傳感技術(shù)：為新能源汽車(chē)電池系上“安全帶”

2024-06-12 14:50:09

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在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，鋰電池和氫燃料電池是兩種主要的能源電池方向，技術(shù)路徑的不同，使鋰電池和氫燃料電池在性能、安全、續航、補能等方面都各有優(yōu)劣。

針對不同原理的動(dòng)力電池，需要采用不同技術(shù)手段來(lái)實(shí)現監測和預警，守護住新能源汽車(chē)的“生命線(xiàn)”。

動(dòng)力電池安全監測

就當下而言，鋰電池發(fā)展較為成熟，已形成規模化、產(chǎn)業(yè)化，成本在降下來(lái)，技術(shù)也在不斷迭代。

市面上的新能源車(chē)一般采用鋰離子電池，常見(jiàn)有兩種，一種是包含有鈷、錳、鎳三種元素的三元聚合物鋰電池，稱(chēng)為三元鋰電池，另一種是磷酸鐵鋰電池。

鋰電池工作原理（圖源網(wǎng)絡(luò )）

當鋰電池發(fā)生熱失控后，會(huì )持續放熱并產(chǎn)生大量含有氫氣、甲烷、乙烷等的可燃混合氣體，如果內部的化學(xué)反應仍在繼續，在外部明火被撲滅后，容易發(fā)生反復復燃現象。再加上鋰電池狹小密閉空間的結構特點(diǎn)，在安全閥失效的情況下，能量的積壓就會(huì )引發(fā)爆炸。

國內外學(xué)者通過(guò)研究動(dòng)力電池熱失控行為，將實(shí)時(shí)檢測的動(dòng)力電池電壓、電流、溫度及氣體作為電池熱失控故障特征參數，通過(guò)對其中一種或幾種特征參數引入熱失控早期的預警技術(shù)中，能有效的對動(dòng)力電池熱失控進(jìn)行預警，避免造成較大的損失。

鋰電池熱失控監測傳感器

鋰電池熱失控監測傳感器可針對電池熱失控觸發(fā)前釋放出的 CO₂、CO、VOC氣體及溫度等指標進(jìn)行監測，并將測量信號實(shí)時(shí)傳遞至BMS，實(shí)現提前預警。

氫燃料電池安全監測

目前氫能源在汽車(chē)領(lǐng)域的應用主要是兩個(gè)方向，一是氫內燃機，另一個(gè)就是氫燃料電池。氫直接燃燒和氫電池的產(chǎn)物都是水，但氫內燃機直接燃燒會(huì )產(chǎn)生大量熱直接浪費掉，能量轉化效率要低很多，所以氫燃料電池是目前或者說(shuō)未來(lái)的主要研究方向。

氫燃料電池工作原理（圖源網(wǎng)絡(luò )）

氫燃料電池是一種能量轉化裝置，它將燃料的化學(xué)能轉化成電能，簡(jiǎn)而言之就是氫氣和氧氣在電堆里發(fā)生電化學(xué)反應，產(chǎn)生的電能供電動(dòng)機驅動(dòng)。氫燃料電池車(chē)的驅動(dòng)力來(lái)自于車(chē)上的電動(dòng)機，就像純電動(dòng)車(chē)一樣，因此氫燃料電池車(chē)可以理解為一輛“自帶氫燃料發(fā)電機的電動(dòng)車(chē)”。

氣體泄漏監測傳感器