Alors que les fabricants de batteries s'efforcent de mettre au point des batteries à plus haute densité énergétique et de plus en plus petites, les solutions d'aération doivent suivre le rythme. Alors que les systèmes de ventilation à double étage se sont révélés essentiels pour répondre à une large gamme de besoins en matière de ventilation des batteries, celles de plus haute densité nécessitent des évents avec des capacités de pressurisation et de dégazage améliorées pour garantir la performance, la facilité d’utilisation et la sécurité. Ces technologies de ventilation avancées sont disponibles dès à présent et ouvrent la voie à l'évolution de la conception des batteries.
La chimie et la capacité déterminent la production de gaz
Pour définir la solution de ventilation appropriée pour les batteries de véhicules électriques, il est essentiel de calculer la quantité de gaz qui sera produite en cas d'emballement thermique. Qu’il s’agisse de fabriquer des batteries LFP (phosphate de lithium) ou NMC (nickel, manganèse, cobalt), la production de gaz est dictée par deux facteurs : chimie et capacité
L'augmentation de la teneur en nickel des batteries de véhicules électriques accroît leur densité énergétique, ce qui est souhaitable, mais augmente également la quantité de gaz générée en cas d'emballement thermique. Les batteries LFP produisent moins de gaz, mais ont également une densité énergétique plus faible.
De même, il existe une corrélation linéaire entre la capacité des batteries et le volume de gaz produit lors d'un emballement thermique.
Source : Analyse du comportement d'emballement thermique des batteries prismatiques au lithium-ion par calorimétrie en autoclave. Hoelleet al. 2021.
Un nouveau type d'évent pour un dégazage plus rapide
Quelle que soit la composition de la batterie fabriquée, son évent doit assurer à la fois une égalisation constante de la pression et un dégazage rapide en cas d’emballement thermique. Au fur et à mesure que des batteries de plus grande capacité sont développées, il n'est pas possible d'augmenter simplement le nombre ou la taille des évents pour faire face à l'augmentation de la production de gaz qui en découle, compte tenu de la nécessité de disposer de batteries de plus faible encombrement.
Pour répondre aux besoins de l’industrie en matière de solutions de ventilation permettant un dégazage plus rapide, Donaldson a mis au point la ventilation de batterie Jet à deux étages. Conçue pour assurer une égalisation optimale de la pression et une protection contre les infiltrations dans des conditions de fonctionnement normales, sa conception unique à moyenne pression éjecte le clapet et le capuchon afin d'élargir l'ouverture permettant au gaz de s'échapper en cas d'urgence, renforçant ainsi la sécurité et réduisant le risque d'endommager d'autres blocs-batteries. Si la pression interne de l’emballage dépasse la pression d’ouverture de 115 mbar, le bouchon et le clapet se détachent, ce qui permet un dégazage rapide d’environ 100 litres par seconde à 100 mbar : la capacité de dégazage la plus rapide de l’industrie dans l’industrie.
Afin dʼoffrir aux fabricants la souplesse dʼutilisation dans de multiples conceptions de batteries, lʼévent Donaldson Jet est doté dʼune technologie de pointe, notamment la membrane Tetratex® ePTFE brevetée, avec une protection contre les pires scénarios grâce à un dégazage rapide.
Moins d'évents nécessaires
Les ingénieurs et les concepteurs reconnaîtront que plus les capacités de pressurisation et de dégazage d’un évent de batterie sont efficaces, moins il faut d’évents pour assurer une protection adéquate. Le Jet à double étage permet de réduire jusqu'à 90 % le nombre d'évents requis pour le bloc-batterie. Moins d’évents par pack signifie un encombrement réduit, moins de trous par batterie et une fabrication et un assemblage rationalisés, ce qui se traduit par une efficacité et une réduction des coûts. Le Jet offre également une capacité de contrôle des fuites facile à mettre en œuvre pour s'assurer que le bloc-batterie est correctement scellé avant de quitter l'usine.
Jetez‑et‑oubliez
Pour les fabricants de batteries qui recherchent des évents de petite taille avec une grande efficacité, le Jet établit une nouvelle norme. Il convient à tous les types de véhicules et d'applications, ce qui élimine la nécessité de reconcevoir chaque pack de batteries pour l’adapter à différentes prises d’air. Le Jet permet un dégazage très élevé pour la technologie des batteries d'aujourd'hui et de demain.
