Thermische beheermodus voor
Pure elektrische voertuigen: dompelkoeling van de batterij
Luchtgekoelde systemen worden het meest gebruikt omdat ze eenvoudig van ontwerp zijn, niet duur zijn en geen lekkageproblemen hebben. Luchtkoeling is onderverdeeld in actief type met geforceerde convectie en passief type met natuurlijke convectie. De kleine warmtecapaciteit (Cp=1.006 kJ/kgK bij standaardtemperatuur) en lage thermische geleidbaarheid van lucht in vergelijking met media zoals vloeistoffen maken het onwaarschijnlijk dat luchtkoeling de technologie bij uitstek zal zijn voor de volgende generatie elektrische voertuigen met grotere batterijpakketten en snellere oplaadsnelheden.
Vloeistofkoeling kan worden onderverdeeld in indirecte en directe benaderingen. In vergelijking met lucht heeft koelvloeistof een grotere warmtecapaciteit en een hogere thermische geleidbaarheid. Indirecte vloeistofkoeling is momenteel een van de meest gebruikelijke oplossingen voor het thermisch beheer van accu's vanwege de uitgebalanceerde temperatuurregeling. De meest gebruikte koelvloeistof is een mengsel van water en ethyleenglycol. Het principe van indirecte koeling is om het koelmiddel door kanalen aan de onderkant of zijkant van de cel/celmodule te laten stromen om warmte uit het systeem af te voeren.
Het koeleffect kan worden verbeterd door specifieke thermische interfacematerialen (TIM) te gebruiken. Het nadeel van indirecte vloeistofkoeling ten opzichte van luchtkoeling is de complexiteit van het systeem. Meer componenten en kanalen/leidingen kunnen leiden tot meer storingen, extra gewicht en lekkageproblemen.
Een andere opkomende koeltechnologie is directe vloeistofkoeling, ook wel immersiekoeling genoemd, waarbij de cel volledig wordt ondergedompeld in een diëlektrische vloeistof. Dit is een niet-geleidende vloeistof met een hoge weerstand tegen elektrische doorslag. De introductie van deze technologie betekent dat de complexiteit van het batterijproces en het ontwerp van de componenten aanzienlijk kan worden verminderd, het gewicht en de omvang van het systeem kunnen worden verminderd en de stabiliteit en balans van de temperatuurregeling van de batterij aanzienlijk kunnen worden verbeterd. Door dompelkoeling kan de batterij naar behoefte worden verwarmd of gekoeld zonder het gebruik van warmtewisselaars, wat een aanzienlijke efficiëntiewinst oplevert. Onderdompelingskoeling van EV-batterijen staat nog in de kinderschoenen, maar er zijn al enkele use cases naar voren gekomen, zoals het gepatenteerde volledige onderdompelingscelsysteem van Faraday Future, de onderdompelingskoeltechnologie van de Dakar Rally-auto Audi RS Q e-tron of het IMMERSIO™-systeem door voormalige werknemers van Panasonic en Tesla.
