Immersionskühlung sorgt für mehr Effizienz und Sicherheit bei E-Autos

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Der Systemanbieter für Leitungs- und Verbindungstechnik Voss Automotive erweitert sein Produktportfolio im Bereich Thermomanagement. Mit den Produkten für die Immersionskühlung wird Automobilherstellern eine ressourcenschonende und sicherere Technologielösung für Batteriezellen von Elektrofahrzeugen geboten, die zu verkürzten Ladezeiten führt und das Risiko eines Fahrzeugbrandes reduziert.

Mobilitätswende durch E-Autos? Eine nach wie vor stark diskutierte Thematik, insbesondere wenn es sich um die ressourcenschonende Verwendung von Batterien für Elektrofahrzeuge handelt. Neben den relevanten Umweltaspekten, ist die optimale Temperierung der Lithium-Ionen-Batterie zur Verbesserung der Reichweite und Leistung eines batteriebetriebenen Fahrzeugs essenziell. Hierfür bietet Voss Automotive als zuverlässiger Partner für die Automobilindustrie ganzheitliche Systemlösungen. 

Erheblich verkürzte Ladezeit durch Immersionskühlung 

Beim klassischen Thermomanagement werden die einzelnen Batteriezellen durch eine Kühlplatte temperiert und haben somit keinen direkten Kontakt zum Kühlmedium. Bei der Immersionskühlung werden die Zellen von einer elektrisch nicht leitenden Kühlflüssigkeit umströmt. Dieses Verfahren sorgt dafür, dass sich die Temperatur der gesamten Batterie gleichmäßiger verteilt und entstehende Wärme effizienter abgeführt wird. Dies führt dazu, dass die Maximaltemperatur beim Aufladen der Batterie signifikant reduziert und die Ladezeiten von E-Autos deutlich verkürzt werden. Gleichzeitig wird die Sicherheit in Hinsicht auf Fahrzeugbrände als Folge von überhitzten, schadhaften Batteriezellen deutlich verbessert.

Zur Vermeidung einer statischen Aufladung, welche durch den permanenten Fluss der nicht leitenden Flüssigkeit (Reibung) durch das Kunststoffrohr entsteht, verwendet Voss Automotive ein in sich elektrisch leitendes System. Dieses besteht aus Ventilen, Stecksystemen, Leitungen oder ganzen Modulen, worüber die Spannung an einen Erdungspunkt weitergeleitet wird. Die Herausforderung bei der Entwicklung dieser Technologie ergibt sich vor allem bei der Materialauswahl und deren Kompatibilitätsprüfung. Eines der Ziele ist es, dass keine Additive aus dem Material durch die Flüssigkeit herausgewaschen werden. Ansonsten bestünde die Gefahr, dass sich die Leitfähigkeit des Mediums erhöht. Voss Automotive setzt hierfür faserverstärkte, recyclingfähige Kunststoffe ein, wodurch als Zusatzeffekt 5 bis 20 % Gewicht eingespart werden können.

Risiko eines Fahrzeugbrandes verringern

Andreas Suhr, Produktmanager bei Voss Automotive: „Der große Unterschied zwischen der Immersionskühlung und einer herkömmlichen Batteriekühlung besteht im Abtransport der Wärme. Die Überhitzung der Zelle durch einen sich selbst verstärkenden wärmeproduzierenden Prozess („thermal runaway“) wird durch die Tauchkühlung, in Kombination mit der nicht leitenden Kühlflüssigkeit sowie unseren Thermomanagementlösungen verhindert. Die in sich leitfähigen Systeme von Voss verhindern fast vollständig die Funkengefahr und verringern so das Risiko eines Fahrzeugbrandes."

"Zudem können durch diese Schlüsseltechnologie die Ladezeiten verkürzt werden und damit Batterien zukünftig kleiner ausfallen. Dadurch sind Elektrofahrzeuge günstiger und ressourcenschonender. Mit unseren Lösungen für die Immersionskühlung konnten wir bereits einen großen europäischen OEM im Sportwagensegment sowie einen Landmaschinenhersteller überzeugen und starten nun mit den Vorbereitungen zur Serienproduktion.“

Potenzial über die Automobilindustrie hinaus

Die Immersionskühlungstechnologie steht erst am Anfang ihrer Entwicklung und birgt großes Potenzial für weitere Anwendungsbereiche: In Zukunft ist davon auszugehen, dass sie sich aus den Premiumsegmenten für PKW- und Nutzfahrzeuge auch in die Breite ausdehnt. Des Weiteren ist es denkbar, dass die Tauchkühlung in Kombination mit den Technologielösungen von Voss ebenfalls in Data Centern zum Einsatz kommt, um die optimale Temperierung von Servern zu gewährleisten. Grundsätzlich kann die Immersionskühlung überall dort eine vielversprechende Lösung sein, wo Akkus bzw. elektronische Bauteile temperiert werden müssen.

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