Professionals in de automobielsector zijn goed op de hoogte van de manier waarop voertuigen met een verbrandingsmotor moeten worden onderhouden, van filters en bougies tot vloeistoffen in meerdere systemen. Een van de meest aantrekkelijke dingen voor kopers van elektrische voertuigen is het vooruitzicht dat er geen onderhoud nodig is. Dat is echter niet helemaal waar.
Key Takeaways
- Koelsystemen voor EV-accu's – vloeistofgekoeld of luchtgekoeld – regelen rechtstreeks de accutemperatuur en daarmee de actieradius, de laadsnelheid en de capaciteit op lange termijn.
- Koelvloeistofdegradatie, een te laag vloeistofniveau en verstopte leidingen zijn de meest voorkomende oorzaken van storingen in het koelsysteem van elektrische voertuigen.
- Werkplaatsen moeten EV-gecertificeerde persoonlijke beschermingsmiddelen en veiligheidsprocedures voor hoogspanning volgen voordat ze een koelcircuit op een accupakket openen.
- De EV-servicetools van Midtronics integreren thermische gegevens om technici een volledig beeld te geven van de batterijconditie en de koelprestaties.
Eén van de systemen die af en toe nog aandacht vraagt, is het koelsysteem. Het werkt niet helemaal hetzelfde als het koelsysteem van een ICE-voertuig, maar het is in zekere zin nog steeds aanwezig in een EV. Als autoprofessionals is het een aanzienlijk voordeel voor uw klanten en de gezondheid van hun voertuigen als u weet hoe en wanneer u onderhoud aan dit systeem moet uitvoeren.
Soorten EV-batterijkoelingtechnologieën
Er komen spannende dingen aan op het gebied van batterijkoeling met technologieën als faseovergangsmaterialen – letterlijk materialen die van vast naar vloeibaar veranderen voor warmteoverdracht. Maar voor de huidige technologie hebben twee typen de overhand: luchtkoelsystemen en vloeistofkoelsystemen. Deze batterijthermische managementsystemen, of BTMS, zijn wat de overtollige warmte van de batterij verwijdert en verspreidt.
Wat we weten over elektrische auto’s is dat hitte dodelijk is. Als de temperatuur te hoog en te snel stijgt, kan er een thermische runaway optreden. Maar na verloop van tijd kan hitte de degradatie versnellen, waardoor het bereik verloren gaat en de efficiëntie en prestaties van de batterij afnemen.
Luchtkoelsystemen
Net als de koelmethoden in veel motorfietsen en vroege automodellen, heeft luchtkoeling ook zijn plaats in elektrische voertuigen. Het is afhankelijk van luchtcirculatie om de warmte van EV-batterijen af te voeren, net zoals lucht die over de vinnen van de cilinders van een motorfiets stroomt. Hoewel het ontwerp eenvoudig is, heeft luchtkoeling beperkingen bij extreme temperaturen, en is het mogelijk niet in staat om de hitte bij te houden die wordt gegenereerd door het ontladen van de batterij, samen met de omgevingsluchttemperaturen.
Luchtkoeling wordt momenteel gebruikt voor een klein segment van de markt, maar omdat het niet de meest efficiënte is, zal het waarschijnlijk niet op veel grotere schaal worden toegepast.
Vloeistofkoelsystemen
Vloeistofkoelsystemen zijn daarentegen een veelgebruikte methode om de temperatuur van EV-batterijen te regelen. Ze circuleren koelvloeistof door het accupakket, waardoor de ideale temperatuur wordt gehandhaafd voor de beste accu-efficiëntie en duurzaamheid. Het is complexer dan luchtgekoelde systemen en voegt het gewicht van extra componenten en de vloeistof in het systeem toe. Bovendien moet het introduceren van een vloeistof in een geëlektrificeerde omgeving uiterst voorzichtig gebeuren, om voor de hand liggende redenen.
Het is de meest toegepaste koeltechnologie voor EV-batterijen en wordt gebruikt door vrijwel alle autofabrikanten die nu elektrische modellen in productie hebben. Het is bewezen en het is de stijl die de komende generatie waarschijnlijk voorop zal blijven lopen.
Onderhoud van thermische beheersystemen voor EV-batterijen
Onder EV-fabrikanten is het verplicht om het vloeistofkoelsysteem routinematig te laten inspecteren op conditie en pH-waarde, waarbij sommigen dit jaarlijks voorstellen, terwijl anderen dit om de twee jaar verplicht stellen. Deze systemen maken doorgaans gebruik van buizen op of rond de batterijmodules, waardoor de warmte wordt geabsorbeerd, zodat deze in de lucht kan worden overgedragen. In tegenstelling tot ICE-voertuigen worden de additieven en andere chemicaliën in de vloeistof echter niet op dezelfde manier afgebroken, omdat het bijna altijd slechts één metaal is waarmee ze in contact komen, waardoor de reactie wordt beperkt.
Toch zal de koelvloeistof uiteindelijk bij de meeste EV’s vervangen moeten worden, en hoewel dit veel zeldzamer is dan bij ICE-voertuigen, bestaat er ook kans op lekkages in het systeem. Dit zijn beide redenen waarom een EV een bezoek moet brengen voor professioneel onderhoud.
Luchtkoelsystemen daarentegen zijn vrijwel allemaal passief van ontwerp. De luchtstroom over de accu terwijl deze in beweging is, is bedoeld om de accu binnen de normale bedrijfsparameters te houden. Routineonderhoud houdt alleen in dat de luchtkanalen die de lucht over het accupakket leiden vrijgehouden worden.
