Selecció adequada de vàlvules a prova d’explosions

La vàlvula antiexplosiva és un component clau que permet a un paquet de bateries equilibrar les diferències de pressió internes i externes i assolir una despressurització ràpida durant una fuga tèrmica. La seva selecció afecta directament l’estanquitat, la protecció contra la immersió en aigua i la seguretat davant d’una fuga tèrmica. PUW 'l’equip tècnic de PUW ha resumit els punts clau per a la selecció de vàlvules antiexplosives i subratlla que cal fer una adaptació sistemàtica entorn de set paràmetres bàsics:

1.Grau de protecció IP ;

2.T la pressió a què l’envolupant pot esquerdar-se o deformar-se ;

3.Ctaxa de liberació de gas durant una fuga tèrmica ;

4.Jo volum net lliure intern de la bateria;

5.Otemperatura de funcionament ;

6.T velocitat d’augment de temperatura ;

7.Jo mètode d’instal·lació.

▶Càlcul de Ven t  Requisit de cabal per a la vàlvula prova d’explosió en condicions normals ----El cabal de ventilació normal s’utilitza per equilibrar la diferència de pressió interna i externa en condicions operatives normals.

Quan la temperatura a l’interior de l’envolupant del paquet puja, la pressió del gas intern augmenta, creant una diferència de pressió respecte a l’exterior. Quan es munta una vàlvula prova d’explosió en un  paquet estanc  publicant  el gas s’escapa cap a l’exterior mitjançant la membrana transpirable i impermeable, assolint finalment l’equilibri de pressió equilibri .

Segons l’equació dels gasos ideals PV=nRT, quan la temperatura del gas en un envolupament estanc puja, l’augment de pressió :δ PP0 ,el cabal de ventilació necessari per assolir l’equilibri després de l’augment de temperatura :Q= V  t.

P0 —jo pressió inicial, és a dir, 1 atmosfera estàndard, aproximadament 101,325 kPa

T0 —temperatura inicial a ℃ + 273,15

T1 —temperatura  ℃ després de l’augment de temperatura + 273,15

V1 —volum net lliure del conjunt

t —temps d’augment de temperatura, és a dir, el temps d’escapament necessari

Basat en les dades bàsiques del conjunt (volum net lliure intern, temperatura de funcionament i velocitat d’augment de temperatura) i en la fórmula anterior, es calcula que, sense vàlvula antiexplosiva, la diferència de pressió de gas entre l’interior i l’exterior de l’envolupant arribarà a δ P≈ XXX kPa, i el cabal de ventilació teòric necessari és d’aproximadament XXX ml/min. En la pràctica, el cabal de ventilació està afectat per diversos factors, com ara l’estructura interna del conjunt de bateries, l’espai entre els mòduls de bateries i la paret interior de l’envolupant de la bateria i la diferència de pressió a través de la membrana transpirable. Per complir els requisits de fiabilitat, es té en compte un marge de fiabilitat. En la selecció industrial, es considera un factor de seguretat de 1,2 vegades es pren generalment el valor teòric. Per tant, el requisit teòric de taxa de ventilació per a la vàlvula antiexplosió en aquesta condició és aproximadament: ≥ XXX ml/min.

▶Càlcul de la capacitat de descàrrega de pressió i ventilació necessària durant la descontrolada tèrmica del paquet de bateries y -----Durant la descontrolada tèrmica, la vàlvula antiexplosió ha de descarregar ràpidament alliberament  la gran quantitat de gas generada instantàniament per les cel·les per evitar que l'envolten exploti.

Segons el gas generat durant la descontrolada tèrmica de la cel·la flux  una taxa de XX L/min en la informació bàsica del paquet, aquesta és la capacitat mínima de descàrrega de pressió i ventilació que la vàlvula antiexplosió ha de gestionar en condicions de descontrolada tèrmica.

▶Selecció de la pressió d'obertura de la vàlvula antiexplosió

1La pressió d'obertura de la vàlvula antiexplosió ha de ser inferior a la pressió màxima que pot suportar l'envolten.

Això assegura que, en cas de descontrol tèrmic, la vàlvula antiexplosió es trenqui i alliberi la pressió primer; la vàlvula antiexplosió s’obre abans que la carcassa es fendi. Al mateix temps, cal reservar un marge de seguretat i la pressió no ha d’apropar-se al límit de resistència a la pressió de la carcassa.

2 La velocitat d’escapament després que s’obri la vàlvula antiexplosió ha de ser ≥ la velocitat màxima de generació de gas de les cel·les durant el descontrol tèrmic.

En l’instant del descontrol tèrmic, les cel·les generen una gran quantitat de gas. La capacitat d’alliberament de pressió de la vàlvula antiexplosió ha de cobrir la velocitat màxima de generació de gas per evitar l’acumulació contínua de pressió a l’interior de la carcassa i la consegüent ruptura d’aquesta.

3Com més alta sigui la pressió d’obertura de ruptura, millor serà el rendiment d’estanquitat de la vàlvula antiexplosió, especialment per a l’estanquitat contra la immersió en aigua.