Wir werfen einen genauen Blick auf die Flüssigkeitskühlungstechnologielösungen, die derzeit auf dem Markt beliebt sind. Der Kern der Flüssigkeitskühlungstechnologie liegt in der Wasserkühlplatte, und die treibende Kraft für ihre kontinuierliche Verbesserung und Entwicklung ist die Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit. Die Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit kann auf folgende Weise erreicht werden: 

Die erste besteht darin, die Wärmeleitfähigkeit der Kühlplatte durch Optimierung des Materials der Kühlplatte zu verbessern. Derzeit sind Aluminiumlegierungen und Kupfermetalle die beiden gängigsten Optionen. Kupfer hat eine bessere Wärmeleitfähigkeit, ist aber relativ teuer. Daher werden Aluminiumlegierungen in Pkw-Batteriepacks häufiger verwendet. Zweitens ist es auch wichtig, die Wärmeleitfähigkeit der Schnittstelle zwischen der Kühlplatte und der Batteriezelle zu verbessern. Am Beispiel des CMP-Batteriepacks muss die Wärmeleitung von der Batteriezelle zur wassergekühlten Platte über mehrere Verbindungen und wärmeleitende Klebstoffe erfolgen. Daher ist die Optimierung des thermischen Schnittstellenmaterials (TIM) zu einem wichtigen Mittel zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeitseffizienz geworden. Vom frühen Luftmedium bis zu den heutigen wärmeleitenden Klebstoffen verbessert sich die Wärmeleitfähigkeit von TIM kontinuierlich.

Darüber hinaus kann durch Verbesserung des Strömungskanaldesigns die Kontaktfläche zwischen der Kühlplatte und der Batteriezelle vergrößert und gleichzeitig der Wärmeaustauscheffekt der Flüssigkeit verbessert werden. Derzeit dominiert die Kombination aus Profilen und Schweißen das Strömungskanaldesign. Darunter bildet das Harmonikarohrdesign den Strömungskanal direkt durch den Extrusionsprozess und vervollständigt dann die Dichtungsbaugruppe durch Bearbeiten und Schweißen. Es bietet Vorteile in Bezug auf Effizienz und Kosten, aber die strukturelle Flexibilität und Raumnutzung müssen verbessert werden. Das Design des gestanzten Strömungskanals basiert hauptsächlich auf dem Stanzen von Formen. Obwohl die Kosten etwas höher sind, bietet es eine höhere Integrationseffizienz und Konsistenz.

Je nach den unterschiedlichen Positionen der Kühlplatte untersuchen wir die beiden Lösungen der Zellseitenkühlung und der Zellbodenkühlung (oben). Am Beispiel von Tesla Model S und GM Volt verwendet ersteres ein serielles Strömungskanaldesign, sodass jede zylindrische Zelle direkt mit der Wasserplatte in Kontakt kommen kann, die schlangenförmige Kühlplatte jedoch einen gewissen Druckverlust mit sich bringt. Im Gegensatz dazu ist das Design der Strömungskanalplatten mit paralleler Blechstruktur des Volt kompakter und hat eine bessere Wärmeableitungswirkung.

Ein weiterer erwähnenswerter Fall ist die LISHEN-Batterie. Ihr Kühlsystem basiert auf der innovativen Komponente der multifunktionalen elastischen Zwischenschicht, die das Design von Harmonikarohr und Wasserrohr kombiniert und die mehreren Strukturen der herkömmlichen CTP-Lösung auf einen Schlag ersetzt. Sein wellpappeähnliches Strukturdesign gewährleistet nicht nur die freie Ausdehnung und Kontraktion der Batteriezelle, sondern verbessert auch die Gesamtfestigkeit des Batteriepakets. Gleichzeitig vergrößert das Design der längs verlaufenden Wasserkühlplatte auch die Kühlfläche der Batteriezelle erheblich, die viermal höher ist als bei der Bodenkühllösung.

Der Porsche Taycan ist ein typisches Beispiel für die Kühlung der Unterseite (Oberseite) einer Batteriezelle. Sein Modullayout und sein Wasserkühlsystem sind in zwei Schichten mit insgesamt 13 Kühlzweigen unterteilt. Die Wasserkühlplatte ist durch strukturellen Wärmeleitkleber fest mit dem unteren Kasten verbunden, und jeder Zweig ist parallel mit zwei Wasserkühlrohren verbunden, wobei ein Ziehharmonika-Rohrdesign verwendet wird. Im Querschnitt enthält jedes Kühlrohr 10 parallele Strömungskanäle mit feinen Abmessungen, und das Gesamtdesign ist kompakt und effizient.