Sicherheit für Elektroautos

2017 hatte Freudenberg Sealing Technologies erstmals sein innovatives Druckausgleichselement DIAvent der Öffentlichkeit vorgestellt: Ein Ventil, bestehend aus zwei Vliesstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften, übernimmt bei Batterien für Elektrofahrzeuge sowohl den Druckausgleich im Normalbetrieb als auch den Überdruckabbau bei einer Notentgasung. So einfach wie es sich auch anhört – die Lösung ist technisch sehr anspruchsvoll. Denn während im Normalbetrieb in beide Richtungen nur wenige Liter Luft pro Minute ausgetauscht werden, muss im Notfall binnen Sekunden die komplette emittierte Gasmenge aus einer schadhaften Zelle abgeführt werden. Sonst könnte das Gehäuse durch den starken Innendruck – um ein Vielfaches höher als der Luftdruck – bersten.

Deshalb kamen bislang vor allem sich kontrolliert zerstörende Druckausgleichselemente zum Einsatz. Der Trend zu Batteriesystemen mit immer höherer Energiedichte ist eine weitere Herausforderung. Denn dadurch steigt auch die Menge an Gasen, die im Notfall schnell abgeführt werden muss, sowie die Geschwindigkeit, mit der der Druckausgleich im Normalbetrieb erfolgen soll.

Das patentierte DIAvent-Ventil von Freudenberg ersetzt die üblicherweise eingesetzte mikroporöse Folie mit einer Kombination aus zwei Vliesstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Der wasserabweisende Vliesstoff auf der Außenseite ermöglicht bei einer geringen Druckdifferenz einen Luftaustausch von zirka acht Litern pro Minute und ist wasserdicht bis zu 100 Millimeter Wassersäule. Steigt der Wasserdruck darüber hinaus, wird die Außenlage zeitweise auf eine vollkommen mediendichte Innenlage gedrückt, so dass 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 des DIAvent: Das Schirmventil schließt am Ende wieder, was den sicheren Ausbau einer beschädigten Batterie nach einer Notentgasung erleichtert. 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.

Ein weiterer Nutzen des DIAvent: Es übernimmt die Funktionen, die üblicherweise zwei Bauteile ausführen. Das heißt, es ist für die Fahrzeughersteller wirtschaftlicher und montagefreundlicher, da sie nur ein Teil verbauen müssen.

Gleich nach der ersten Veröffentlichung bekundeten mehrere Fahrzeughersteller ihr Interesse und testeten das Druckausgleichselement DIAvent von Freudenberg Sealing Technologies. Anfang 2020 ging DIAvent für europäische Kunden erstmals in Serie. 2018 starteten die Dichtungsexperten von Freudenberg ein gemeinsames Entwicklungs- und Testprojekt mit dem chinesischen Hersteller BJEV, welches mit einer Vereinbarung zur Serienproduktion in diesem Jahr erfolgreich abgeschlossen wurde.

„Die Zusammenarbeit mit BJEV war sehr eng. Wir sind sehr stolz, dass wir unserem Kunden mit unserem technischen Know-how helfen, seinen Erfolgskurs fortzusetzen“, erklärte Liu Zehua, Account Manager und Vertriebsmitarbeiter bei NOK-Freudenberg. „Mit diesem Projekt hat Freudenberg seine globale Präsenz eindrücklich unter Beweis gestellt: Das Unternehmen setzte ein komplexes globales Kundenprojekt mit lokalem Vertrieb in China und Engineering und Produktion in Europa um.“ BJEV ist seit rund 30 Jahren erfolgreich auf dem chinesischen Automobilmarkt tätig und will nun auch den europäischen Markt erobern. Deshalb war dem Unternehmen die Zusammenarbeit mit etablierten europäischen Zulieferern sehr wichtig, insbesondere im Hinblick auf die strengen lokalen Sicherheitsstandards für Personenkraftwagen.

„Wir freuen uns, dass DIAvent nun erstmals auch in China in Serie geht“, sagt Matt Chapman, President Automotive Sales & Marketing bei Freudenberg Sealing Technologies. „Die hohe Nachfrage nach diesem Produkt zeigt uns, dass wir den Bedarf unserer Automobilkunden gut kennen und unsere Expertise zielgenau für Innovationen einsetzen, um unsere Kunden bei dem schwierigem Wandel zur Elektromobilität zu unterstützen. Und damit auch ganz allgemein den Weg in die emissionsfreie Mobilität aufzeigen.“ 

Derzeit arbeitet Freudenberg mit anderen Kunden ebenfalls an DIAvent-Entwicklungsprojekten und erwartet weitere Serienaufträge bis Ende diesen Jahres.