Konzelmann präsentiert den KBerstring auf der Battery Show Europe 2022 in Stuttgart
Um die Elektromobilität sicherer zu machen, hat Konzelmann, eines der führenden mittelständischen Unternehmen in der Entwicklung von Kunststoffinnovationen für die Branchen Automobil, Medizin und Industrie, mit einer neuartigen Membrantechnik Sicherheitselemente zur Notentgasung (emergency degassing) und Druckausgleich (pressure compensation) für luftgekühlte und immersionsgekühlte Lithium (Li)-Ionen-Batterien entwickelt. Diese ermöglichen ein vereinfachtes Produktionskonzept sowie eine vereinfachte Konstruktion bei gleichzeitig reduzierten Kosten. Damit ist erstmalig ein Sicherungselement verfügbar, das sich durch eine erhöhte Wasserbeständigkeit auszeichnet und so Elektromobilität in Hochwasser- und Monsunregengebieten sicherer macht und auch für immersionsgekühlte Batterien geeignet ist. Die patentierte Membran heißt VentiKon und das dazugehörige Produkt KBerstring. Die neuen Sicherungselemente stellt Konzelmann bei der „The Battery Show Europe“ in Stuttgart vom 28. bis 30. Juni 2022 in der Halle 10 Stand E81 vor. Zudem feiert der eigens dafür geschaffene, emotionale Film seine Premiere vor Ort.
Innovative Lösung im Bereich Druckausgleich und Notentgasung
Sicherheit hat bei Li-Ionen-Batterien oberste Priorität. Doch was passiert, wenn Elektrofahrzeuge längere Zeit extrem hohem Wasserdruck ausgesetzt sind – beispielsweise in einer gefluteten Tiefgarage? Grundsätzlich ist bei Lithium (Li)-Ionen-Batterien immer ein Berstelement unter anderem zur Prävention eines thermal runaways erforderlich. Um zu verhindern, dass ein thermal runaway im schlimmsten Fall zu einer Deformierung der Batterie und der Entwicklung von giftigen Gasgemischen führt, hat Konzelmann Sicherungselemente mit einem großen Berstbereich entwickelt, die sowohl kleine Berstdrücke bereits bei einem niedrigen Druck ab 50 Millibar auslösen als auch bei größeren bis zu 2000 Millibar. Besonders vorteilhaft erweist sich das bei den aktuell im Trend liegenden immersionsgekühlten Batterien. Diese sind mit einem Unterdruck befüllt und öffnen bei einem geringen Überdruck, wodurch eine Asymmetrie zwischen diesem inneren Unterdruck und dem äußeren Berstdruck entsteht. Dafür ist das von Konzelmann konzipierte Sicherungssystem aus einem Berstring mit einer gasdichten Membran besser geeignet als mechanische Systeme. Zwar können mechanische Lösungen wie eine Berstscheibe (rupture disc) oder ein beweglicher Zylinder diesen asymmetrischen Druck grundsätzlich abfangen, sie lassen sich allerdings nicht einfach auf einen individuellen Berstdruck einstellen. „Der Vorteil des KBerstrings von Konzelmann in Kombination mit den verschiedenen VentiKon Membranen ist, dass sowohl Druckausgleich, Druckausgleich und Bersten als auch nur Bersten realisiert werden können. So lassen sich der Berstdruck und der Druckausgleich individuell an die Anforderungen des Produkts anpassen“, erklärt Dr. André Konzelmann, Head of Business Unit eMobility bei Konzelmann.
Zudem zeichnet sich die Membran durch eine höhere Wasserbeständigkeit aus, die auf die Materialbeschaffenheit (PET anstatt PTFE) zurückzuführen ist. Dadurch sind die Membranen nicht nur für die bei vorgeschriebenen Tests (IPx7) standardmäßige Wassertiefe von einem Meter, sondern sogar für größere Wassertiefen von über vier Metern geeignet. „Gerade bei Hochwasser oder Monsunregen bietet das Produkt durch den Schutz der Batterie dementsprechend eine höhere Sicherheit für die Fahrzeuginsassen“, verdeutlicht Milko Konzelmann, CEO von Konzelmann.
Aber auch bei Temperaturschwankungen weist der KBerstring durch seine Materialbeschaffenheit eine geringere Toleranz aus als vergleichbare Produkte aus PTFE. Diese liegt über dem Temperaturbereich von -40 Grad Celsius bis +80 Grad Celsius bei plus/minus 50 Millibar. Dadurch ist sichergestellt, dass eine Notentgasung auch bei grenzwertigen Temperaturen funktioniert und die Fahrzeuginsassen dementsprechend sicher sind. Durch die Membranstruktur kann darüber hinaus im Gegensatz zu PTFE-Membranen eine einfache, zeitsparende und kostengünstige EOL (End of Life)-Testung durchgeführt werden.
Individuelles, schnelles Produktdesign
Da der KBerstring wie ein Baukastensystem konzipiert ist, lässt sich dasselbe Design mit unterschiedlichen Membranen individuell an verschiedene Produktanforderungen anpassen. Und indem Struktur- und Strömungssimulation mit Tests verbunden werden, sind Produktentwicklungen in kürzester Zeit möglich: „Für die Vorhersage und Validierung der Funktionen verwenden wir sogenannte ROBB-Prüfkörper (Rupture, Opening, Bursting and Breathing). Die Tests werden mit den Simulationsergebnissen verglichen und an das kundenspezifische Produkt angepasst. Dieser Ansatz reduziert die Vorentwicklungszeit auf wenige Tage, indem die Funktion definiert und die Basis für die Produktrealisierung geschaffen wird“, erklärt Volker Buchmann, Business Development eMobility, bei Konzelmann.
Experten erklären Sicherheitsprinzip auf der Battery Show in Stuttgart
Konzelmann ist vom 28. bis 30. Juni 2022 am Messestand E81 in der Halle 10 auf der „The Battery Show Europe“ in Stuttgart unter anderem mit den Produkten KBerstring, VentiKon und dem innovativen hydrodynamischen 3D-Gleitlager vertreten. Bei Fragen zu den Produkten oder dem Sicherheitsprinzip besuchen Sie die Experten von Konzelmann direkt am Messestand. Volker Buchmann steht Ihnen auf der Messe für ein Interview bei Interesse zur Verfügung. Bitte wenden Sie sich an den Pressekontakt.
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