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Bei Elektrofahrzeugen stehen für Fahrer zwei Dinge im Vordergrund: Reichweite und Sicherheit. Beide hängen direkt mit einem kritischen Faktor zusammen: der Temperatur des Akkupacks. Ist es zu kalt, sinkt die Reichweite drastisch. Ist es zu heiß, entstehen Sicherheitsrisiken. In diesem „Energiekern“ spielen zuverlässige NTC-Temperatursensoren eine entscheidende Rolle für Leistung und Schutz.

Die thermische Herausforderung bei EV-Batterien

Im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren, die größere Temperaturschwankungen tolerieren, arbeiten Lithium-Ionen-Akkus innerhalb sehr enger Grenzen.

• Problem bei kaltem Wetter: Bei Minusgraden kann die Reichweite um 30–40 % sinken. Beispielsweise kann ein Elektrofahrzeug mit einer Reichweite von 300 Meilen nur 180 Meilen weit kommen, wenn es über Nacht bei Frost im Freien geparkt wird.
• Hitze beim Schnellladen: Wenn die Akkutemperatur 45 °C übersteigt, beschleunigt sich die Zelldegradation, wodurch das Risiko einer verkürzten Lebensdauer oder sogar eines thermischen Durchgehens steigt.
• Ungleichgewichtsrisiko: Schon ein Unterschied von 5 °C zwischen den Zellen kann zu ungleichmäßigem Laden führen und so die Gesamtlebensdauer der Batterie verkürzen.

Um diesen Problemen entgegenzuwirken, verwenden moderne Elektrofahrzeuge intelligente Wärmemanagementsysteme, die im Winter heizen und im Sommer beim Schnellladen kühlen.

NTC-Sensoren: Aufbau eines mehrschichtigen Überwachungsnetzwerks

In den heutigen EV-Batteriepacks NTC-Temperatursensoren werden an mehreren Punkten verteilt, um genaues Feedback in Echtzeit zu liefern:

• An einzelnen Zellen: Sensoren erfassen die Temperatur jeder Zelle und melden dem Batteriemanagementsystem (BMS), wenn ein Hotspot 48 °C erreicht. Dies ermöglicht eine gezielte Kühlung, bevor die Gefahr eskaliert.
• An Kühlmittelkanälen: Sensoren an den Ein- und Auslässen sorgen für effiziente Heiz- oder Kühlzyklen. So kann beispielsweise im Winter die Heizung abgeschaltet werden, sobald die Kühlmitteltemperatur 25 °C erreicht, um Energie zu sparen.
• Am Akkugehäuse: Externe Sensoren messen Umgebungseinflüsse, wie z. B. Kaltstarts bei –10 °C, und ermöglichen so ein Vorheizen, um die Zellen für eine optimale Aktivierung über 15 °C zu halten.

Dieser dreischichtige Ansatz aus Zelle, Kühlmittel und Gehäuse ermöglicht den Ingenieuren eine präzise Kontrolle über das Verhalten des Packs.

Reichweite und Sicherheit im Gleichgewicht

Der wahre Wert von NTC-Sensoren liegt darin, eine dynamische Anpassung zwischen Leistung und Schutz zu ermöglichen.

• Bei 40 °C reduziert das BMS die Ladeleistung (z. B. von 120 kW auf 80 kW), um eine Überhitzung zu verhindern.
• Bei 10 °C im Winter ermöglicht das System einen höheren Ladestrom, wodurch die Wartezeit verkürzt wird, ohne die Lebensdauer der Batterie zu beeinträchtigen.

Das Ergebnis? Elektrofahrzeuge können in 30 Minuten auf 80 % schnell aufgeladen werden, während sich die Lebensdauer der Akkus auf über 1.200 verlängert – im Vergleich zum Branchendurchschnitt von 800.

Laut IEA und EVTank werden die weltweiten Elektrofahrzeugverkäufe im Jahr 2024 die Marke von 17 Millionen überschreiten, mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 26 % in den letzten drei Jahren. Bis 2025 werden die Verkäufe voraussichtlich die Marke von 22 Millionen übersteigen, und bis 2030 könnte die Marktdurchdringung 40 % übersteigen. Angesichts dieser rasanten Verbreitung steht die thermische Sicherheit von Batterien weltweit auf dem Prüfstand – hochzuverlässige Sensoren sind daher nicht optional, sondern unerlässlich.

Warum Shiheng Electronics?

Bei Shiheng Electronics bieten wir präzisionsgefertigte NTC-Sensoren maßgeschneidert für EV-Batteriesysteme:

• Bewährte Genauigkeit und schnelle Reaktion in dynamischen Ladeumgebungen.
• Robuste Konstruktion für starke Vibrationen, Feuchtigkeit und Langzeitstabilität.
• Anpassbare Sonden- und Kabelbaumdesigns für die direkte Packintegration.
• Vertrauenswürdiger Lieferant mit über 20 Jahren Erfahrung in der Wärmesensorik.

Mit jedem Datenpunkt helfen unsere Sensoren den OEMs, sowohl eine größere Reichweite als auch mehr Sicherheit zu bieten – und sorgen dafür, dass Fahrer von Elektrofahrzeugen zu jeder Jahreszeit Vertrauen auf der Straße haben.