Batterijkoeling

Batterijkoeling, ook wel batterijkoeling genoemd, is het geheel van systemen en technieken die ingezet worden om de temperatuur van een batterijpakket te regelen, met als doel optimale prestaties, lange levensduur en veiligheid. Bij veel energieopslag, vooral lithium-ionbatterijen, reageert capaciteit, vermogen en degradatie sterk op temperatuur; te hoge temperaturen kunnen de levensduur verkorten en het risico op thermische runaway vergroten. Een gelijkmatige koeling voorkomt hotspots die lokale schade kunnen veroorzaken.

Methoden omvatten luchtkoeling via ventilatoren en warmtewisselaars, vloeistofkoeling met een gesloten koelkringloop (glycol-water), vloeistofgekoelde koelplaten of -kanalen, en immersiekoeling waarbij cellen onder een dielectric vloeistof worden ondergedompeld. Voor hoogenergetische systemen worden gevorderde technieken gebruikt zoals microchannel-koelsystemen en fase-change materials (PCM) die warmte tijdelijk opslaan. Een combinatie van methoden wordt vaak toegepast per ontwerp en toepassing.

Essentieel onderdeel is het koelblok of warmtewisselaar, pompen, radiatoren, afsluiters en sensoren die de temperatuur per cel of module monitoren. Een geïntegreerd batterijmanagementsysteem (BMS) bewaakt temperatuur, stroming en lekken, en kan de koeling aanpassen bij snelle laadbeurten of koude-starts. Bij het ontwerp spelen factoren als efficiëntie, gewicht, kosten, betrouwbaarheid en veiligheid een rol, evenals de integratie met de batterijmodule en het eindtoepassing.

Toepassingen variëren van elektrische voertuigen en stationaire energiesystemen tot consumentenelectronica en aerospace. Veiligheidstechnieken omvatten brandbestendige materialen en aandacht voor lekkages en veilige afvoer van hitteslag. Er bestaan internationale normen en richtlijnen voor batterijveiligheid en thermisch management, die tests en vereisten beschrijven.

De ontwikkeling van batterijkoeling richt zich op hogere energiedichtheden en snelladen, waardoor efficiënte en compacte koelingsoplossingen noodzakelijk zijn. Innovaties omvatten geïntegreerde koelkanalen in cellen, grootschalige vloeistofkoeling en betere ontwerpmethoden om temperatuuruniformiteit te verbeteren.