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Numerische Simulation zu Kühlungsmethoden eines Lithium-Ionen-Batteriemodelles

Aufgrund der hohen thermischen Belastung, die den Betrieb von Fahrzeugbatterien erheblich beeinträchtigt, ist es sehr wichtig, dass diese Batterien für einen sicheren Betrieb über ein angemessenes Wärmemanagement verfügen. Das optimale Thermomanagement für die Fahrzeugbatterien, sowohl für die E-Mobility als auch für industriellen Anwendungen wie z.B. in Baumaschinen, ist eine große Herausforderung, da sie in heißen und kalten Gebieten und auch in verschiedenen Jahreszeiten eingesetzt werden.

Bild 1: Kühlkanaldesign
Bild 2: 1D-Simulationsstudie

Während diesem Projekt wurden drei Arten von Kühlmethoden, Luft-, Flüssigkeits- und Festkörperkühlung, mit unterschiedlichen Designstrukturen simulativ (1D-Simulation) untersucht. Ziel war es, das bestmögliche Kühlsystem für das Wärmemanagementsystem zu finden und ein neues Design vorzuschlagen. Dazu wurde die einzelnen Kühlmethoden (Luft, Flüssigkeit & Festkörper) bewertet und verglichen. (Druck, Temperaturentwicklung, Volumenstrom, Systemkomplexität, Batteriegewicht).

Bild 3: Slop Design Studie
Bild 4: Simulation von Li-Ionen-Batteriepack
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