Lítiumion-akkumulátorok töltésének tűzbiztonsági felügyelete

A lítiumion-akkumulátorok napjainkban szinte minden területen nélkülözhetetlenek, ugyanakkor a nagyobb akkumulátorok töltése során kialakulhatnak olyan elektrokémiai folyamatok, amelyek túlmelegedéshez és tűzhöz vezethetnek. Ennek megelőzésére fejlesztették ki a Honeywell Li-ion Tamer® érzékelő rendszert, amelyről már adatközpont tűzek kapcsán is szót ejtettünk.

Túlmelegedés – gázképződés

Napjaink fontos kiegészítőjévé váltak a Lítium ion akkumulátorok, amelyek töltése esetén kialakulhat egy nem megfelelő elektrokémiai folyamat. A nagyobb akkumulátorok (pl. elektromos járművek, targoncák) érzékenyek a túltöltésre, túlmelegedésre. Egy adott kapocsfeszültség alatt és felett a beinduló hőtermelő kémia folyamatok önfenntartóvá tudnak válni, s a cella füstölni és égni kezd. Ez a töltés közbeni.

  • hőmérsékletnövekedés, mint természetes folyamat túlfutása és
  • a cellák meghibásodása is okozhat túlmelegedést.

A túltöltés a fémes lítium kiválását okozza az anódon, a katód pedig szén-dioxid gázt fejleszt. A gázfejlődés addig növeli a belső nyomást, amíg a burkolat megreped. A levegőben lévő nedvesség reagál a kivált lítiummal, s ez a hőtermelés az akkumulátor kigyulladásához vezethet. Mélykisütéskor rövidzárlat keletkezhet, amely ugyancsak káros hőtermeléshez vezet. Az ilyen intenzív termikus folyamat robbanásveszélyes gáz és túlnyomás fejlődést eredményezhet, amely nagy energiával távozik az akkumulátorból.

Akkumulátor meghibásodása során mért értékek

Az így keletketett gáz jelentős része szén-monoxidból, hidrogénből, szén-dioxidból metánból, etilénből tevődik össze.

A lassú vagy a gyors reakcióval távozó gáz is

  • mérgező az emberi szervezetre és
  • a beindult folyamat tüzet eredményezhet, amelynek eloltása nagyon körülményes, egyes esetekben pedig már nem lehetséges.

Gáz korai felismerése

A gázok és a gázképződési folyamat finom érzékelése adja az egészségvédelmi és tűzmegelőzési megoldást. A Honeywell Li-Ion Tamer érzékelőrendszere ugyanis a kiszabaduló gáz korai felismerésére és jelzésére szolgál. E a fajta érzékelés még a füst képződése előtt jelezni képes a meghibásodott akkumulátor cellák okozta veszélyt. 

Forrás: liiontamer.com

A jelzőrendszer speciális érzékelőkből és egy kiértékelő egységből áll. Az érzékelőket nem szükséges kalibrálni, mivel kifejezetten a lítium akkumulátorok megfigyelésére lett a rendszer kifejlesztve és testre szabva. Speciális algoritmus alapján dolgozza fel a kiértékelő egység a mért értékeket és ennek köszönhetően nagyon precíz és érzékeny az eszköz.

A hőmegfutás pillanata

A kiértékelő egység a beérkezett információk alapján meghatározza a gáz kiáramlásának a helyét és a jelzéseket képes továbbítani egy tűzjelző vagy felügyeleti rendszer felé. Rendelkezik digitális, soros kimenetekkel, valamint Modbus kapcsolattal, amelyek felhasználhatók a töltés leállítására vagy egyéb tűzvédelmi vezérlésre. Rendkívüli érzékenysége (minimális érzékelési szint: < 1 ppm/sec) és reakció ideje (5 mp) a biztonságot, a szenzor előrelátható > 10 év üzemi időtartama a hosszú távú használhatóságot garantálja. A rendszer biztonságos működése nyolc év kutatás és fejlesztési munka eredménye.

Forrás: Szalay Szilárd Honeywell Kft (www.hls-austria.com), Védelem online

Kapcsolódó cikkek: