Hochvolt-Batterien in Elektrofahrzeugen müssen zuverlässig vor Wasser, Staub und Druckschwankungen geschützt werden. Dafür hat MANN+HUMMEL schon vor Jahren zuverlässige Druckausgleichselemente entwickelt. Nun bietet der VentPlus Baukasten für jeden Elektroantrieb die passende Lösung.

Leistungsfähige Hochvolt-Batterien sind das Herzstück der Elektromobilität. Daher muss das Eindringen von Wasser und Staub in das Batteriesystem verhindert, ein Druckausgleich hingegen ermöglicht werden. Größere Druckschwankungen können die Dichtheit des Batteriegehäuses und somit die Funktion der Batterie empfindlich beeinträchtigen oder sie sogar komplett zerstören. Schwankende Drücke entstehen beispielsweise durch veränderte Außentemperaturen oder Höhenunterschiede und führen unter Umständen zu plastischer Deformation und schlimmstenfalls zum Bruch von Batteriegehäuseteilen. Aber auch aus dem Inneren der Batterie droht Gefahr: Bei Zellversagen oder mechanischer Beschädigung kann es zur Entgasung von Batteriezellen und damit zu einem Überdruck im Gehäuse kommen. Dieser Überdruck muss sicher abgeleitet werden, um ein Bersten des Gehäuses zu vermeiden. Um das zu verhindern, hat MANN+HUMMEL bereits 2011 mit der Entwicklung von Druckausgleichselementen begonnen und diese seit 2013 bereits mehrfach in Serie gebracht. MANN+HUMMEL ist mit seinen Druckausgleichselementen beispielsweise in allen Elektro- und Hybridfahrzeugen der BMW Group vertreten. Viele weitere Projekte befinden sich in der Vorbereitung und werden in Kürze in Serienproduktion gehen.

Mit dem modularen VentPlus Baukasten stellt MANN+HUMMEL ein Konzept vor, das Flexibilität und die Vorteile von Standardlösungen, wie beispielsweise eine schnelle Verfügbarkeit, perfekt vereint. Kunden können aus verschiedenen Ausführungen erprobter Komponenten das passende Bauteil für ihre Anforderungen zusammenstellen. Das Ergebnis ist ein maßgeschneidertes Druckausgleichselement für ihre individuelle Anwendung.

Intelligente Barriere

Eine zentrale Komponente des Druckausgleichselements ist die Membran. Sie muss einerseits den Gasaustausch des Batteriegehäuses ermöglichen und andererseits das Eindringen von Partikeln sowie Flüssigkeiten zuverlässig verhindern. Die fluorierte Membran erschwert das Anhaften von Partikeln und Flüssigkeiten, das zum Verblocken führen kann. Die von MANN+HUMMEL verwendeten langzeitbeständigen, semipermeablen PTFE-Membranen schützen die Batterie gegen Staub und Watwasser ebenso wie gegen Wasser aus Hochdruck- oder Dampfstrahlreinigungsgeräten. Gleichzeitig dient die Membran als Druckausgleichselement gegen zu hohe Systemdrücke im Inneren des Systems: Steigt der Überdruck dort bis zu einem definierten Punkt an, führt dies zu einem Aufreißen der Membran und somit zu einem großen Querschnitt für eine effektive Notentgasung. Der VentPlus Baukasten bietet Kunden die Wahl zwischen zwei Membranen mit unterschiedlicher Durchlässigkeit und verschiedenen Auslösedrücken.

MANN+HUMMEL VentPlus

Perfekter Schutz

Ein Schutzgitter am Druckausgleichselement verhindert selbst nach einem Brandfall den Zugriff auf hochspannungsführende Komponenten im Inneren der Batterie. Je nach notwendiger Schutzklasse kann zwischen einem Waben-Design und einem Schlitz-Design gewählt werden. Zudem ist das gesamte Druckausgleichselement schwerentflammbar ausgeführt. Die Gehäusedichtung ist, abhängig von den Anforderungen an die chemische Beständigkeit, für den VentPlus Baukasten in drei verschiedenen Materialqualitäten verfügbar. Die schwarze EPDM-Dichtung hat eine chemische Beständigkeit gegen Kühlmittel, Wasser und Luft. Die rote VMQ-Dichtung weist zudem noch einen eingeschränkten Wiederstand gegen Öl und Kraftstoff auf. Die blaue FKM-Dichtung hält allen genannten Medien stand und ist zusätzlich noch schwerentflammbar.

Auch bei der Montageart des Druckausgleichselements am Batteriesystem verspricht VentPlus anforderungsgerechte Flexibilität: Das Bauteil lässt sich je nach Ausführung über metrische Verschraubung oder eine Direktverschraubung am Batteriegehäuse fixieren. Zudem wird durch die Innenverschraubung des Gehäuses ein Missbrauch durch Unbefugte verhindert. Über die spezielle Geometrie des Gehäuses kann über das Druckausgleichselement eine Dichtheitsprüfung des gesamten Batteriesystems erfolgen.

Schutzgitter im Waben- oder Schlitz-Design

Verschiedene Dichtungen

Flexible Montagemöglichkeiten

Auch in Zukunft sicher

Die Bedeutung des Druckausgleichselements für die Funktion und Sicherheit des Elektroantriebs ist elementar. Daher durchlaufen alle Elemente des VentPlus Baukastens ein strenges Prüfverfahren mit hundertprozentiger Prüfung der wesentlichen Funktionsparameter. Derzeit arbeitet MANN+HUMMEL an weiteren Lösungen für leistungsfähige Druckausgleichselemente. Sie sollen mit erweiterten Funktionen die zukünftigen Anforderungen an effiziente und sichere Batteriebelüftungssysteme optimal erfüllen.

Flyer Druckausgleichselement VentPlus

Lesen Sie mehr über das MANN+HUMMEL VentPlus Druckausgleichselement für Hochvolt-Batteriesysteme.