鉅大LARGE | 點擊量：914次 | 2022年03月17日
有關(guān)動力鋰電池?zé)崾Э氐臋z測和監(jiān)控
這是個很現(xiàn)實的問題，如果未來電動車輛多了，出了各種事故(碰撞、泡水)，該如何進行有效的監(jiān)控和檢測?個人的想法，是通過一個專用的電路塊，大概有這么一個構(gòu)思雛形：
1)具備多路的電源輸入，可以在12V電池工作和電池不工作的時候進入外部掛入12V的配置可能性。
備注：這點類似48V電池的耗盡強制充電的功能設(shè)計考慮。
2)工作電流足夠小，能夠維持一個較為合適工作間隔，通過低功率低閾值的危險預(yù)警和高功率靈敏閾值的感知器件。
3)可以形成一個低功耗的ASIC，然后模塊化接入到BMS里面成為它的一部分。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
DeutscheACCUMOTIVE的一篇《FastThermalRunawayDetectionforLithium-IonCellsinLargeScaleTractionBatteries》的內(nèi)容還是有很多有意思的內(nèi)容，摘錄下來可以是接下來做感知器件測試的方向。
這里選用了一組傳感器。
傳感器S1，復(fù)用模組內(nèi)的單體電壓采集信號。
傳感器S2是采用了由二氧化錫(SnO2)做成的氣體傳感器，它對甲烷(CH4)，丙烷(C3H8)或一氧化碳(CO)這些在熱失控過程中電池所排出的氣體。
傳感器S3是一種煙霧探測器，這是根據(jù)紅外LED的原件，原理是通過光電煙霧探測器，考慮電芯在熱失控過程中產(chǎn)生的煙霧和其他氣體會引起傳感器的閾值變化。
傳感器S4這里比較巧妙了，想法使用一個PCB上面設(shè)計兩個焊盤，根據(jù)表面清潔度來評估這個里面的環(huán)境變化。輸出的特點是根據(jù)阻抗的變化來考慮的。
傳感器S5：采用較高精度的K型(NiCr-Ni)熱電偶測量空氣和排氣系統(tǒng)的溫度。
傳感器S6：測量絕對壓力在20kPa≤psens≤304kPa范圍內(nèi)的壓力傳感器，這個原理是幾乎所有的企業(yè)都檢測到單體熱失控過程中可以造成電池系統(tǒng)內(nèi)壓力的提升
傳感器S7：薄膜壓阻式力傳感器，范圍為0N≤Fsens≤445N，在模組內(nèi)配置，用于測量熱失控中的電芯和相鄰電芯之間的膨脹力。
配置實驗的過程：測試條件是采用了1P和2P的電芯，100%SOC和60°的環(huán)境溫度，后面在ind4更新以下不同SOC和不同類型的配置，對于整個熱失控電芯的不同測試數(shù)據(jù)的匯總。這里是根據(jù)實際的模組配置來測試比較合理
測試構(gòu)建：
實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果：
樣品1
樣品2
樣品3
測試效果，這里羅列了三個基本的項目：
A)檢測速度：檢測到熱失控有多快。
B)信號清晰度：傳感器信號的清晰度，考慮在實際環(huán)境中有信噪比的問題。
C)傳感器實用可行性：如何容易將傳感器部署在電池系統(tǒng)中。
這是評估結(jié)果：
從反應(yīng)速度來看：氣體傳感器(S2)、壓力傳感器(S6)和模組壓力(S7)反應(yīng)最快。
從信號清晰度來看：電壓(S1)、氣體傳感器(S2)都是可以的;傳S3和S5都是比較差異化大的方案。
集成來看：S1、S4和S6是比較可行的。
備注：昨天寫的有關(guān)于JRC的文章情況是類似的，電壓的較長時間尺度內(nèi)的跌落是比較靠譜的信號，而整包的壓力傳感器這兩個確實成為目前大家工作的方向
小結(jié)：之前花了挺多時間去看氣體傳感器的，其實氣體傳感器用在這個應(yīng)用上面還有很大的壽命問題，而且容易受其他類似漏液和膠水揮發(fā)之類的氣體所淹沒，現(xiàn)在核心要考慮一套降采樣頻率，來構(gòu)建一個獨立的MCU核來構(gòu)建這個系統(tǒng)，需要看能維持多少時間，在這個領(lǐng)域內(nèi)的傳感器優(yōu)化配置和算法的開發(fā)，是很有文章可做的。
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