Artículo técnico
MANN+HUMMEL
MANN+HUMMEL
Venting Units: Innovación para el vehículo eléctrico made in Aragón
Hace justo dos años, MANN+HUMMEL, grupo alemán especialista en el desarrollo de sistemas de filtración, adjudicó a su planta de Zaragoza la fabricación en exclusiva en Europa de sus sistemas de ventilación para baterías de vehículos eléctricos, las denominadas venting units.
La función de estos elementos es la protección de las potentes baterías de alto voltaje que son el núcleo de la movilidad eléctrica. Evitan la entrada de agua y polvo y compensan las diferencias de presión ocasionadas por cambios en la temperatura ambiente o diferencias de altitud. Y es que fluctuaciones de presión grandes pueden afectar de forma grave a la hermeticidad de la carcasa de la batería y, por lo tanto, también pueden tener un efecto negativo en el funcionamiento de la misma.
Asimismo, en casos extremos, las venting units permiten 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 figuran la compensación de presión, al permitir equilibrar las diferencias de presión dentro de la batería causadas por variaciones de temperatura o altitud; la protección contra contaminantes, pues garantizan la hermeticidad frente al polvo y al agua, evitando que estos elementos dañen la batería; la seguridad de los contactos, al prevenir el acceso a los componentes de alta tensión, incluso después de un incendio, proporcionando una seguridad intrínseca; y la desgasificación de emergencia ante un mal funcionamiento de la batería, pues 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 se coordinan 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. Generalmente fabricada de PTFE (politetrafluoroetileno), es resistente a altas temperaturas y químicos.
Por su parte, la carcasa protectora, fabricada habitualmente a base de plásticos de alta resistencia como el polipropileno o el poliamida -que ofrecen durabilidad y resistencia a impactos resistentes a altas temperaturas y químicos-, protege la membrana y otros componentes internos.
Otro conjunto de elementos son los sellos y juntas -generalmente fabricados con materiales como el caucho de silicona- 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.
En cuanto a su rendimiento, las venting units están diseñadas para funcionar eficientemente en un rango de temperatura de -40°C a +125°C. En cuanto a su capacidad de compensación de presión, pueden manejar diferencias de presión de hasta 200 mbar, asegurando la integridad de la batería bajo diversas condiciones ambientales. Además, clasificadas como IP67, son completamente herméticas al polvo y pueden resistir la inmersión en agua hasta 1 metro de profundidad durante 30 minutos.
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 se ajustarán a la perfección a los requisitos de los futuros sistemas de ventilación de baterías, con foco en un rendimiento mejorado y mayor fiabilidad.
Así, el kit modular VentPlus de MANN+HUMMEL combina la flexibilidad y las ventajas de las soluciones estándar, como la rápida disponibilidad.
Las membranas de PTFE semipermeables y de elevada durabilidad 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.
