BYD patenteert accubehuizing met dubbele kamer voor onderdompelkoeling
Lithium-ion accu’s zijn gevoelig voor hoge temperaturen, wat hun levensduur doorgaans verkort. BYD (BYD) wil dit probleem aanpakken door onderdompelkoeling toe te passen in zijn accupakketten. Om dit te realiseren, heeft de autofabrikant en batterijproducent een accubehuizing met dubbele kamer gepatenteerd, die de diëlektrische koelvloeistof gescheiden houdt van de elektrische componenten.
Accu’s van elektrische voertuigen zijn ontworpen met tegenstrijdige eigenschappen, waardoor fabrikanten een delicate balans moeten vinden tussen duurzaamheid, veiligheid en korte laadtijden. Lithium-ion accu’s verdragen doorgaans geen hoge temperaturen. Ultrasnelle laadsessies leiden echter vaak tot oververhitting, wat batterijbeheersystemen tegengaan door het laadvermogen te verminderen. Dit verlengt op zijn beurt de laadsessie onnodig.
Fabrikanten van elektrische voertuigen volgen doorgaans twee benaderingen. Chinese producenten zoeken de thermische grenzen op om ultrasnel laden mogelijk te maken, waarbij een laadsessie van 10 tot 80 procent minder dan 10 minuten duurt. Westerse autofabrikanten zijn daarentegen voorzichtiger met de celtemperaturen, wat de laadcurve en uiteindelijk de duur van een laadsessie beïnvloedt.
Toen BYD zijn 1,5 MW flitslaadtechnologie aankondigde, was de verbazing groot. Chinese influencers testten een van de voertuigen van BYD met deze nieuwe technologie. De Denza Z9 GT beloofde een volledige lading (van 10 tot 97 procent) in slechts 9 minuten. Testers ontdekten echter dat het accupakket tijdens het laden de 70 °C overschreed, een temperatuur die als gevaarlijk wordt beschouwd voor lithium-ion cellen, zelfs die met LFP-chemie (lithium-ijzerfosfaat).
Hoewel BYD zijn keuze verdedigde door te stellen dat moderne LFP-cellen dergelijke hoge temperaturen zonder gevolgen kunnen weerstaan, werkt het bedrijf tegelijkertijd aan verbeterde koeling. De meest effectieve oplossing is onderdompelkoeling, waarbij accucellen in een diëlektrische vloeistof worden ondergedompeld. Deze oplossing is niet nieuw, maar de resultaten waren tot nu toe wisselend, doordat de koelvloeistof uiteindelijk lekte of op andere wijze de elektrische componenten van de accu aantastte.
De gepatenteerde oplossing van BYD
BYD heeft nu een nieuwe accubehuizing gepatenteerd die dit probleem aanpakt door de accucellen (en de koelvloeistof) te scheiden van de elektronische en elektrische componenten. De behuizing bestaat uit twee compartimenten: de ondergedompelde cellen bevinden zich onderin, terwijl de gevoelige elektronische onderdelen in het bovenste vak zijn geplaatst. De verbinding tussen de cellen en de elektrische leidingen vindt plaats in het bovenste gedeelte van het met vloeistof gevulde compartiment.
Deze oplossing voorkomt dat hydrostatische druk vloeistof uit de behuizing perst, wat de isolatie betrouwbaarder maakt. Dit zorgt ervoor dat elektrische componenten niet in contact komen met de koelvloeistof, zelfs niet per ongeluk. De koelvloeistof kan formules bevatten op basis van koolwaterstoffen of esters, wat de diëlektrische eigenschappen waarborgt.
Bij conventionele accupakketten wordt indirecte koeling toegepast, waarbij koelvloeistof circuleert door aluminium koelplaten die thermisch contact maken met elke cel. Deze opstelling scheidt de koelvloeistof effectief van de elektrische componenten, maar beïnvloedt ook de koelefficiëntie. Onderdompelkoeling verbetert de koelefficiëntie aanzienlijk, omdat de warmte van de cellen direct wordt overgedragen aan de koelvloeistof. De vloeistof kan echter corrosie veroorzaken en lekken naar aangrenzende elektronische componenten en elektrische leidingen.
