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?我個人的想法,,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
Deutsche ACCUMOTIVE的一篇《Fast Thermal Runaway Detection for Lithium-Ion Cells in Large Scale Traction Batteries》的內(nèi)容還是有很多有意思的內(nèi)容,,我覺得摘錄下來可以是我們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0 N≤Fsens≤445 N,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,,我后面在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:
從反應速度來看:氣體傳感器(S2)、壓力傳感器(S6)和模組壓力(S7)反應最快
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):之前我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