Flüssigkeitskühlsysteme sind eine weit verbreitete Methode zur Kühlung von Lithium-Ionen-Batterien in modernen Elektrofahrzeugen. Die Batterie-Thermoplatte (BTP) ist eine Schlüsselkomponente des flüssigkeitsgekühlten Wärmemanagementsystems, das die Batterietemperatur reguliert, um ein thermisches Durchgehen und Brandunfälle zu verhindern. Die Entwicklung eines energieeffizienten Strömungsmusters mit gleichmäßiger Geschwindigkeits- und Temperaturverteilung ist eine große Herausforderung für die BTP.
In diesem Beitrag werden die Auswirkungen der Strömungsmuster auf die Kühlleistung des BTP untersucht. Die Batterietemperatur kann durch Variation der Richtung, der Anzahl der Strömungskanäle und der Struktur des BTP effizient gesteuert werden. Auf der Grundlage der Ergebnisse der numerischen Strömungsmechanik werden komplexe Strömungsmusternetze modelliert und verglichen. Der Kanalströmungswiderstand, der Druckabfall und die Temperaturverteilung sind Schlüsselparameter, die für unterschiedliche Massendurchflussbedingungen bewertet werden. In dieser Studie wird das Strömungsmuster ermittelt, das die Temperaturanforderungen erfüllt und 10 % weniger Pumpenergie verbraucht. Das für die Fahrzeuganwendung ermittelte geeignete Strömungsmuster gewährleistet somit nicht nur die Sicherheit der Batterie, sondern erhöht auch die Reichweite des Fahrzeugs, da es energieeffizient ist.