À medida que os fabricantes de baterias trabalham no desenvolvimento de baterias com maior densidade de energia e cada vez menores, as soluções de ventilação precisam acompanhar esse ritmo. Embora os sistemas de ventilação de dois estágios tenham se mostrado essenciais para atender a uma ampla gama de necessidades de ventilação de baterias, baterias de maior densidade exigem essas soluções com capacidade aprimorada de pressurização e desgaseificação para garantir desempenho, facilidade de uso e segurança. Essas tecnologias avançadas de ventilação já estão disponíveis e abrem caminho para a evolução do design das baterias.
A química e a capacidade determinam a produção de gás
Para determinar a solução de ventilação adequada para baterias de VEs, é fundamental calcular a quantidade de gás que será produzida em caso de fuga térmica. Seja na fabricação de baterias LFP (fosfato de ferro-lítio) ou NMC (níquel-manganês-cobalto), a produção de gás é determinada por dois fatores: química e capacidade.
Aumentar o teor de níquel nas baterias de VEs eleva a densidade de energia delas, o que é desejável, mas também provoca a quantidade de gás gerada em caso de fuga térmica. As baterias de LFP produzem menos gás, mas também apresentam menor densidade energética.
Da mesma forma, existe uma correlação linear entre a capacidade das baterias e o volume de gás produzido durante um evento de runaway térmico.
Fonte: Análise do comportamento de fuga térmica de baterias prismáticas de íons de lítio por meio de calorimetria em autoclave. Hoelleet 2021.
Um novo tipo de válvula de ventilação para uma desgaseificação mais rápida
Independentemente da composição da bateria que está sendo fabricada, seu sistema de ventilação precisa garantir tanto a equalização consistente da pressão quanto a rápida desgaseificação em caso de um evento de fuga térmica. À medida que são desenvolvidas baterias de maior capacidade, simplesmente aumentar o número ou o tamanho das aberturas de ventilação para acomodar o aumento correspondente na produção de gás não é viável, dada a exigência de que os conjuntos de baterias ocupem menos espaço.
Para atender à necessidade do setor por soluções de ventilação que proporcionem uma desgaseificação mais rápida, a Donaldson desenvolveu o sistema de ventilação de baterias Jet de dois estágios. Projetado para proporcionar equalização ideal de pressão e proteção contra ingressos durante condições normais de operação, seu design exclusivo de pressão média ejeta a válvula e a tampa para criar uma abertura maior para a saída de gás em situações de emergência, aumentando a segurança e reduzindo o risco de danos a outros conjuntos de baterias. Se a pressão interna da embalagem exceder a pressão de abertura de 115 mbar, a tampa e a válvula tipo poppet são ejetadas, permitindo uma rápida desgaseificação de aproximadamente 100 litros/segundo @ 100 mbar – a capacidade de desgaseificação mais rápida do setor.
Para permitir aos fabricantes a flexibilidade de utilização em diversos modelos de baterias, o respiro Donaldson Jet apresenta engenharia de ponta, incluindo a tecnologia proprietária de membrana Tetratex® ePTFE, com proteção integrada contra cenários extremos por meio de rápida desgaseificação.
Menos aberturas de ventilação são necessárias
Engenheiros e projetistas reconhecerão que, quanto mais eficazes forem as capacidades de pressurização e degaseificação de uma válvula de alívio da bateria, menor será o número de válvulas necessárias para garantir proteção adequada. O sistema Jet de dois estágios pode reduzir em até 90% o número de aberturas de ventilação necessárias no pack de bateria. Menos aberturas de ventilação por módulo de baterias significa menor espaço ocupado, menos furos por módulo e processos de fabricação e montagem simplificados, resultando em maior eficácia e redução de custos. O Jet também oferece uma função de verificação de vazamentos de fácil utilização para garantir que a bateria esteja devidamente vedada antes de sair da fábrica.
Use o Jet e esqueça
Para fabricantes de baterias que buscam pequenas aberturas de ventilação com alta eficiência, o Jet estabelece um novo padrão. Funciona para todos os tipos de veículos e aplicações, eliminando a necessidade de reprojetar cada pacote de bateria para acomodar diferentes aberturas de ventilação. O Jet possibilita uma desgaseificação muito elevada para a tecnologia de baterias de hoje e do futuro.
