Bei der Schnellladung eines Elektroautos erwärmt sich die Batterie erheblich. Eine neue Flüssigkühlung bettet die Batteriezellen in ein Medium ein, das die Wärme effizient abführt. Dichtungselemente müssen dabei auf die Kühlmedien abgestimmt sein.
Immersion Cooling-System für Batteriesysteme
Freudenberg Sealing Technologies
Immer mehr Elektroautos können an einer Schnellladeeinrichtung bedankt werden. Diese füllt mit einer Ladeleistung von mehreren hundert Kilowatt die Batterie. Die einströmende Energiemenge ist zwei- bis dreimal höher als in umgekehrter Richtung bei der Energieabgabe, daher erwärmt sich die Batterie bei diesem “Supercharging“ erheblich. Automobilhersteller entwickeln eine neuartige Flüssigkeitskühlung, die Zellen und deren elektrische Ableiter in das Kühlmedium einbettet. Bei dem “Battery Immersion Cooling“ umströmt das Medium direkt die einzelnen Zellen und führt die freigesetzte Wärme ab.
Eignung von Polymermaterialien in der Flüssigkeitskühlung
Die in solchen Systemen verwendeten Kühlmedien haben andere chemische Eigenschaften als bisher verbreitete Medien. So müssen sie beispielsweise aufgrund des direkten Zellkontakts elektrisch isolierend sein. Die Fahrzeughersteller untersuchen mehrere und zum Teil neuartige Substanzklassen von Kühlmedien, die sich chemisch stark unterscheiden.
Dichtungselemente für solche Kühlsysteme müssen in ihren chemischen Eigenschaften auf die Kühlmedien abgestimmt sein, ebenso wie Verbindungselemente, Zellabstandhalter und Medienspeicher. In einer Studie hat Freudenberg Sealing Technologies die Eignung von Polymermaterialien für Medien untersucht, die in „Immersion Cooling“-Systemen eingesetzt werden.
Die für das Unternehmen relevanten Materialien wurden unterschiedlichen Fluiden ausgesetzt. Getestet wurden unter anderem isoparaffinische Öle sowie esterbasierte Öle, die für eine Batteriedirektkühlung spezifiziert sind und verbreitet genutzt werden. Neben den gebräuchlichsten Fluiden wurden auch solche Typen betrachtet, an denen die Entwicklungsabteilungen der Fluidhersteller derzeit arbeiten. Dabei konnte ein umfassender Überblick gewonnen werden, wie sich die getesteten Polymermaterialien in typischen Kühlkreisläufen verhalten. Die Studie ist eine Grundlage für die Entwicklung künftiger Seriendichtungen und Abstandselemente für die neue Kühltechnologie.