wird. Dabei wird die Spannung über das herkömmliche Niveau hinaus erhöht, wodurch die Batterie schneller mit Energie versorgt wird. Dadurch wird die Ladezeit erheblich verkürzt und die Effizienz des Geräts erhöht. Allerdings unterstützen nicht alle Geräte diese Technologie, und die Verwendung mit nicht kompatiblen Geräten kann zu Überhitzung und Schäden führen. Vor dem Einsatz von Hochspannungs-Schnellladegeräten ist es wichtig, die Kompatibilität sicherzustellen.
Die Nachfrage nach effizienten Ladelösungen wächst mit der Zunahme des Besitzes von Fahrzeugen mit neuer Energie. Das Hochspannungsschnellladen, das als künftige Mainstream-Methode angesehen wird, trägt diesem Bedarf Rechnung. Bis 2025 wird die weltweite Verbreitung von 800V-Modellen voraussichtlich 13% erreichen. Diese Plattform umfasst mehrere Segmente, darunter Fahrzeuge, Ladesäulen und Batterien, und zielt darauf ab, die Ladeeffizienz zu verbessern und die neue Energiefahrzeugtechnologie voranzutreiben.
Das Hochspannungs-Schnellladen (HVFC) spielt eine transformative Rolle bei Elektrofahrzeugen, stellt aber auch eine große Herausforderung dar - die Wärmeentwicklung. Während des Schnellladens erzeugen die Batteriezellen viel Wärme, die effizient abgeleitet werden muss, um einen sicheren und stabilen Ladevorgang zu gewährleisten. Dies erfordert ein Kühlsystem auf der Ebene des PACK.
Für das Wärmemanagement von Batterien werden drei gängige Kühlmethoden verwendet. Die Luftkühlung ist die einfachste und kosteneffektivste Methode, bei der natürliche oder lüfterunterstützte Niedrigtemperaturluft zur Wärmeabfuhr von den Batteriezellen verwendet wird. Aufgrund der geringen Effizienz des Wärmeaustauschs und der schlechten Temperaturgleichmäßigkeit wird sie jedoch in der Regel in frühen Elektro-Pkw und A00-Modellen eingesetzt.
Die zweite Methode ist die Kühlplatten-Kühlverfahrenbei dem eine Kühlplatte am Boden oder an der Seite der Batteriezelle angebracht ist. Die Platte verwendet eine Flüssigkeit oder ein Kältemittel, um die Wärme abzuführen. Diese Methode ist zwar offensichtlich schneller und effektiver als die Luftkühlung, aber auch komplexer und kostspieliger. Sie ist derzeit die bevorzugte Lösung für die meisten autonomen Fahrzeuge, Joint Ventures und Fahrzeuge der Marke Tesla.
Bei der Flüssigkeitskühlung schließlich, die sich noch in der Forschungsphase befindet und noch nicht in Serienmodellen eingesetzt wird, wird die Batterie in eine Kühlflüssigkeit getaucht. Diese Methode erfordert eine hohe Systemisolierung, um Kurzschlüsse zu vermeiden.
Kurzum, die Flüssigkeitskühlung wird zu einer wichtigen Lösung. Im Gegensatz zu luftgekühlten Modulen, bei denen Luft eindringen kann und die Adsorption von Staub, Salzsprühnebel und Wasserdampf die Lebensdauer der Ladesäule verkürzen kann, verfügen flüssigkeitsgekühlte Module über eine vollständige geschlossene Ausführung. Diese Isolierung von der äußeren Umgebung erhöht die Lebensdauer der Komponenten. Darüber hinaus werden durch die Flüssigkeitskühlung die Betriebsgeräusche erheblich reduziert. Anstatt mehrere Hochgeschwindigkeitslüfter zu verwenden, nutzen flüssigkeitsgekühlte Systeme die Flüssigkeitszirkulation, um die Wärme an einen Kühlkörper zu übertragen, wo sie dann von einem großen, langsam laufenden Lüfter abgeführt wird. Infolgedessen sind flüssigkeitsgekühlte Systeme wesentlich leiser im Betrieb, was sie zu einer praktischeren und effizienteren Wahl für Hochspannungs-Schnellladungen macht.
Die Kombination von Hochspannungs-Schnellladung (HVFC) mit flüssigkeitsgekühlten Paneelen kann die Effizienz der Aufladung von Elektrofahrzeugen erheblich verbessern. Nun wollen wir herausfinden, wie es mit flüssigkeitsgekühlten Paneelen im Fahrzeug, im Ladekabel bzw. in der Ladesäule kombiniert werden kann.
