Numerical Assessment of Cooling Systems for Thermal Management of Lithium-Ion Batteries

Das Kapitel geht auf die entscheidende Rolle des Wärmemanagements bei Lithium-Ionen-Batterien ein und betont die Bedeutung optimaler Betriebstemperaturen, um thermischen Ausreiß zu verhindern und die Batterielebensdauer zu verlängern. Dabei werden verschiedene Wärmemanagementsysteme und ihre Vorteile überprüft, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf passiver Kühlung auf Basis von Phasenänderungen und hybriden PCM / Flüssigkeitskonfigurationen liegt. Die Autoren entwickeln ein vereinfachtes Wärmemodell, das die thermische Verteilung von Lithium-Ionen-Batterien mithilfe von COMSOL Multi-physics ® simuliert und ihre Ergebnisse mit experimentellen Daten aus Lade- / Entladezyklen validiert. Das Modell berücksichtigt wichtige physikalische Eigenschaften und Mechanismen der Wärmeerzeugung und liefert eine detaillierte Analyse der Temperaturverteilung unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Das Kapitel schließt mit Vorschlägen für neuartige Materialien und Hybridsysteme für effektives Wärmemanagement unter Hochstrombedingungen, die wertvolle Erkenntnisse für Fachleute auf diesem Gebiet bieten.