Cinq points à prendre en compte lors de la sélection d'une solution de ventilation optimisée pour les batteries

Par Shane Campbell, chef de produit, Donaldson

Les tendances actuelles en matière de conception et les normes de l'industrie automobile influencent l'apparence, la durabilité et les performances des nouveaux modèles de véhicules électriques, jusqu'à la conception des évents de bloc de batterie. La demande des consommateurs pour les véhicules électriques (VE) ne cesse de croître, tout comme la demande de batteries innovantes qui fournissent plus de puissance et une plus grande autonomie.

Étant donné que les batteries sont de plus en plus sophistiquées, il est plus important que jamais de les protéger des éléments. Les ingénieurs spécialistes des blocs de batteries comprennent les applications de véhicule et, en les associant à une technologie de ventilation appropriée, ils contribuent à améliorer les performances des véhicules électriques.

Nous détaillons ci-dessous cinq considérations importantes dont Donaldson tient compte lors de la conception d'une solution permettant d'optimiser les performances des batteries de véhicules : 

1. Assurer l'égalisation de la pression

2. Tenir compte de l’indice de protection

Si les exigences en matière de flux d'air sont essentielles pour gérer les niveaux de pression dans les blocs de batteries, la protection contre les contaminants est également un aspect important. Un paramètre clé à utiliser lors des phases de conception et de test est l'indice de protection (IP), qui indique l'efficacité de l'étanchéité des boîtiers contre les corps étrangers et l'humidité.

Un évent de batterie doit protéger contre les contaminants typiques tels que l'eau (pulvérisation et immersion), l'huile, la poussière et les particules de sable. Les évents de batterie à double étage de Donaldson utilisent une conception de corps unique et une membrane PTFEe Tetratex™ - un média de filtration exclusif - afin de fournir une protection exceptionnelle des batteries.

Lorsque la protection contre les intrusions est renforcée, le débit d'air de dégazage d'urgence peut être réduit. Les solutions de ventilation appropriées doivent donc trouver un équilibre optimal entre la protection contre les intrusions et le débit d'air de dégazage.

3. Tenir compte des cas limites

Les blocs et les boîtiers de batterie des véhicules électriques sont créés pour gérer les cas limites inattendus, c'est-à-dire les événements qui se produisent lorsque les paramètres de fonctionnement atteignent leurs niveaux maximums. Bien que les cas limites soient peu fréquents, il est important qu'une solution de ventilation soit optimisée afin de réduire le risque d'endommagement du bloc de batterie et d’atténuer la défaillance des composants ou les réparations coûteuses.

Vous trouverez ci-dessous quelques cas de figure pour lesquels Donaldson teste ses produits :

• Chargement rapide en courant continu - Ce processus de charge est beaucoup plus rapide que les stations de charge ordinaires et génère une chaleur et une pression supplémentaires sur la batterie du véhicule électrique.
• Courses de côte - La course de côte est un sport de compétition qui provoque un changement soudain d'altitude et augmente la pression et la température dans la batterie d'un véhicule.
• Passage à gué - La traversée d’un cours d’eau par un véhicule tout-terrain peut provoquer un choc thermique sur une batterie chaude et un vide rapide dans l'eau froide.
• Transport aérien - Un véhicule transporté par avion subira l'impact des changements de pression dus aux variations d'altitude.
• Impact de roches - Les roches ou autres débris durs qui frappent le châssis d'un véhicule peuvent provoquer un pic de pression à l'intérieur de la batterie.

Le processus d'essai de Donaldson comprend une analyse complète des modes de défaillance et de leurs effets. Cette analyse porte sur la gravité et la fréquence des cas limites possibles et les suit dans un plan de validation.

En outre, Donaldson travaille avec ses clients pour comprendre les conditions extrêmes auxquelles leurs véhicules peuvent être confrontés et les exigences nécessaires pour conserver les performances de conduite pendant une situation de cas limite.

4. Atténuer les dégazages d'urgence

Comme pour les cas limites, Donaldson conçoit ses évents de bloc de batterie afin de gérer leur pression lors d'événements de dégazage d'urgence, tel qu’un emballement thermique, qui se produisent lorsque la pression atteint un niveau inquiétant et que le gaz doit être immédiatement expulsé du bloc.

Les solutions de ventilation à double étage de Donaldson sont conçues pour aider à gérer ces situations d'aggravation. En cas d'incident, le deuxième étage s'ouvre complètement pour permettre aux gaz en expansion rapide de s'échapper de manière contrôlée. Ce mécanisme permet d'éviter d'endommager encore plus les cellules de la batterie ou le boîtier du bloc.

5. Effectuer une validation complète de la gamme de températures

Donaldson conçoit ses évents de batterie afin qu'ils puissent fonctionner en fonction de diverses températures. Les ingénieurs de Donaldson effectuent fréquemment des tests dans une gamme complète de températures extrêmes pour voir comment les évents gèrent la pression d'éclatement, le dégazage d'urgence, le cycle de pression, le cycle thermique, l'imprégnation thermique, le choc thermique et les vibrations.

Solutions de ventilation à double étage