Infomaterial [ PDF 0,61 MB ]
Werbung
F R A U N H O F E R S Y S T E M F O R S C H U N G E L E K T R O M O B I L I TÄT 1 1 CryoSolplus in einer Petrischale. Fraunhofer Systemforschung BATTERIETEMPERIERUNG FÜR OPTIMIERTE ELEKTROMOBILITÄT Werden Traktionsbatterien in Elektrofahr- Es vereint die positiven Eigenschaften von zeugen angemessen gekühlt, ermöglicht PCM und Wasser: die Schmelzwärme des dies eine optimale Energieausnutzung. Das PCM beim Phasenwechsel, sowie die gute erhöht die Lebensdauer und den Nutzwert Wärmeübertragungsleistung und die der Batterien. Fließeigenschaften des Wassers. Elektromobilität Während des Fahrbetriebs nimmt CryoSolplus Batterie und Range Extender Kühlen ohne Elektrizität Sprecher: Dr.-Ing. Alexander Olowinsky die Abwärme aus den Batteriezellen auf und dient als thermischer Energiespeicher. Zur Kühlung wird nicht – wie üblich – Die Kühlung der Batterie erfolgt passiv, Elektrizität genutzt. Gekühlt wird mit dem das heißt mittels Umgebungsluft – soweit Kontakt: Phasenwechselfluid CryoSolplus. Verglichen die Umgebungsbedingungen dies zulassen Dr.-Ing. Clemens Pollerberg mit Wasser weist es eine 2 bis 3-fach höhere – oder, falls nötig, aktiv mit Hilfe der Fahr- Fraunhofer UMSICHT Wärmekapazität auf und speichert mehr zeugklimatisierung. thermische Energie. Dadurch kann passives Telefon +49 208 8598 -1418 Kühlen flexibler zur Batteriekühlung Die thermische Energiespeicherung mit Telefax +49 208 8598 -1423 genutzt werden. CryoSolplus verzögert zudem das Auskühlen clemens.pollerberg umsicht.fraunhofer.de der Batterie bei niedrigen UmgebungsCryoSolplus ist ein hybrider Wärmeträger www.elektromobilitaet.fraunhofer. auf Basis von in Wasser dispergiertem Pha- de/coolmoba senwechselmaterial (engl. Phase Change Material - PCM). © Fraunhofer - Gesellschaft temperaturen, so dass Kaltstarts vermieden werden. 2 Stand der Technik Technologiebeschreibung Unser Angebot Beim Be- und Entladen von Batterien wird In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ILT • Entwicklung eines Kühlkonzeptes, das aufgrund elektrochemischer Prozesse in der wurden mit CryoSolplus gefüllte Batterie- Batteriezelle Energie in Form von Wärme packs entwickelt, welche die Batteriezellen • Optimale Batterietemperierung für eine frei. Wird diese Wärme nicht abgeführt, aufnehmen. Diese Batteriepacks werden zu steigt die Temperatur in der Batteriezelle einer Traktionsbatterie zusammengeschaltet • Betriebstests und Charakterisierung des und diese verliert beim Überschreiten einer und per Luftkühlung gekühlt. Konzeptes mit Hilfe vorhandener Versuchsstände kritischen Temperatur dauerhaft an Kapazi- individuell der Batterie angepasst wird lange Lebensdauer tät. Auch ein starkes Auskühlen der Batte- Während des Fahrbetriebs nimmt Cryo- • Leistungs- und Lebensdaueroptimierung riezellen, beispielweise im Winter, ist uner- Solplus die Wärme aus den Batteriezellen • Reichweitenmaximierung von wünscht, da Batterieleistung und Kapazität auf. Gleichzeitig kühlt die Umgebungsluft dadurch temporär stark reduziert werden. das CryoSolplus sowie die Batteriezellen, Elektrofahrzeugen • Minimierung der Sicherheitsrisiken soweit die Betriebssituation dies zulässt. Die notwendige Kühlung von Traktions- Kann mit der Umgebungsluft die Batterie batterien für Elektrofahrzeuge wurde in der nicht ausreichend gekühlt werden, fungiert Fachwelt erkannt. Derzeit sind verschiedene CryoSolplus zunächst als Wärmespeicher- Lösungsansätze in der Entwicklung. Bislang medium, bevor klimatisierte Luft aus der werden überwiegend Kühlkonzepte, welche Fahrgastkabine zur Batteriekühlung genutzt zur Kälteerzeugung Elektrizität benötigen, werden muss. Dies reduziert den Bedarf an untersucht. Die benötigte elektrische Ener- Elektrizität zur Kühlung der Batterie auf ein gie wird der Traktionsbatterie entnommen Minimum. und die Reichweite des Fahrzeugs somit eingeschränkt. Bei niedrigen Außentempe- Im Winter hingegen verzögert CryoSolplus raturen soll mit elektrischen Heizelementen das Auskühlen der Batterie, so dass sich die Traktionsbatterie erwärmt werden. auch nach längerer Standzeit des Fahrzeugs die Batterie beim Startvorgang nahe ihrer Ein neuer, vielversprechender Ansatz nutzt Betriebstemperatur befindet. einen thermischen Energiespeicher zur Temperierung von Traktionsbatterien. Dies ermöglicht es, je nach Außentemperatur, Wärmelasten zunächst aufzunehmen, um sie dann bei günstigen Umgebungsbedingungen an die Umgebung abzuführen, oder zu einem späteren Zeitpunkt die Auskühlung der Traktionsbatterie zu verhindern. Elektrische Energie wird so eingespart und 2 Wärmeentwicklung einer die Reichweite des Fahrzeugs erhöht. Batteriezelle unter Belastung.
