Britisches Startup: Hydrohertz präsentiert neue Batteriekühlung

Das britische Unternehmen Hydrohertz hat eine Batteriekühlungstechnologie vorgestellt, die nicht nur eine deutliche Verkürzung der Schnellladezeiten von E-Autos ermöglichen, sondern auch erhebliche Verbesserungen in Bezug auf Reichweite, Lebensdauer und Sicherheit der Batterien mit sich bringen soll – dank eines ausgeklügelten Ventilsystems.

Hydrohertz dectravalve grafik — Bild: Hydrohertz

Die patentierte Technologie von Hydrohertz heißt Dectravalve und ist ein kompaktes, intelligentes Mehrzonenventilsystem, das eine sehr präzise Beheizung, Kühlung oder Energierückgewinnung einer EV-Batterie ermöglichen soll. Der entscheidende Ansatz ist, dass über das Dectravalve mehrere, unabhängige Temperaturzonen innerhalb eines Batteriepacks eingerichtet werden können.

Bisher genutzte Kühlplatten unter (und gelegentlich auch über) den Zellen bzw. Modulen versuchen, das Batteriepack als Ganzes zu temperieren. Welche Herausforderung das bei Hochleistungsfahrzeugen für die Ingenieure ist, hat etwa unser Technik-Deep-Dive zum neuen Elektro-Cayenne gezeigt: Porsche hat hier komplexe Formen der Kühlkanäle entwickelt, um den Unterschied zwischen der Beifahrerseite (mit frischer, kalter Kühlflüssigkeit) und der Fahrerseite (mit bereits erwärmter Kühlflüssigkeit und geringerer Temperaturaufnahme) auszugleichen. Die Dectravalve-Lösung von Hydrohertz würde hier das Batteriepack in unterschiedliche Zonen aufteilen und diese individuell steuern.

In einem HPC-Ladetest mit den unabhängigen Batterieexperten der Warwick Manufacturing Group (WMG) soll laut Hydropack eine mit Dectravalve ausgestattete 100-kWh-LFP-Batterie ihre heißeste Zelle unter 44,5 Grad Celsius gehalten haben – bei bis zu 350 kW Ladeleistung. Die Ladedauervon zehn auf 80 Prozent soll bei dem 100-kWh-Pack bei etwa zehn Minuten gelegen haben. Beeindruckend aus Sicht des Thermomanagements: Der Temperaturunterschied im gesamten Pack soll nur 2,6 Grad Celsius betragen haben.

Auch Sicherheit und Haltbarkeit sollen profitieren

Als Vergleichswert „zu den typischen Schnellladebedingungen in heutigen Elektrofahrzeugen“ nennt Hydropack Peaks von bis zu 56 Grad in den Zellen und Temperaturunterschieden von bis zu 12 Grad über das Pack hinweg. „Sobald die Zellen 50 °C überschreiten, muss die Ladeleistung gedrosselt werden, um eine „Lithiumplattierung“ (innere Beschädigung der Zellen) und langfristige Schäden am Akku zu vermeiden, was bedeutet, dass das Schnellladen viel früher als angegeben ausläuft und die Gesamtladezeit erheblich verlängert wird“, heißt es in der Mitteilung. Bei maximal 44,5 Grad hat das mit dem neuen System ausgestattete Pack diese Marke aber nie erreicht und damit nicht den optimalen Bereich verlassen – obwohl es bis an die Grenze gebracht wurde. Auch die geringere Temperaturdifferenz ist dabei wichtig: Erreicht auch nur eine Zelle die kritische Temperatur, muss die Leistung abgeregelt werden. In dem 50-Grad-Beispiel bedeutet das, dass bei bis zu 12 Grad Differenz die kühlsten Zellen erst bei 38 Grad waren und noch einige Zeit mit höherer Leistung hätten geladen werden können.

Zugleich soll sich auch außerhalb des Schnellladens ein großer Vorteil ergeben: Da die Zellen auch beim Fahren bei optimalen Temperaturen betrieben werden, soll die Effizienz der Batterie gesteigert werden, was in bis zu zehn Prozent mehr Reichweite im realen Fahrbetrieb fürhen soll, wie die Briten vorrechnen. „Bei einem typischen mittelgroßen Elektrofahrzeug könnte dies eine zusätzliche Reichweite von 30 bis 40 Meilen bedeuten, was zu einer höheren nutzbaren Fahrstrecke pro Ladung, geringeren Betriebskosten und einem geringeren Energieverbrauch führt“, so das Unternehmen – also umgerechnet 48 bis 64 Kilometer.

Und da die Zeit, die die Zellen den maximalen Temperaturen ausgesetzt sind, sollen auch typische Risiken verringert werden, die sonst mit der Überhitzung einhergehen – die erwähnte Lithiumplattierung zum Beispiel. Das soll die Sicherheit und Lebensdauer verlängern. Und das auch unabhängig von der Zellchemie, daher sei Dectravalve auch für zukünftige Batteriesysteme geeignet, so Hydropack.

„Das Dectravalve löst ein grundlegendes Problem von Thermomanagementsystemen für EV-Batterien – wie man eine wirklich unabhängige Temperaturregelung für einzelne Zonen erreicht, ohne die Komplexität, das Gewicht und die Energieverschwendung mehrerer Ventilanordnungen“, sagt Hydrohertz-CTO Martyn Talbot. „Unsere Innovation ist elegant einfach: eine einzige, digital gesteuerte Einheit, die vier oder mehr Kühlzonen separat verwalten kann. Mit Dectravalve ist jede Kühlzone völlig unabhängig, sodass das Kühlmittel in einem bestimmten Kreislauf von der Pumpe zur Batterie und wieder zurück fließt.“

Paul Arkesden, CEO von Hydrohertz, ergänzt: „Das ist eine kostengünstige Lösung, die bahnbrechende Ergebnisse liefert: konsistente 10-minütige Ladezeiten, größere Reichweite, längere Batterielebensdauer und erhöhte Sicherheit. Für OEMs bedeutet dies, dass sie jetzt bessere, nutzbarere Elektrofahrzeuge anbieten können, ohne auf die nächste Generation der Batterietechnologie warten zu müssen.“

Quelle: Info per E-Mail, hydrohertz.com