Venting Units: Innovación en la gestión de presión y seguridad de las baterías
En 2023, MANN+HUMMEL, grupo alemán especialista en el desarrollo de sistemas de filtración, designó su planta de Zaragoza para la fabricación en exclusiva en Europa de sus sistemas de ventilación para baterías de vehículos eléctricos: Venting Units.
La función de las Venting Units es la protección de las potentes baterías de alto voltaje que son el núcleo de la movilidad eléctrica, evitando la entrada de agua y polvo y compensando las diferencias de presión ocasionadas por cambios en la temperatura ambiente o diferencias de altitud.
Las fluctuaciones de presión más grandes pueden afectar seriamente a la hermeticidad de la carcasa de la batería y, por lo tanto, también pueden tener un efecto negativo en el funcionamiento de la batería.
En casos extremos, se van a ocupar de permitir una desgasificación de emergencia en caso de una sobrepresión en el interior del sistema de baterías producida por la acumulación de gases provenientes del desgaste de las celdas.
Así pues, entre las funciones principales de las venting units podemos enumerar:
- Compensación de presión: Las venting units permiten equilibrar las diferencias de presión dentro de la batería causadas por variaciones de temperatura o altitud.
- Protección contra contaminantes: Garantizan la hermeticidad frente al polvo y al agua, evitando que estos elementos dañen la batería.
- Seguridad de los contactos: Previenen el acceso a los componentes de alta tensión, incluso después de un incendio, proporcionando una seguridad intrínseca.
- Desgasificación de emergencia: En caso de mal funcionamiento de la batería, permiten la liberación de gases para evitar daños mayores, como incendios o explosiones.
Componentes de las venting untis
Las venting units están compuestas por varios elementos clave que aseguran su funcionamiento eficaz y seguro en las baterías de vehículos eléctricos. Estos componentes trabajan juntos para mantener la integridad y seguridad de las baterías, especialmente, tal como comentábamos anteriormente, en condiciones extremas como altas temperaturas, cambios de altitud, exposición al polvo o al agua, incendios o mal funcionamiento de la batería.
La membrana de ventilación permite la compensación de presión y la liberación de gases sin permitir la entrada de contaminantes como polvo o agua. Por su parte, la carcasa protectora, fabricada generalmente de materiales resistentes a altas temperaturas y químicos, protege la membrana y otros componentes internos.
Otro conjunto de elementos son los sellos y juntas, que aseguran la estanqueidad del sistema, evitando fugas y garantizando que solo se liberen gases cuando sea necesario.
Por último, la válvula de alivio de presión actúa en situaciones de emergencia para liberar rápidamente la presión acumulada dentro de la batería, previniendo posibles explosiones o incendios.
Perspectivas de MANN +HUMMEL sobre el futuro de tecnología de ventilación de baterías
MANN+HUMMEL considera esencial el papel crucial que desempeñan las venting units para la funcionalidad y fiabilidad de los vehículos eléctricos.
En este sentido, la compañía está desarrollando soluciones adicionales para unidades de ventilación de alto rendimiento con funciones ampliadas. Estas unidades de ventilación de próxima generación satisfarán perfectamente los requisitos futuros de los sistemas de ventilación de baterías, con foco en un rendimiento mejorado y una mayor confiabilidad.
Así, el kit modular VentPlus de MANN+HUMMEL combina a la perfección la flexibilidad y las ventajas de las soluciones estándar, como la rápida disponibilidad. El resultado es una unidad de ventilación personalizada para su aplicación individual.
Las membranas de PTFE semipermeables y duraderas que utiliza MANN+HUMMEL protegen la batería contra el polvo y el agua del ambiente, así como contra el agua procedente de dispositivos de limpieza con chorro de agua o con vapor a alta presión. Al mismo tiempo, la membrana sirve como unidad de ventilación contra la sobrepresión en el interior del sistema. Si la sobrepresión aumenta hasta un nivel definido, se produce una grieta en la membrana y, por tanto, una gran sección transversal para una desgasificación de emergencia eficaz. El sistema modular VentPlus ofrece la posibilidad de elegir entre dos membranas con diferentes permeabilidades y presiones de ruptura.
En cuanto a la rejilla protectora en la unidad de ventilación, que impide el acceso a los componentes de alto voltaje dentro de la batería incluso en caso de incendio, según la clase de protección requerida, se puede elegir entre un diseño en forma de panal y un diseño de ranura. Además, la unidad de ventilación completa está diseñada para ser ignífuga. El sistema modular VentPlus ofrece tres tipos de juntas con diferentes especificaciones de material para cumplir con los respectivos requisitos de resistencia química. La junta negra de EPDM es químicamente resistente al refrigerante, al agua y al aire. La junta roja de VMQ ofrece una resistencia limitada adicional al aceite y al combustible. La junta azul de FKM resiste todos los medios mencionados y también está diseñada para ser ignífuga.
De este modo, VentPlus ofrece flexibilidad para la aplicación en lo que respecta a la forma en que se monta la unidad de ventilación en la batería. Según la versión, el componente se puede fijar mediante una conexión de tornillo métrico o atornillando directamente a la carcasa de la batería. Además, el tornillo interno en el interior de la carcasa evita el uso indebido por parte de personas no autorizadas. Gracias a la geometría especial de la carcasa, se puede realizar una prueba de fugas de todo el sistema de batería a través de la unidad de ventilación.