Wie funktionieren Schnellladegeräte mit Flüssigkeitskühlung?

Schnellladegeräte mit Flüssigkeitskühlung verwenden flüssigkeitsgekühlte Kabel, um der hohen Hitze entgegenzuwirken, die mit hohen Ladegeschwindigkeiten einhergeht. Die Kühlung erfolgt im Stecker selbst, wodurch Kühlmittel durch das Kabel in den Kontakt zwischen Fahrzeug und Stecker fließt. Da die Kühlung im Inneren des Steckers erfolgt, wird die Wärme nahezu augenblicklich abgeleitet, während das Kühlmittel zwischen der Kühleinheit und dem Stecker hin und her strömt. Wasserbasierte Flüssigkeitskühlsysteme können Wärme bis zu zehnmal effizienter ableiten, und andere Flüssigkeiten können die Kühleffizienz weiter verbessern. Daher erhält die Flüssigkeitskühlung als effizienteste verfügbare Lösung immer mehr Aufmerksamkeit.

Durch die Flüssigkeitskühlung können die Ladekabel dünner und leichter werden, wodurch das Kabelgewicht um etwa 40 % reduziert wird. Dies erleichtert dem Durchschnittsverbraucher die Nutzung beim Laden seines Fahrzeugs.

Flüssigkeitskühlflüssigkeitsanschlüsse sind so konzipiert, dass sie langlebig sind und äußeren Bedingungen wie hoher Hitze, Kälte, Feuchtigkeit und Staub standhalten. Sie sind außerdem so konzipiert, dass sie enormem Druck standhalten, um Undichtigkeiten zu vermeiden und lange Ladezeiten überdauern zu können.

Der Flüssigkeitskühlungsprozess für Ladegeräte von Elektrofahrzeugen umfasst typischerweise ein geschlossenes Kreislaufsystem. Das Ladegerät ist mit einem Wärmetauscher ausgestattet, der an ein Kühlsystem angeschlossen ist, das entweder luftgekühlt oder flüssigkeitsgekühlt sein kann. Die beim Laden entstehende Wärme wird an den Wärmetauscher übertragen, der sie dann an das Kühlmittel weitergibt. Das Kühlmittel ist typischerweise eine Mischung aus Wasser und einem Kühlmittelzusatz, beispielsweise Glykol oder Ethylenglykol. Das Kühlmittel zirkuliert durch das Kühlsystem des Ladegeräts, nimmt Wärme auf und überträgt sie an einen Kühler oder Wärmetauscher. Die Wärme wird dann je nach Ausführung des Ladegeräts an die Luft abgegeben oder an ein Flüssigkeitskühlsystem übertragen.

Das Innere eines Hochleistungs-CSS-Steckers zeigt die Wechselstromkabel (grün) und die Flüssigkeitskühlung für die Gleichstromkabel (rot).

Durch die Flüssigkeitskühlung der Kontakte und das Hochleistungskühlmittel kann die Nennleistung auf bis zu 500 kW (500 A bei 1000 V) gesteigert werden, sodass eine Ladung mit einer Reichweite von 60 Meilen in nur drei bis fünf Minuten möglich ist.