Termisk styringstilstand for rene elektriske køretøjer: Nedsænket batterikøling
I nye anvendelser af køretøjselektrificering er det vigtigt at køle og opvarme elektriske komponenter for at holde dem ved optimal driftstemperatur, da dette garanterer levetiden og ydeevnen af elektriske komponenter. Derfor er et passende varmestyringssystem afgørende. Det er med andre ord nødvendigt at designe egnede termiske styringssystemer specifikt til de anvendte elektrificeringskomponenter.
Luftkølede systemer er de mest udbredte, fordi de er enkle i design, lave omkostninger og har ingen lækageproblemer. Luftkøling er opdelt i aktiv type ved brug af tvungen konvektion og passiv type ved brug af naturlig konvektion. Sammenlignet med medier som væsker har luft en lille varmekapacitet (Cp=1.006 kJ/kgK ved standardtemperatur) og lav termisk ledningsevne, så luftkøling vil næppe være valget for næste generation af elbiler med større batteripakker og hurtigere opladning. Foretrukken teknologi.
Væskekøling kan opdeles i indirekte og direkte metoder. Kølevæske har en større varmekapacitet og højere varmeledningsevne end luft. På grund af den afbalancerede temperaturstyring er indirekte væskekøling i øjeblikket en af de mest anvendte løsninger inden for batteri termisk styring. Den mest almindeligt anvendte kølevæske er en blanding af vand og glykol. Princippet for indirekte køling er at lade kølevæsken strømme gennem kanalerne på bunden eller siden af cellen/batterimodulet for at overføre varme væk fra systemet
Køling kan forbedres ved at bruge specifikke termiske grænsefladematerialer (TIM'er). Ulempen ved indirekte væskekøling sammenlignet med luftkøling er systemets kompleksitet. Flere komponenter og kanaler/rør kan føre til flere fejl, ekstra vægt og lækageproblemer.
En anden ny køleteknologi er direkte væskekøling, også kendt som nedsænkningskøling, som nedsænker batteriet fuldstændigt i en dielektrisk væske. Dette er en ikke-ledende væske med høj modstand mod elektrisk nedbrud. Introduktionen af denne teknologi betyder, at kompleksiteten af batteriprocessen og komponentdesignet kan reduceres kraftigt, og det hjælper også med at reducere vægten og volumen af systemet og forbedre stabiliteten og balancen af batteritemperaturstyring betydeligt. Nedsænkningskøling kan opvarme eller afkøle batteriet efter behov uden behov for en varmeveksler, hvilket giver betydelige effektivitetsgevinster. Nedsænkningskøling af elektriske køretøjsbatterier er stadig i sin vorden, men der er allerede nogle anvendelsesmuligheder såsom Faraday Futures patenterede fuldt nedsænkede cellesystem, nedsænkningskølingen af Audi RS Q e-tron i Dakar Rally. Væskekølingsteknologi eller IMMERSIO™-systemet af Xingji Technology grundlagt af tidligere ansatte i Panasonic og Tesla.
