W miarę jak producenci akumulatorów starają się tworzyć rozwiązania o większej gęstości energii i coraz mniejsze akumulatory, rozwiązania do wentylacji akumulatorów muszą nadążyć za tym trendem. Chociaż dwuetapowe systemy odpowietrzania okazały się kluczowe w obsłudze szerokiego zakresu zagadnień związanych z wentylacją akumulatorów, akumulatory o wyższej gęstości wymagają otworów wentylacyjnych o ulepszonych możliwościach utrzymywania ciśnienia i odgazowywania, aby zapewnić wydajność, łatwość użytkowania i bezpieczeństwo. Te zaawansowane technologie odpowietrzania już istnieją i stanowią podwaliny pod dalszy rozwój konstrukcji akumulatorów.
Ilość gazów zależy od chemii i pojemności
Chcąc określić odpowiednie rozwiązanie odpowietrzania akumulatorów pojazdów elektrycznych, kluczowe jest obliczenie ilości gazu, jaka powstanie w przypadku niekontrolowanego wzrostu temperatury akumulatora. W przypadku produkcji akumulatorów LFP (litowo-żelazowo-fosforanowych) i NMC (niklowo-manganowo-kobaltowych), produkcja gazów zależy od dwóch czynników: chemii i pojemności elektrycznej.
Zwiększenie zawartości niklu w akumulatorach pojazdów elektrycznych zwiększa ich gęstość energetyczną, co jest pożądane, ale zwiększa również ilość gazów powstających w przypadku niekontrolowanego wzrostu temperatury. Akumulatory LFP wydzielają mniej gazów, lecz kosztem mniejszej gęstości energetycznej.
Podobnie istnieje liniowa korelacja pomiędzy pojemnością akumulatorów a ilością gazów powstającą podczas zjawiska niekontrolowanego wzrostu temperatury, zwanego też ucieczką termiczną.
Źródło: Analiza niekontrolowanego wzrostu temperatury w pryzmatycznych bateriach litowo-jonowych metodą kalorymetrii autoklawowej. Hoelleet al. 2021.
Nowy typ odpowietrznika, umożliwiający szybsze odgazowanie
Niezależnie od składu chemicznego akumulatora, jego odpowietrzanie musi umożliwiać zarówno stałe wyrównywanie ciśnień, jak i szybkie odgazowywanie w razie niekontrolowanego wzrostu temperatury. Wraz z rozwojem akumulatorów o większej pojemności, samo zwiększanie liczby lub rozmiaru odpowietrzników w celu przystosowania ich do rosnącej ilości wydzielanych gazów jest niepraktyczne, zważywszy na konieczność zachowania jak najmniejszych gabarytów akumulatorów, jak to możliwe.
Chcąc sprostać zapotrzebowaniu branży na rozwiązania wentylacyjne umożliwiające szybsze odprowadzanie gazów, firma Donaldson opracowała dwustopniowy odpowietrznik akumulatora Jet. Zaprojektowano go tak, aby umożliwiał optymalne wyrównywanie ciśnienia i ochronę przed wnikaniem podczas normalnych warunków pracy, zaś jego wyjątkowa średniociśnieniowa konstrukcja wysuwa tłoczek i nasadkę, tworząc większy przelot dla ujścia gazów w sytuacji awaryjnej, co zwiększa bezpieczeństwo oraz zmniejsza ryzyko uszkodzenia innych pozostałych akumulatorów. Jeżeli ciśnienie wewnętrzne w pakiecie akumulatora przekroczy ciśnienie otwarcia równe 115 mbar, nasadka i tłoczek zostaną wystrzelone, co umożliwi szybkie odprowadzenie gazów w tempie około 100 litrów na sekundę pod ciśnieniem 100 mbar — jest to największa wartość w branży.
Aby zapewnić producentom elastyczność stosowania różnych konstrukcji akumulatorów, odpowietrznik Donaldson Jet charakteryzuje się najlepszymi w swojej klasie rozwiązaniami technicznymi, w tym opatentowaną technologią membrany Tetratex® ePTFE, z wbudowaną ochroną na wypadek najgorszego scenariusza dzięki szybkiemu odgazowaniu.
Mniej otworów wentylacyjnych
Inżynierowie i projektanci zauważą, że im skuteczniejsze są możliwości sprężania i odgazowywania w odpowietrzniku akumulatora, tym mniej takich zaworów potrzebna dla odpowiedniej ochrony. Dwustopniowy system Jet pozwala ograniczyć liczbę potrzebnych odpowietrzników w pakiecie akumulatora nawet o 90%. Mniejsza odpowietrzników w akumulatorze oznacza mniejsze gabaryty, mniejszą liczbę otworów na akumulator oraz usprawnioną produkcję i montaż, co przekłada się na większą efektywność i oszczędności kosztów. Jet umożliwia również łatwą kontrolę szczelności, aby mieć pewność, że akumulator jest odpowiednio uszczelniony przed opuszczeniem zakładu.
"Odgazuj i zapomnij"
Jet wyznacza nowy standard dla producentów akumulatorów poszukujących małych odpowietrzników o wysokiej wydajności. Rozwiązanie to sprawdza się we wszystkich typach pojazdów i zastosowań, eliminując konieczność przeprojektowywania każdego pakietu akumulatora w celu dostosowania go do różnych odpowietrzników. Jet umożliwia bardzo szybkie upuszczanie gazów w obecnych i przyszłych technologiach akumulatorów.
