BYD dompelt batterijcellen volledig onder in koelvloeistof in nieuw patent

De meeste huidige batterijsystemen maken gebruik van indirecte vloeistofkoeling. Daarbij stroomt koelmiddel door aluminium koelplaten die tegen of tussen de batterijmodules worden geplaatst.

De warmte van de batterijcellen moet daardoor eerst via de celbehuizing en andere materialen naar de koelplaat worden geleid voordat ze uiteindelijk in de koelvloeistof terechtkomt.

BYD onderzoekt met zijn nieuwe patent een andere aanpak. De batterijmodules worden rechtstreeks ondergedompeld in een speciale elektrisch niet-geleidende, zogenaamde diëlektrische vloeistof.

Daardoor kan de warmte rechtstreeks vanaf het oppervlak van de batterijmodules aan de omliggende vloeistof worden afgegeven. De thermische afstand tussen batterij en koelmedium wordt zo aanzienlijk kleiner.

Waarom immersiekoeling interessant is

Een betere warmteafvoer kan vooral interessant zijn wanneer batterijen gedurende langere tijd hoge vermogens moeten leveren of opnemen. Temperatuurbeheer speelt immers een belangrijke rol bij de prestaties, levensduur en veiligheid van batterijcellen. Hoe sneller overtollige warmte kan worden afgevoerd, hoe beter de temperatuur van de verschillende cellen onder controle kan worden gehouden.

Maar volledige immersie creëert ook een nieuw technisch probleem. De batterijmodules mogen dan wel in de vloeistof zitten, elektrische apparatuur en bepaalde aansluitpunten moeten droog blijven. Precies daarvoor beschrijft BYD in zijn patent een opvallende oplossing.

Droge elektronica boven de batterij

De batterijkast wordt in het ontwerp opgesplitst in twee afzonderlijke compartimenten. Onderaan bevindt zich het met diëlektrische vloeistof gevulde gedeelte waarin de batterijmodules volledig worden ondergedompeld. Bovenaan voorziet BYD een droog compartiment waarin de elektrische apparatuur wordt geplaatst.

Ook de elektrische en signaalkabels worden bewust via het bovenste gedeelte van het vloeistofcompartiment naar de droge kamer geleid.

Dat lijkt een klein detail, maar heeft een duidelijke technische reden. De hydrostatische druk van een vloeistof neemt toe naarmate je dieper gaat. Door de afdichtingen en elektrische doorgangen zo hoog mogelijk te plaatsen, wordt de vloeistofdruk op die verbindingen beperkt. Daardoor wordt het eenvoudiger om beide compartimenten langdurig vloeistofdicht van elkaar gescheiden te houden.

Anders dan huidige batterijen van BYD en CATL

De technologie verschilt duidelijk van de batterijsystemen die BYD en andere grote batterijproducenten vandaag gebruiken. Zo maakt BYD bij zijn MC Cube-energieopslagsystemen gebruik van Blade-batterijen en vloeistofkoeling, maar daarbij circuleert het koelmiddel via afzonderlijke koelkanalen.

Ook CATL past bij zijn EnerOne- en EnerC-systemen vloeistofkoeling toe zonder de batterijmodules volledig in koelvloeistof onder te dompelen. Bij de Qilin-batterij voor elektrische auto's integreert CATL dan weer een koelplaat in een multifunctionele tussenlaag tussen de batterijcellen.

In al deze gevallen blijft de koelvloeistof dus in een afzonderlijk circuit. Bij het nieuwe BYD-ontwerp bevinden de batterijmodules zich rechtstreeks in de vloeistof.

Voorlopig niet bedoeld voor elektrische auto's

Hoewel BYD vooral bekend is als producent van elektrische auto's en batterijen, gaat dit patent niet specifiek over een nieuwe batterij voor personenwagens. De aanvraag heeft betrekking op batterijkasten en energieopslagsystemen. Alles wijst er dan ook op dat BYD de technologie in eerste instantie onderzoekt voor stationaire energieopslag.

Ook de gebruikte koelvloeistof wijst daarop. BYD vermeldt diëlektrische vloeistoffen op basis van onder meer koolwaterstoffen of esters, in plaats van traditionele koelmiddelen. Dat betekent uiteraard niet dat immersiekoeling in de toekomst nooit in elektrische auto's zou kunnen verschijnen, maar daarover doet BYD in deze octrooiaanvraag geen uitspraken.

Patent betekent nog geen productie

Zoals altijd bij een patent is enige voorzichtigheid nodig. Het indienen van een octrooiaanvraag betekent niet automatisch dat BYD het systeem daadwerkelijk in productie zal nemen.

De aanvraag bevindt zich bovendien nog in de inhoudelijke beoordelingsfase en BYD heeft voorlopig geen commerciële plannen rond deze technologie bekendgemaakt.

Het patent toont wel dat BYD onderzoek doet naar alternatieve manieren om batterijen thermisch te beheren. Door de batterijcellen rechtstreeks in koelvloeistof onder te dompelen, kan warmte efficiënter worden afgevoerd dan via klassieke koelplaten.

De grootste uitdaging verschuift daardoor echter naar een ander punt: de vloeistof binnenhouden en tegelijk zorgen voor betrouwbare elektrische verbindingen met de droge elektronica erboven. Precies daarvoor probeert BYD met dit nieuwe ontwerp een oplossing te bieden.

Maak ElektrischeAuto.be jouw voorkeursbron in Google Nieuws.