傳感技術(shù)：為新能源汽車電池系上“安全帶”

2024-06-12 14:50:09

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在新能源汽車領(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(xù)航、補能等方面都各有優(yōu)劣。

針對不同原理的動力電池，需要采用不同技術(shù)手段來實現(xiàn)監(jiān)測和預(yù)警，守護住新能源汽車的“生命線”。

動力電池安全監(jiān)測

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

市面上的新能源車一般采用鋰離子電池，常見有兩種，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(dāng)鋰電池發(fā)生熱失控后，會持續(xù)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(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)仍在繼續(xù)，在外部明火被撲滅后，容易發(fā)生反復(fù)復(fù)燃現(xiàn)象。再加上鋰電池狹小密閉空間的結(jié)構(gòu)特點，在安全閥失效的情況下，能量的積壓就會引發(fā)爆炸。

國內(nèi)外學(xué)者通過研究動力電池?zé)崾Э匦袨椋瑢崟r檢測的動力電池電壓、電流、溫度及氣體作為電池?zé)崾Э毓收咸卣鲄?shù)，通過對其中一種或幾種特征參數(shù)引入熱失控早期的預(yù)警技術(shù)中，能有效的對動力電池?zé)崾Э剡M行預(yù)警，避免造成較大的損失。

鋰電池?zé)崾Э乇O(jiān)測傳感器

鋰電池?zé)崾Э乇O(jiān)測傳感器可針對電池?zé)崾Э赜|發(fā)前釋放出的 CO₂、CO、VOC氣體及溫度等指標進行監(jiān)測，并將測量信號實時傳遞至BMS，實現(xiàn)提前預(yù)警。

氫燃料電池安全監(jiān)測

目前氫能源在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要是兩個方向，一是氫內(nèi)燃機，另一個就是氫燃料電池。氫直接燃燒和氫電池的產(chǎn)物都是水，但氫內(nèi)燃機直接燃燒會產(chǎn)生大量熱直接浪費掉，能量轉(zhuǎn)化效率要低很多，所以氫燃料電池是目前或者說未來的主要研究方向。

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(zhuǎn)化裝置，它將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，簡而言之就是氫氣和氧氣在電堆里發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的電能供電動機驅(qū)動。氫燃料電池車的驅(qū)動力來自于車上的電動機，就像純電動車一樣，因此氫燃料電池車可以理解為一輛“自帶氫燃料發(fā)電機的電動車”。

氣體泄漏監(jiān)測傳感器