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06.10.2017 | Batterie | Nachricht | Onlineartikel

Druckausgleichselement für Akkus von E-Autos entwickelt

Autor:
Christiane Köllner

Freudenberg Sealing Technologies hat mit Diavent ein Druckausgleichselement für Akkus entwickelt. Es soll den Druckausgleich im Normalbetrieb und den Überdruckabbau bei einer Notentgasung kombinieren.

Das Druckausgleichselement Diavent von Freudenberg Sealing Technologies vereint zwei Funktionen, für die bislang meist getrennte Bauelemente verwendet werden. Kern der Lösung sei die Kombination von Vliesstoffen mit einem reversibel schaltenden Schirmventil, so das Unternehmen. Diavent soll es ermöglichen, Elektrofahrzeuge sicherer und wirtschaftlicher zu gestalten. 

Laut Freudenberg war das eine technische Herausforderung: Denn während unter üblichen Druckausgleichs-Bedingungen bidirektional nur wenige Liter Luft pro Minute ausgetauscht werden, gilt es im Notfall, die komplette aus einer schadhaften Zelle emittierte Gasmenge in wenigen Sekunden abzuführen, damit das Gehäuse durch den starken Innendruck in Höhe eines Vielfachen des Luftdrucks nicht bersten kann. Hierzu werden derzeit vor allem sich kontrolliert zerstörende Druckausgleichselemente eingesetzt. Zusätzlich erschwert wird die Kombination beider Funktionen durch den Trend zu Batteriesystemen mit immer höherer Energiedichte und demnach geringem Totvolumen im Batteriegehäuse. Denn damit steigen auch die Menge an Gasen, die im Notfall schnell abgeführt werden muss, sowie die Geschwindigkeit, mit der der Druckausgleich im Normalbetrieb erfolgen soll.

Bei mehreren Fahrzeugherstellern im Test

Die von Freudenberg Sealing Technologies zum Patent angemeldete Lösung behebt zunächst den scheinbaren Widerspruch zwischen einer hohen, flächenbezogenen Luftdurchlässigkeit und einer gleichzeitig sehr hohen Wasserdichtheit. Der Schlüssel liege darin, die übliche mikroporöse Folie durch eine Kombination aus zwei Vliesstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu ersetzen, so das Unternehmen. Das wasserabweisende Vliesstoff-Element auf der Außenseite ermögliche bei einer geringen Druckdifferenz einen Luftaustausch von zirka acht Litern pro Minute und sei wasserdicht bis zu 100 Millimeter Wassersäule. Steigt der Wasserdruck darüber hinaus, wird die Außenlage interimsweise auf eine vollkommen mediendichte Innenlage gedrückt, sodass kein Wasser ins Gehäuse gelangen kann. Die Entgasung im Notfall wird durch ein Schirmventil ermöglicht, das ringförmig um den Vliesstoff angeordnet ist. Es öffnet zuverlässig, sobald der Druck im Gehäuse den atmosphärischen Luftdruck um mehr als 50 Millibar übersteigt, und kann dann 40 Liter Gas pro Sekunde abführen. Ein großer Vorteil der Freudenberg-Lösung besteht darin, dass das Schirmventil anschließend wieder schließt. In der Praxis erleichtert das den sicheren Ausbau einer beschädigten Batterie nach einer Notentgasung. Da es völlig reversibel öffnet und schließt, kann es auch im Normalbetrieb den Druckausgleich unterstützen, beispielsweise wenn Akkus mit sehr hoher Energiedichte raschen Temperaturschwankungen ausgesetzt sind.

Derzeit testen bereits mehrere Fahrzeughersteller das Druckausgleichselement. Perspektivisch könne Diavent jedoch auch in Industrieanwendungen genutzt werden, in denen für elektrische oder elektronische Systeme ein Druckausgleich benötigt wird.

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