Thomas Heckenberger

Thermomanagement von Lithium-Ionen-Batterien

Mit zunehmender Elektrifizierung des Antriebsstrangs entwickelt sich der elektrische Energiespeicher immer starker zur Schlusseltechnologie im Antriebs konzept. Wahrend heutige in Serie gefertigte Hybridfahrzeuge noch Nickel-Metallhydrid- Batterien einsetzen, erfordern stetig steigende Anforderungen den Technologiewechsel hin zur Lithium-Ionen-Batterie. Der erste seriengefertigte Hybrid-Pkw in Europa mit diesem neuesten Energiespeicher ist der S 400 Hybrid von Mercedes- Benz. Behr beschreibt die Kuhlung der Batterie. Der Zulieferer zeigt zudem auf, wie das Thermomanagement fur Batteriezellen prinzipiell zu gestalten ist, um die volle Leistungsfahigkeit und die geforderte Lebensdauer zu gewahr leisten.

Kühlung von Hochleistungsbatterien für Hybridfahrzeuge

Als Energiespeicher fur Hybrid-Fahrzeuge ist die Lithium-Ionen-Batterie die Technologie der Zukunft. Gegenuber den heute bei Hybridfahrzeugen eingesetzten Nickel-Metallhydrid-Batterien hat die Lithium-Ionen-Batterie Vorteile hinsichtlich Speicherdichte, Dynamik und Lebensdauer. Nachteilig ist ihre grosere thermische Empfindlichkeit, die erfordert, ein besonderes Augenmerk auf die Kuhlung zu legen. Drei Kuhlkonzepte werden in diesem Beitrag von Behr vorgestellt: Kuhlung durch Kaltemittel, durch einen Kuhlmittel-Sekundarkreislauf sowie durch Kaltluft. Ein reales Luft-Kuhlsystem wird analysiert und mit einem Kaltemittel-Kuhlsystem verglichen. Simulationsrechnungen zeigen die Leistungsfahigkeit des Kaltemittel-Kuhlsystems.

Thermomanagement of Li-ion batteries

With the increasing electrification of vehicle power trains, the electrical energy storage unit is assuming an ever stronger role as a key technology in the drive concept. While today’s series-produced hybrid vehicles still use nickel metal- hydrid batteries, ever-greater demands are necessitating a change in technology to the lithium-ion battery. The first series-produced hybrid passenger car in Europe with the newest energy storage system is the Mercedes-Benz S 400 Hybrid. Behr describes the cooling of the battery. The supplier also presents the nature of the thermal management of battery cells in general terms to ensure full efficiency and the lifetime required.

Cooling of high-performance batteries for hybrid vehicles

Lithium-ion technology is the battery technology of the future for the electric drive systems of hybrid vehicles. Compared with the nickel-metal hydride batteries used in hybrid vehicles today, lithium-ion batteries have the advantages of greater storage density, dynamic range, and service life. One drawback is their greater thermal sensitivity, which requires a special focus on cooling. Three cooling concepts are discussed in this article of Behr: cooling with refrigerant, a secondary coolant circuit, and cold air. A real air-cooling system is analyzed and compared with a refrigerantbased cooling system. The simulation calculations demonstrate the performance capability of the refrigerant cooling system.