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DIAvent®
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DIAvent® – das vielseitige Druckausgleichselement für Lithium-Ionen-Batterien
Kombinierter Druckausgleich und Notentgasung in einem Bauteil
Die hermetisch abgedichteten Gehäuse von Lithium-Ionen-Batterien für Fahrzeuge müssen spezielle Vorrichtungen für den notwendigen Druckausgleich haben.
Das Druckausgleichselement DIAvent® vereint gleich mehrere Funktionen in einem Bauteil: den Druckausgleich im Normalbetrieb, das schnelle und verlässliche Öffnen für eine Notentgasung im Worst-Case-Fall – dem thermischen Durchgehen einer Zelle – und das darauffolgende Schließen nach erfolgtem Druckausgleich. Damit sorgt das Element nicht nur für deutlich mehr Sicherheit, sondern ist darüber hinaus noch robuster als herkömmliche Lösungen.
Alle Vorteile von DIAvent® auf einem Blick
- vielseitige Funktionen in einem Bauteil
- kleine Abmessungen mit 55 mm Durchmesser
- Wiederverschließen erhöht die Sicherheit nach Notfallentgasung
- robuster als bislang übliche Lösungen aus poröser PTFE-Folie
Unsere Produkte im Detail
DIAvent® – robust, wiederverschließbar, sicher
Das patentierte Druckausgleichselement DIAvent® von Freudenberg besteht aus einem zentral angeordneten 3-schichtigen Atmungselement. Die beiden äußeren wasser- und ölabweisenden Schichten sind atmungsaktive Vliesstoffe. Sie schützen die innere Schicht vor mechanischen Einwirkungen und der Kontamination durch Staubpartikel. Die 3-lagige Schicht bietet nicht nur eine höhere Robustheit im Vergleich zu bislang üblichen PTFE-Folien, sie auch einen vierfach höheren Luftdurchsatz als marktübliche Lösungen. Damit kann das Druckausgleichselement entsprechend kleiner ausfallen.
Die Notfall-Entgasung erfolgt über ein integriertes Schirmventil, das ringförmig um das zentrale Atmungselement angeordnet ist. Es ist wie eine Dichtlippe aufgebaut und öffnet ab Druckdifferenzen zwischen Batterieinnerem und Atmosphäre von ca. 40 mbar. Sinkt der Differenzdruck, schließt sich das Ventil wieder. Auf diese Weise wird sowohl verhindert, dass größere Mengen Umgebungsluft in die Batterie gelangt und dort zu unkontrollierbaren Reaktionen führen als auch, dass weitere toxische Produkte die Umgebung kontaminieren.
DIAvent® Highflow – mehr Sicherheit bei höher Energiedichte
Speziell für Batteriesysteme mit höheren Energiedichten hat Freudenberg das Druckausgleichselement DIAvent® Highflow entwickelt. Die höhere Energiedichte führt auch zu größeren Gasmengen, die im Notfall schnell abgeführt werden müssen.
DIAvent® Highflow ist primär für den Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien größerer Fahrzeuge mit sehr hoher Energiedichte ausgelegt und hat im Notfall im Vergleich zum Standard DIAvent® einen viermal höheren Massendurchfluss.
Um dies im Notfall erreichen zu können, wurde nicht nur die entstehende Öffnung durch die Dichtlippe vergrößert, sondern auch zusätzliche Abluftkanäle integriert.
Sie möchten technische Informationen zu DIAvent® Highflow, wie beispielsweise Abmessungen oder Angaben zu Druckausgleich?
DIAvent® Light – Druckausgleich im Normalbetrieb
DIAvent® Light ist die ideale Druckmanagement Lösung für die Belüftung von trocken laufenden E-Motoren und -Achsen, Invertern und Batteriesystemen. Bestehend aus wasserdichten, mehrlagigen Vliesstoffen, übernimmt das Element zuverlässig den notwendigen bidirektionalen Druckausgleich der Gehäuse.
Mit seiner extrem hohen Gasdurchlässigkeit sorgt das Druckausgleichselement auch unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen in einem großen Temperaturbereich von -40 °C bis 150 °C für einen sicheren Druckausgleich im Normalbetrieb.
Sie möchten technische Informationen zu DIAvent® Light, wie beispielsweise Abmessungen oder Angaben zu Druckausgleich?
Die Herausforderung: Täglich und im Notfall
Die tägliche Herausforderung: Druckschwankungen im Fahrbetrieb
Luftdruckveränderungen innerhalb des Batteriegehäuses eines Fahrzeugs entstehen im normalen Fahrbetriebs. Zum Beispiel, wenn das Fahrzeug eine Passstraße befährt oder sich die Temperatur im Batteriegehäuse im Zeitraum zwischen Kaltstart und hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn verändert. Diese Druckschwankungen werden durch einen Luftaustausch von einigen Litern Luft pro Minute in beide Richtungen ausgeglichen. Hierfür wurden bislang meist poröse PTFE-Folien als Druckausgleichselement eingesetzt. Die Nachteile dieser Lösungen sind im Wesentlichen die hohe Empfindlichkeit in Bezug auf mechanische Einflüsse sowie eine Kontamination durch Partikel und flüssige Medien, die letztendlich die Luftdurchlässigkeit verringern. DIAvent® bietet hier eine sinnvolle Alternative.
Die Herausforderung im Notfall: Druckausgleich in Sekunden
Fremdkörper in der Zelle, interne und externe Kurzschlüsse, schadhafte Überladungen oder die Zerstörung der Batteriezelle bei einem Unfall führen zu einer Freisetzung hoher Energiemengen und Gasvolumina. Das entstehende Gas strömt unmittelbar in das Batteriegehäuse.
Um den daraus entstehenden Druck möglichst schnell zu senken, verfügen Batteriegehäuse meist über eingebaute Berstscheiben als Sollbruchstellen, um das Gas schnell und kontrolliert abgeben zu können. Diese verhindern zwar eine Beschädigung des Gehäuses, durch die zerstörte Scheibe verbleibt aber nach der Notentgasung eine Öffnung nach außen. Dies hat entscheidende Nachteile. Denn nach dem Druckausgleich kann Umgebungsluft in die Batterie gesaugt werden, wodurch ein brennbares Gas-Luft-Gemisch entsteht, welches im heißen Batteriegehäuse weitere exotherme Reaktionen hervorrufen kann.
DIAvent® – die zuverlässige und sichere Lösung
Das Druckausgleichselement DIAvent® ist nicht nur äußerst robust gegen mechanische Beanspruchung, sondern schließt die im Fall einer Notentgasung geöffnete Schirmmembrane im Anschluss direkt wieder. Das erhöht zum einen die Sicherheit für Personen im näheren Umfeld des Fahrzeugs – auch was beispielsweise den Abtransport eines Unfallfahrzeugs angeht – und verhindert zum anderen eine mögliche Umweltbelastung.
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