Im Inneren des Fahrzeugs:
Elektrofahrzeuge (EVs) erzeugen während des Betriebs und des Ladevorgangs eine beträchtliche Menge an Wärme, insbesondere unter Hochspannungs-Schnellladebedingungen. Um die Sicherheit und Leistung des Akkupakets zu gewährleisten, muss diese Wärme effektiv abgeleitet werden. Flüssigkühlplatten sind eine fortschrittliche Wärmemanagementtechnologie, die für eine effiziente Wärmeableitung in Elektrofahrzeugen weit verbreitet ist.
In Elektrofahrzeugbatterien sind die Flüssigkeits-Kühlplatten in der Regel an der Unterseite oder an der Seite der Batterie angebracht. Maßgeschneiderte Flüssigkühlplatten kann an spezifische Batteriekonfigurationen angepasst werden und gewährleistet eine optimale Kühlung. Die flüssigkeitsgekühlte Platte nimmt die von der Batterie erzeugte Wärme auf und führt sie durch die Zirkulation der inneren Kühlflüssigkeit ab. Die Schritte sind wie folgt:
Kühlmittelkreislauf: Das Kühlmittel (z. B. Wasser oder Glykolgemisch) wird in der Flüssigkeitskühlplatte zirkuliert. Die Kühlflüssigkeit wird mit Hilfe eines Pumpensystems durch das Batteriepaket zirkuliert, um die von der Batterie erzeugte Wärme zu absorbieren.
Wärmeabsorption: Wenn die Batterie geladen oder entladen wird, wird die erzeugte Wärme von der Flüssigkeitskühlplatte durch Wärmeübertragung absorbiert. Da die Flüssigkeitskühlplatte eine große Kontaktfläche mit der Batteriezelle hat, ist die Wärmeübertragungseffizienz sehr hoch.
Wärmeableitung: Das wärmeaufnehmende Kühlmittel wird durch das Zirkulationssystem zur Kühleinrichtung (z. B. Kühler) transportiert, um die Wärme an die äußere Umgebung abzugeben, und die abgekühlte Flüssigkeit wird dann in die Flüssigkeitskühlplatte zurückgeführt, um einen Kreislauf zu bilden.
Ladekabel:
Die Hochspannungs-Schnellladung hat den Bedarf an flüssigkeitsgekühlten Ladekabeln stark erhöht. Herkömmliche Ladekabel erzeugen bei steigendem Strom viel Wärme, zumal die erzeugte Wärme proportional zum Quadrat des Stroms ist. Dies führt zu einem raschen Temperaturanstieg, der die elektronischen Bauteile beschädigen kann und ein Sicherheitsrisiko darstellt. Um dieses Problem zu entschärfen, verwenden wir flüssigkeitsgekühlte Ladekabel. Hier ist eine detaillierte Aufschlüsselung:
Flüssigkeitsgekühlte Ladekabel können höhere Ströme verarbeiten, ohne zu überhitzen, und verbessern so die Sicherheit, Effizienz und Benutzerfreundlichkeit.
Aufladestapel:
Ladesäulen sind entscheidend für die Unterstützung von Hochspannungs-Schnellladungen. Die Integration von Flüssigkeitskühlplatten in diese Stationen gewährleistet ein optimales Temperaturmanagement:
XD THERMAL ist auf Lösungen für die Flüssigkeitskühlung von Batteriepacks spezialisiert und bietet maßgeschneiderte Dienstleistungen für konkrete Anwendungsszenarien. Ihr Fachwissen deckt verschiedene Sektoren ab, einschließlich industrieller und kommerzieller optischer Speichersysteme, EV-Flüssigkeitskühlung für Ladesäulen, BIPV HOME für Kraftwerke und vieles mehr. Durch den Einsatz der fortschrittlichen Batterie-Flüssigkeitskühlungstechnologie von XD THERMAL profitieren diese Anwendungen von einem verbesserten Wärmemanagement, das die Gesamteffizienz und Zuverlässigkeit erhöht.
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Die Hochspannungs-Schnellladung (HVFC) hat den Ladevorgang für Elektrofahrzeuge revolutioniert, indem sie den Zeitaufwand erheblich reduziert und den Komfort erhöht hat. Die bei der HVFC entstehende übermäßige Hitze stellt jedoch eine Herausforderung dar. Flüssigkeitskühlsysteme bieten die beste Lösung und sorgen für Sicherheit, Stabilität und eine verlängerte Lebensdauer der Ladegeräte. Durch die Integration von Flüssigkeitskühlung in alle Komponenten des Ladevorgangs, von den Kabeln bis zu den Ladesäulen, erreichen wir ein hervorragendes Wärmemanagement, niedrigere Wartungskosten und eine verbesserte Benutzererfahrung.
Ich arbeite seit über 5 Jahren im Bereich des Wärmemanagements von Batterien und habe viele internationale Projekte betreut. Wenn Sie sich für Produkte oder Dienstleistungen zur Flüssigkeitskühlung von Batterien interessieren, können Sie mir gerne Fragen stellen!
