Lithium-Ionen-Batterien sind leistungsstark – aber thermisch sensibel. Präzise Druckmessung ist entscheidend, um Überhitzung zu verhindern und das Kühlkonzept zu optimieren.
Ob explodierende Laptops oder brennende Elektrofahrzeuge – thermisches Durchgehen (Thermal Runaway) von Lithium-Ionen-Batterien kann dramatische Folgen haben. Diese Instabilität entsteht meist durch Überlastung oder hohe Umgebungstemperaturen und verläuft in mehreren gefährlichen Stufen:
Um diese Risiken zu beherrschen, kommen in modernen EV-Batterien flüssigkeitsgekühlte Systeme zum Einsatz. Kühlkörper und BMS (Battery Management System) steuern Temperatur und Wärmeabfuhr.
Für die Auslegung dieser Systeme braucht es fundierte Daten: Temperatur- und Druckmessungen während Lade- und Entladezyklen bilden die Grundlage. Nur so lassen sich Kühlkanäle dimensionieren und Simulationen aufsetzen – etwa mit Software wie PTC CreoParametric 3D.
Eine optimale Wärmeübertragung hängt vom Zusammenspiel aus Kühlmitteldurchfluss, Temperatur und Druck ab. Bereits eine Druckdifferenz von 0,008 bar über Ein- und Ausgang kann entscheidend sein – das erfordert höchste Präzision bei der Druckmessung.
Mit Sensoren wie dem ATM.1ST von STS lassen sich diese Anforderungen erfüllen. Er bietet:
Ingenieure nutzen diese Daten, um Druckverluste entlang verschiedener Kanaldesigns zu vergleichen – visuell dargestellt in Kurven für minimale und maximale Durchflussvolumenraten. Die Bernoulli-Gleichung zeigt: Höherer Durchfluss = quadratisch steigender Druckverlust.
Deshalb setzen Entwickler auf breitere Kühlkanäle mit mehreren Durchgängen, um die Wärmeabfuhr über Zwangskonvektion zu verbessern. Die Folge: stabilere Zelltemperaturen, geringeres Risiko für Thermal Runaway und höhere Zyklenfestigkeit.
Die exakte Druckmessung leistet einen essenziellen Beitrag zur Sicherheit und Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien – besonders in der Entwicklungsphase. Mit Sensoren wie dem ATM.1ST von STS lassen sich Kühlkonzepte optimieren, Risiken minimieren und Systemleistung langfristig sichern.