Freudenberg: Verbessertes Entlüftungsventil für Akkus

Freudenberg Sealing Technologies (FST) hat eine neue Generation seiner DIAvent-Ventile vorgestellt. Sie sorgen dafür, dass Reaktionsgase aus beschädigten Lithium-Ionen-Akkus viermal schneller als bislang entweichen können. Gleichzeitig ermöglicht das Ventil den permanent notwendigen Druckausgleich im Regelbetrieb.

Der Dichtungsspezialist aus Weinheim hat mit „DIAvent“ erstmals Anfang 2020 ein Entlüftungsventil in Serie gebracht, dass sowohl die reguläre Gehäuseentlüftung als auch eine schnelle Entgasung im Notfall in einem Bauteil vereint. Nun stellt der Zulieferer eine neue Generation des Ventils vor, die schnell in Serie gehen soll. Erste Funktionsprototypen befinden sich nach Angaben des Unternehmens bereits in der Kundenerprobung.

Kurz zur Einordnung: Kommt es zu einem mechanischen Defekt oder einem Kurzschluss, können sich einzelne Akkuzellen stark erhitzen. Damit einher geht die Gefahr, dass der in heutigen Lithium-Ionen-Zellen fast ausnahmslos eingesetzte flüssige Elektrolyt verdampft und als heißes Gas in das Batteriegehäuse austritt. Um das Gas schnell und kontrolliert in die Umwelt abzugeben, verfügen viele Akkugehäuse aktuell über mehrere Berstscheiben, benötigen im Regelbetrieb zur kontrollierten Entlüftung jedoch zusätzlich ein separates Ventil.

Freudenberg Sealing Technologies integriert beide Sicherheitsfunktionen in ein Bauteil. Die angekündigte neue Generation namens DIAvent Highflow soll „schon bei einem Überdruck von 300 Millibar im Gehäuseinneren einen Volumenstrom von 92 Litern pro Sekunde ermöglichen“, teilt der Hersteller mit. Der Grundaufbau des Ventils sei dabei gegenüber der ersten Generation nicht verändert worden. „Ein zentral angeordnetes wasserabweisendes Vliesstoff-Element ermöglicht einen effektiven Luftaustausch im Regelbetrieb. Trifft Wasser mit hohem Druck auf das Ventil, wird die Außenlage interimsweise auf eine vollkommen mediendichte Innenlage gedrückt, so dass kein Wasser ins Gehäuse gelangen kann“, heißt es in einer begleitenden Pressenotiz.

Die Entgasung im Notfall werde durch ein Schirmventil ermöglicht, das ringförmig um die Vliesstoffmembran angeordnet ist. „Es öffnet zuverlässig, sobald der Druck im Gehäuse den atmosphärischen Luftdruck um mehr als 40 Millibar übersteigt. Nachdem der Druck ausgeglichen wurde, schließt die reversible Schirmmembrane wieder und stellt die Wasserdichtheit wieder her.“

Die deutliche Leistungssteigerung des von den Außenabmessungen nahezu unveränderten Ventils ist nach Angaben von Freudenberg auf eine optimierte Gasführung im Inneren des Bauteils zurückzuführen. „Mit der neuen Generation unserer Gehäuseentlüftung wollen wir dazu beitragen, Elektromobilität noch sicherer zu machen“, erläutert Entwicklungsingenieur Roman Herzog. „Ventile, die sowohl einen Druckausgleich im Regelbetrieb als auch einen hohen Volumenstrom im Notfall ermöglichen, reduzieren zudem die Kosten auf Systemebene.“ Wichtig sei dies, weil zwar die Energiedichte von Traktionsbatterien weiter steigen werde, die Kosten pro speicherbarer Kilowattstunde in den kommenden Jahren jedoch signifikant sinken sollen.
fst.com