Lithium-Ionen müssen wegen ihrer Eigenerwärmung und bei entsprechenden Klimabedingungen zur Gewährleistung der Dauerhaltbarkeit in einem definierten Temperaturbereich gehalten werden. Als Temperierverfahren wird hier das Prinzip der thermo-elektrischen Wärmepumpe zum Heizen und Kühlen vorgestellt. Eine thermoelektrische Wärmepumpe (TEWP) nutzt den Peltiereffekt, durch den Wärme von einer kalten zu einer warmen Seite gepumpt werden kann. Weitere Einflussgrößen, die berücksichtigt werden müssen, sind die Joulsche Wärme und die Wärmeleitung. Je nach Temperieraufgabe sind die geeigneten thermoelektrischen Module (TEM) unter den Berücksichtigung der Aspekte Energieeffizienz, Kosten, Gewicht und Bauraum auszuwählen. Bei Behr wurden im Rahmen der TEWP-Entwicklung Kennfelder von Einzelmodulen und Wärmedurchgänge der Anbindungsschichten. Mit den Daten können Wärmeübertrager in dem thermohydraulischen Simulationstool Biss abgebildet werden. Biss ermöglicht die Integration von Wärmeübertragern in einem Gesamtsystem und die stationäre und instationäre Simulation. Im Beitrag werden zwei in ein Gesamtsystem mit einer zu temperierenden Lithium-Ionen-Batterie integrierte TEWP-Varianten beschrieben und verglichen: (1) thermoelektrische Temperierplatte; (2) thermoelektrischer Wasserkonditionierer. Systemvergleich, die simulierten COP-Verläufe und der Vergleich zu Chiller-Systemen zeigt, dass TEWP das Heizen und Kühlen von Batterien bei sehr niedrigen sowie hohen Außentemperaturen in weiten Arbeitsbereichen ermöglichen.
Thermoelektrische Wärmepumpe für Lithium-Ionen-Batterien
Automobiltechnische Zeitschrift - ATZ ; 115 , 11 ; 900-905
2013
5 Seiten, 4 Bilder, 3 Quellen
Article (Journal)
German
Thermoelektrische Waermepumpe fuer Lithium Ionen Batterien
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