Wärmemanagement: Schlüssel zur Optimierung von Lithiumbatterien

Das Wärmemanagement von Batterien ist ein entscheidender Faktor für die Gewährleistung der optimalen Leistung und Lebensdauer von Lithiumbatterien. Die Aufrechterhaltung einer angemessenen Temperatur ist unerlässlich, um eine Verschlechterung der Batterie zu verhindern und die Sicherheit der Batterie zu gewährleisten. Im Folgenden werden wir sehen, wie wichtig dies für Elektrofahrzeuge ist, die mit Lithiumbatterien betrieben werden.

Auswirkungen der Temperatur auf Lithiumbatterien

Das Wärmemanagement des Akkus ist für seinen ordnungsgemäßen Betrieb unerlässlich. Die Temperatur, bei der der Akku betrieben wird, ist entscheidend für seine Lebensdauer und Leistung, daher ist es wichtig, sie im richtigen Bereich zu halten. 

• Wenn die Temperatur zu niedrig ist, kann sich die Kapazität der Batterie verringern.
• Ist er zu hoch, kann er sich abnutzen und seine Lebensdauer verkürzen. 

Was ist die Lösung, um die beste Maschinenleistung bei allen Temperaturen und Umgebungsbedingungen zu gewährleisten, ohne die Lebensdauer der Batterien zu beeinträchtigen? Lithium-Ionen-Batterien mit fortschrittlichen Batteriemanagement (BMS). Darüber hinaus kann es in bestimmten Fällen sogar sinnvoll sein, über Heiz- und Kühlsysteme zu verfügen.

Bei NCPOWER haben wir das Wärmemanagement in unser Batteriesystem integriert, um eine optimale Batterieleistung unter extremen Bedingungen zu gewährleisten, ob bei Temperaturen von -30°C oder +45°C. 

Dies gewährleistet nicht nur die Effizienz und Lebensdauer der Lithiumbatterie, sondern schützt auch vor Schäden, die unter ungünstigen Bedingungen auftreten können.

Arten von Batterie-Heiz- und Kühlsystemen

Es gibt zwei verschiedene Methoden zur Implementierung von Batterieheizsystemen: 

• Mit Hilfe von elektrischen Widerständen, die an den Zellen angebracht sind 
• Durch einen Flüssigkeitskreislauf 

Andererseits gibt es drei verschiedene Methoden zur Umsetzung von Kühlsystemen: 

• Durch Zwangsbelüftung
• Luftgekühlt im Inneren der Packung
• Durch Flüssigkeitskühlung im Inneren der Packung

Die Wahl der besten Lösung hängt von der beabsichtigten Verwendung der Batterie, der Spannung des Batteriesatzes und dem Umfang der geplanten Massenproduktion ab.

Das Heizsystem in Lithiumbatterien

Das Heizsystem in Lithiumbatterien ist eine entscheidende Komponente für das Wärmemanagement von Lithiumbatterien. Es hält die optimale Betriebstemperatur der Batteriezellen aufrecht und verhindert, dass diese beschädigt werden oder an Kapazität verlieren. Kurz gesagt, es ist wichtig, um die Sicherheit und optimale Leistung der Batterie unter extremen Temperaturbedingungen zu gewährleisten. 

Bei NCPOWER setzen wir in den meisten unserer Lithium-Batterien für Elektro- und Hybridfahrzeuge ein Heizsystem ein. 

Lithiumbatterien können bei Temperaturen unter 0 °C nicht aufgeladen werden, und wenn sie bei niedrigeren Temperaturen gelagert werden, sinkt ihre Leistungsfähigkeit. Durch die Ausstattung der Batterie mit einem Heizsystem wird daher die Temperatur auf einem angemessenen Niveau gehalten, was eine konstante Leistung auch bei kalten Temperaturen gewährleistet. 

Darüber hinaus erhöht dieses System die Gesamtkosten der Batterie nicht wesentlich und ermöglicht den Einsatz des Fahrzeugs oder der Maschine bei jedem Wetter.

