08. März 2023 | Tobias Stahl
Foto: EFAHRER.comFlüssigkeitsgekühlte Batterien halten zwar länger durch – haben dafür aber mit anderen Mankos zu kämpfen.
Flüssigkeitskühlung kann Elektroautobatterien ein deutlich längeres Leben bescheren. Zu diesem Ergebnis kamen jüngst Forschende aus Deutschland, die die Leistung zweier Batteriepacks über Hunderte von Ladezyklen analysiert haben.
Flüssigkeitsgekühlte Fahrzeugbatterien leben 26 Prozent länger als luftgekühlte Batterien. So lautet das Ergebnis einer Forschungsarbeit, an der diverse deutsche Institute beteiligt waren, darunter die Jülich Aachen Research Allianz, RWTH Aachen und das Helmholtz-Institut Münster. Entscheidend ist dabei aber nicht die verbesserte Kühlleistung von Flüssigkeiten, sondern ein möglichst kleiner Temperaturunterschied zwischen den einzelnen Batteriezellen einer Packung.
Die Forschenden haben für den Versuch zwei Batteriepacks, bestehend aus jeweils 25 zylindrischen Zellen des Formfaktors 18650, einem Zyklentest unterzogen. Ein Batteriepack wurde durch Ventilatoren belüftet, das andere wurde in ein kommerziell verfügbares Kühlmittel getaucht, welches wiederum durch Zirkulation und Kühlrippen gekühlt wurde.
Entscheidend für die längere Batterie-Lebensdauer: Einheitlichere Zelltemperatur
Laut dem Branchenportal PV Magazine, das über den Versuch berichtet, wies das mit dem flüssigen Kühlmittel gekühlte Batteriepack eine einheitlichere Zelltemperatur auf. Die Temperaturabweichung zwischen den Zellen betrug hier lediglich 1,5 Grad Celsius. Bei der luftgekühlten Batterie lag die zwischen den einzelnen Zellen bei 13 bis 15 Grad Celsius. Die luftgekühlte Batterie wurde bei 23 Grad Celsius Umgebungstemperatur getestet, die flüssigkeitsgekühlte Batterie bei 35 Grad Celsius.
Die Wissenschaftler führten dann Hunderte von Volllastzyklen mit beiden Stromspeichern durch. Nach 600 Zyklen wies die luftgekühlte Batterie eine um 3,3 Prozent geringere Kapazität auf als die flüssigkeitsgekühlte Batterie. Das hypothetische Lebensende einer Batterie legten die Forschenden auf eine Restkapazität von 75 Prozent der Nennkapazität fest. Das war bei der luftgekühlten nach 1.058 Zyklen der Fall. Die flüssigkeitsgekühlte Batterie erreichte diese Kapazität hingegen erst nach 1.332 Volllastzyklen, was einer um 26 Prozent längeren Lebensdauer entspricht.
Im Nissan Leaf macht die Versuchsbatterie keine gute Figur
Auch einen möglichen Einsatz flüssigkeitsgekühlter Batterien in der Automobilindustrie untersuchten die Forschenden. Hier setzen die meisten Autobauer auf eine Luftkühlung, allerdings unterscheiden sich die Kühlungsstrategien der Hersteller teils voneinander.
Die Forschenden zogen den Nissan Leaf als Beispielfahrzeug heran und versuchten, dessen Batterie nachzubauen. Der Leaf besitzt normalerweise einen Akku, der aus beutelförmigen Pouch-Zellen besteht und 40 kWh Kapazität bei einem Gewicht von 175 Kilogramm bietet. Eine Batterie aus zylindrischen Zellen mit vergleichbarer Kapazität wiegt laut PV Magazine 181 Kilogramm, außerdem sind weitere 62 Kilogramm Kühlmittels erforderlich. Die Flüssigkeitskühlung erfordert zudem Komponenten für die Zirkulation der Flüssigkeit sowie Kühlrippen, sodass hier 20 bis 40 Kilogramm Gewicht hinzukamen. Die zusätzlichen Bestandteile drücken die Leistungsdichte der flüssigkeitsgekühlten Batterie auf 102 Wattstunden pro Kilogramm – 22 Prozent weniger als bei der Standardbatterie des Leaf.
Zudem verzeichneten die Forschenden nach einiger Zeit Defekte in manchen Zellen der flüssigkeitsgekühlten Batterie. Das könne laut den Forschenden an Produktionsunterschieden oder am Kühlmittel liegen, das in die Zylinder eingetreten ist.
Die Forschungsarbeit zu dem Experiment wurde im Journal of Energy Storage veröffentlicht.
Das könnte Sie auch interessieren: Welche Reichweite schafft mein nächstes Auto?
Diese Frage stellen sich viele, die ein Elektroauto kaufen oder leasen möchten. Der EFAHRER.com-Reichweitenrechner zeigt, wie weit Sie mit einem Elektroauto, Hybrid oder Plug-in-Hybrid rein elektrisch fahren können.
Artikel von & Weiterlesen ( Lebensdauer von Akkus: Forscher zeigen, welche Technik 26 Prozent länger hält - EFAHRER.com )https://ift.tt/NVqMKY5
Technik
Bagikan Berita Ini