Dat gezegd hebbende, kan langdurig onderhoud voor luchtgekoelde EV-batterijpakketten veel ingewikkelder zijn. Modulestoringen komen vaker voor omdat temperaturen schade kunnen veroorzaken, en het is niet ongehoord om individuele modules of complete accupakketten op tijd te vervangen. Wanneer dat het geval is, is balancering van de batterijmodule noodzakelijk.
Frequentie van BTMS-onderhoud
Voor vloeistofgekoelde EV BTMS-systemen worden de onderhoudsintervallen bepaald door de fabrikant. In de industrie zullen ontwerpverschillen en vloeistofchemie een rol spelen in hoe vaak koelvloeistof moet worden gespoeld en bijgevuld. Sommige fabrikanten zijn ervan overtuigd dat hun koelvloeistof nooit vervangen hoeft te worden tenzij een reparatie nodig is, maar andere hebben kilometerintervallen ingesteld.
Een aantal importmerken specificeren een interval van 80,000 kilometer, wat voor de gemiddelde bestuurder ongeveer elke vijf tot zes jaar is. Anderen zitten rond de acht jaar, ongeveer het tijdstip waarop de door de EPA verplichte garantie van de batterij afloopt. Anderen raden toch aan om de vloeistof te verversen na 150,000 km, of ongeveer 10 tot 12 jaar nadat het voertuig in gebruik is genomen.
Het verwisselen van koelvloeistof is echter niet de enige EV BTMS-service waar dealers rekening mee moeten houden. Gezondheidscontroles van EV-batterijen kunnen worden opgenomen in het routineonderhoudsschema of worden aangeboden in omstandigheden zoals klachten over een verminderd bereik of wanneer de auto moet worden doorverkocht.
Wanneer de gezondheid van een batterij in het geding is, kan het nodig zijn een module te vervangen en de module te balanceren voordat deze weer in gebruik wordt genomen. Bij luchtgekoelde batterijen is het aantal gevallen van slechte module doorgaans hoger, en dit soort diensten zijn vaker vereist. Verwacht dat auto's van 10 tot 15 jaar oud de auto's zijn waarvoor deze service het meest nodig is.
Waarom het belangrijk is voor servicewinkels
Het lijkt misschien alsof het steeds elektrischere wagenpark de activiteiten van reparatiewerkplaatsen zal wegnemen, maar er zijn nog steeds diensten die ze nodig zullen hebben, zoals het koelsysteem en reparaties met betrekking tot thermisch beheer en defecte batterijen. Bereid zijn om dit soort problemen aan te pakken is het ticket.
Technici moeten worden getraind in het veilig verversen van de koelvloeistof op modellen. Zorg ervoor dat u over de apparatuur beschikt om thermische beheersystemen voor batterijen te onderhouden, idealiter van veel verschillende fabrikanten. En met apparatuur als de xMB-9640 Hoogspanningsmodulebalancer, bent u bereid modules op betrouwbare wijze uit te balanceren.
Veelgestelde Vragen / FAQ
Waarom is batterijkoeling zo belangrijk bij elektrische voertuigen?
Lithium-ioncellen zijn zeer gevoelig voor temperatuur. Bij te hoge temperaturen versnellen de elektrochemische reacties op schadelijke wijze; bij te lage temperaturen neemt de interne weerstand toe, waardoor het vermogen en de laadcapaciteit afnemen. Het thermische beheersysteem houdt de cellen tijdens gebruik en opladen binnen het optimale temperatuurbereik van 15–35 °C.
Wat zijn de tekenen van een defect koelsysteem van een elektrische auto-accu?
Veelvoorkomende signalen zijn onder andere een onverklaarbaar verminderd bereik, lagere laadsnelheden bij gelijkstroom (DC), vaker optredende waarschuwingen voor oververhitting op het dashboard, ongebruikelijke koelvloeistofgeuren en zichtbare koelvloeistoflekkages in de buurt van de accubehuizing. Sommige elektrische auto's beperken het vermogen wanneer de koeling onvoldoende is om het accupakket te beschermen.
Is de koelvloeistof voor een elektrische auto-accu hetzelfde als de koelvloeistof voor een benzinemotor?
Nee. Koelcircuits voor elektrische autobatterijen gebruiken een diëlektrische of laaggeleidende koelvloeistof die speciaal is samengesteld om kortsluiting te voorkomen als een klein lek in contact komt met batterijcomponenten. Het gebruik van standaard antivries in een koelcircuit voor elektrische auto's kan ernstige veiligheidsrisico's met zich meebrengen.
Welke training hebben technici nodig om koelsystemen van elektrische voertuigen te onderhouden?
Technici hebben een certificaat voor hoogspanningsveiligheid nodig (handschoenen geschikt voor 1000V, geïsoleerd gereedschap, procedures voor het uitschakelen van hoogspanning) voordat ze de koelcircuits van EV-accu's aanraken. Raadpleeg voor elk model de service-informatie van de fabrikant, aangezien de koelarchitectuur per fabrikant aanzienlijk verschilt.
Kan een defect aan de koeling van een elektrische auto-accu permanente schade veroorzaken?
Ja. Herhaalde thermische gebeurtenissen – zelfs als het BMS een volledige thermische oververhitting voorkomt – veroorzaken lithiumafzetting, versnelde groei van de SEI-laag en celonbalans. Na verloop van tijd leidt dit tot permanent capaciteitsverlies dat met geen enkele software-update of herconditionering kan worden hersteld.
Hoe vaak moet de koelvloeistof van een elektrische auto-accu worden gecontroleerd?
De meeste autofabrikanten adviseren om de koelvloeistof elke 5 jaar of 150,000 mijl te controleren, maar garages zouden bij elke grote onderhoudsbeurt moeten controleren op vervuiling, pH-waarde en vriespunt. Elektrische voertuigen die vaak snelladen of in extreme klimaten rijden, hebben baat bij frequentere controles van het koelsysteem.