Projektbeschreibung
Neuartige Kühlmittel für verbessertes Wärmeverhalten des Eintauchkühlsystems von Elektrofahrzeugen
Die Leistung batterieelektrischer Antriebe in Elektrofahrzeugen wird durch die Leistungsdichte und -effizienz des Wärmesystems der Batterie des Elektrofahrzeugs, also dem Heiz- und Kühlsystem der Batterie, bestimmt. Innovative Kühlmittel könnten im Vergleich zu den derzeit eingesetzten Kühlsystemen der Lithium-Ionen-Batterie den Kühleffekt verbessern und Pumpverluste verringern. Das EU-finanzierte Projekt I-BAT wird Mineralöl-basierte Kühlmittel mit optimalen rheologischen und thermischen Eigenschaften synthetisieren und kennzeichnen, die zu den Wärmesystemen der Batterien von Elektrofahrzeugen passt. Die neuartige Flüssigkeit, die aus einer viskoelastischen Flüssigkeitsträgermatrix mit suspendierten Nanopartikeln besteht, wird die Wärmeübertragungsraten von Eintauchkühlsystemen verbessern. Die Arbeit des Projekts könnte zu Verbesserungen führen, welche die Elektrofahrzeugbranche revolutionieren werden.
Ziel
The penetration of plug-in EVs on the world market faces considerable technological challenges. The performance of battery electric drives is influenced among other things by the power density and efficiency of the EV Battery Thermal System (BTMS), the heating and cooling system for batteries and power electronics. Lithium-ion batteries require a temperature of 15-60 °C for optimal operation, with high demands on temperature uniformity between the cells. The power density of the battery cooling systems has to be doubled compared to the state of the art to enable powerful and compact drives. The tight integration in vehicles means that only minimal cross-sections are available for the liquid coolants used. This challenge is met by innovative coolants, which have shown considerable potential for increasing the cooling effect and reducing pump losses in basic investigations. The subject of work is the synthesis and characterization of mineral oil-based coolants with optimal rheological and thermal properties suitable for EV BTMS. The novel fluids to improve heat transfer consist of a viscoelastic liquid carrier matrix with suspended nanoparticles. The dielectric nature of mineral oils allows the realization of immersion cooling systems with improved heat transfer rates compared to current devices with indirect cooling. In addition, viscoelastic additives can give the flow a controllable non-Newtonian character, resulting in reduced friction losses leading to 10-20% less pressure loss. At the same time, the selective amplification of specific types of coherent secondary flows favors a further increase in heat transfer. Overall, the proposed research aims at doubling thermal performance. The newly developed nanocoolants will be tested in a BTMS prototype to prove that these improments have the potential to revolutionize the relevant transport sector.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
91054 Erlangen
Deutschland