Design Optimierung – Druckabfall in einem Batterie Kühlungssystem

Batterien geben Wärme ab, wenn sie geladen oder entladen werden. Um mit dieser Energie umgehen zu können, braucht es ein effizientes Batterie Kühlungssystem. Vor allem im automobil Bereich fliessen hohe Ströme beim Laden und entladen. Damit die maximale Leistung jederzeit abrufbar ist, muss die Wärme, die in den Zellen produziert wird, aus der Batterie abgeführt werden.

In diesem Fall wird eine Kühlplatte verwendet, worauf die Zellen montiert sind. Sie besteht aus 3 zusammengeschweissten Platten, wobei die mittlere Platte die Form des Kühlkanals darstellt.

Eine wichtige Grösse ist der Massenstrom vom Kühlmittel. Dieser bestimmt, wie viel Wärme abgeführt werden kann, um die Temperatur in den Batteriezellen innerhalb einer spezifischen Bandbreite zu kontrollieren. Dementsprechend muss der Druckabfall vom Kühlsystem bekannt sein, damit eine geeignete Pumpe ausgewählt werden kann.

Die Druckverteilung im Kühlkanal ist im unteren Bild ersichtlich.

Dieser kurze Clip zeigt die Temperaturverteilung im System, sowie den Kühlmittelstrom.

Der Füllvorgang des Kühlsystems kann ebenso untersucht werden:

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