加载中...

你认为汽车上最重要的安全设施是什么?

来源:开云下载官网

   发布时间:2023-10-11 11:14:31

  老王认为,现如今最好的安全设施,是让电动车的BMS如中医一样治疗“未病”,也就是让电池有更精准预测的能力(SOC、SOH等等)提前预知到热失控。

  众所周知,锂电池因具较高比能量、低自放电率及长寿命等特点,是目前具备实用价值的EV(Electric Vehicle)动力电池。而锂动力电池安全事故频发,严重威胁用户安全,给新能源发展带来负面影响。可以说,对动力电池安全状态估计不足限制了电动汽车的更大规模推广和应用。所以我认为,在未来某电动车上最重要的安全设备之一——BMS管理系统

  动力电池安全问题几乎完全来源于电池热失控,它是指在电池里面出现放热连锁反应引起电池温升速率急剧变化而导致的过热现象。电池在机械损伤、电滥用、热滥用等极端条件下的事故均以热失控的形式得到最终体现。通过多项研究分析,目前所掌握的锂离子动力电池事故主要体现为冒烟、起火燃烧以及爆炸。

  1. 电池冒烟指的是电池热失控发生时,电池里面化学反应会产生气体,冲出电池安全阀冲破壳体,并带出电池里面活性物质。

  3. 电池爆炸指的是电池内的固态物质被内生高压气体瞬间推出,造成对旁边的环境的冲击。

  以防止热失控为主要目标的动力电池系统的量测和状态评价,是电动汽车发展应用过程中亟需解决的问题。如能依据电池失效前伴随的电、热、力及成分变化,研究电池发生热失控过程,实时检测诱发或导致热失控发生的因素,就能预测电池热失控的发生。

  现有通过电芯-模组-电池包电压电流采样建立的评估系统,数据维度单一,不能用于全面评价和预测动力电池状态。

  在热、力以及成分变化当中,充放电产热带来的电芯气温变化对于热失效来说是最直接的指标。现有常规方案是⽤模组电压计算温度,此类数据不具有实时真实性,评估往往滞后。亦有热敏电阻贴表测温⽅案,此方案只能进⾏电池包表⾯温度采集,无法深入电池包内部采集,数据覆盖不⾜20%。对内部热失控预测滞后,测温区间⼩。外部⾛线数量巨⼤,占⽤空间,系统沉重。是繁重的⽆⽤功。

  近期老王发现一个企业在多参量评估电池状态方面,叫做纤传科技(SensChain)正引领新的潮流方向。很可能形成新的投资热点

  上海纤传科技有限公司是⼀家专注于飞秒激光直写光纤光栅传感器(fsFBG)、模组及成套解决⽅案的科技公司,与同济⼤学新能源汽车中⼼研发合作。团队来⾃同济⼤学、德国弗劳恩霍夫研究所(Fraunhofer Institute HHI)、卡尔斯鲁厄理⼯学院(KIT)。

  纤传科技通过光纤光栅传感器在单体电芯级别植⼊和贴表形式深⼊采集电池包内的温度、应变、产气成分等数据,结合全球唯⼀掌上化、微型化的光纤光栅传感器解调仪,为动力以及储能实时多元参量电池孪⽣提供可能。(此公司负责人是老王同学,各主机厂专家如想建联,我这支持沟通)

  相比于传统的传统电学传感器,这家企业开发了一种纤传研发的飞秒激光直写光纤光栅传感器(fsFBG)这套系统老王之前在光伏领域见过类似的。下图是测温系统的示意图,FBG共12个测点

  3. ⽆源、体积⼩、质量轻、易弯曲(光纤不带电、直径<0.2mm、弯曲半径<5mm)

  1. 串联更多测点:⼀根光纤在1公⾥范围内,可设置100个感知点位,测点之间最近可达1毫⽶,能实现精细测量,这是传统光栅远不及的参数。

  2. 长时间耐⾼温:利⽤通过对聚酰亚胺纯石英光纤加⼯,可实现近1000℃长时稳定测量。亦可加⼯特种光纤,实现更⾼温度要求。

  3. ⼗倍抗拉、耐腐蚀、耐辐射:纤传产品相较传统FBG更抗拉,更能适应严酷应⽤场景,如强腐蚀、强电磁辐射场景等。

  4. 全⾃动化⽣产:产品可实现全⾃动⽣产。反观传统掩模板生产要⼈⼯表面加工操作,耗时耗能,质量难以保证。

  此外,读取光纤内部传输的光信号,需要解调仪来实现光电信号转换。纤传科技的开发的全球唯一掌上化微型解调仪采⽤光纤衍射光栅(Diffraction Grating)为⽆镜结构。与传统FBG解调仪相⽐:

  1. 掌上化、微型化:仪器相⽐传统FBG的解调设备,体积⼩30多倍,重量轻近20倍。

  2. 元件简单,不受制于进⼜:基于⾼精刻栅的衍射光栅+线阵CMOS,替代进⼜FP滤波器,仪表组件完全国产化。

  3. ⾼采样频率:采样频率较竞品⾼20倍以上,⾼采样频率可⽀持分析判断更多、更不易察觉的深层信号。

  4. ⾼精度、⾼分辨率:精度、分辨率分别为:1pm、0.1pm。例如,在温度测量中,可以辨别0.01℃的细微变化。

  测试案例:通过在电池包装载fsFBG可测量电池包的内部温度,颜⾊越深温度越⾼。以上6图⽚分别表⽰车载电池包不同时刻的温度状态。fsFBG经过测量发现图中右上⾓位置即将发⽣过热,且此发热状态不可逆,并产⽣了爆炸,通过装载此类系统,电动车爆燃事故将被预测。

  据老王了解,纤传科技此公司开发的fsFBG多元传感系统,将提出有效的电池实时多元参量监测及失效预警和电池使用寿命(残值)评估方案,有望解决新能源汽车电池碰撞和高温造成的热失控问题。

  综合来看,此公司的fsFBG方案值得全行业关注,后续信息随时call我,我来建立沟通渠道。与此同时,如果该方案有Challenge的点,也随时指出来大家一起讨论,方便行业探讨与交流。

小安安
分享:

联系我们,立刻获得报价

联系我们
TOP