VORTEILE HEIZSYSTEM

→ Keine Abnahme der Batterieleistung
→ Steigerung der Gesamteffizienz des Fahrzeugs oder der Maschine
→ Das Fahrzeug oder die Maschine kann nach einem Stillstand bei niedrigen Temperaturen sofort wieder benutzt werden.
→ Geringe Auswirkungen auf die Gesamtkosten der Batterie

Das Kühlsystem in Lithiumbatterien

Die Entscheidung, ob ein Kühlsystem in eine Lithiumbatterie eingebaut werden soll oder nicht, kann eine kompliziertere Angelegenheit sein. Es kann die Endkosten der Batterie erheblich erhöhen und ist in einigen Fällen möglicherweise unnötig. Daher ist es wichtig, die betrieblichen Anforderungen der jeweiligen Anwendung zu bewerten, bevor man eine Entscheidung trifft.

Wenn die Batterie voraussichtlich nur für kurze Zeit verwendet wird und nicht mehrere Lade- und Entladezyklen an einem einzigen Tag durchläuft, ist ein Kühlsystem möglicherweise nicht erforderlich. Ein Beispiel wäre eine Kehrmaschine, die nur wenige Stunden am Tag in Betrieb ist. Wenn in diesem Fall die Batterie abkühlt, das Fahrzeug dann aber den Rest des Tages im Leerlauf bleibt, wäre das Kühlsystem nicht effektiv.

In welchen Fällen aber ist ein Kühlsystem für Lithiumbatterien sinnvoll? Für Hochleistungsanwendungen, bei denen die Belastung des Energiespeichers sehr hoch ist. Bei ständigem Laden und Entladen steigt die Innentemperatur erheblich an. Wenn unter diesen Bedingungen kein Kühlsystem eingesetzt wird, verkürzt sich die Lebensdauer der Batterie drastisch. Dies gilt zum Beispiel für Nutzfahrzeuge, die rund um die Uhr im Einsatz sind, insbesondere in heißen Klimazonen.

VORTEILE KÜHLSYSTEM

→ Perfekt für Hochleistungsanwendungen mit kurzen Lade- und Entladezeiten.
→ Geeignet für Fahrzeuge mit hoher Batterieladung

NACHTEILE DES KÜHLSYSTEMS

→ Die Kosten sind nicht zu vernachlässigen.
→ Unpraktisch für Anwendungen, die nur wenige Stunden pro Tag in Betrieb sind

Was ist die optimale Lösung für Ihr Fahrzeug?

Jede Anwendung hat ihre eigenen, einzigartigen Anforderungen. Es gibt keine einheitliche, optimale Lösung, die für alle Fahrzeuge in Bezug auf Heiz- und Kühlsysteme für Lithiumbatterien geeignet ist. 

Die Wahl der richtigen Lösung hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie z. B. der Art des Fahrzeugs, dem Verwendungszweck, der Spannung des Batteriesatzes, dem Klima und dem geplanten Umfang der Massenproduktion. 

Es ist daher wichtig, die betrieblichen Anforderungen der Anwendung sorgfältig zu untersuchen, um die am besten geeignete Lösung zu ermitteln. 

Schlussfolgerung

Ein effektives Wärmemanagement ist entscheidend dafür, dass Ihr Lithium-Akkupack mit seiner maximalen Kapazität arbeitet. Wenn die Temperatur des Akkus außerhalb des optimalen Betriebsbereichs liegt, kann dies zu einer verminderten Leistung und einer verkürzten Lebensdauer des Akkus führen. Wenn der Akku zu heiß wird, kann dies außerdem das Sicherheitsrisiko erhöhen. 

Daher ist es wichtig, das richtige Wärmemanagementsystem für Ihre Batterie zu wählen, das je nach den Anforderungen der Anwendung Heizung und Kühlung umfassen kann. Auf diese Weise können Sie sicherstellen, dass die Batterie korrekt und mit maximaler Energieeffizienz arbeitet, was wiederum ihre Lebensdauer verlängert und ihre Sicherheit verbessert.