English English
Metis-sensor

Sensor onthulde dat 'gevaar opsnuift' om batterijbranden in elektrische voertuigen te voorkomen.

Accubranden in elektrische voertuigen komen zelden voor, maar kunnen catastrofaal zijn als ze zich voordoen. Om te voorkomen dat een lithium-ionbatterij uitvalt die tot een ramp leidt, is een nieuwe batterijveiligheidssensor ontwikkeld die celontluchting binnen enkele seconden kan detecteren.

Metis Engineering heeft de bètaversie onthuld van zijn Production Battery Safety Sensor, die is ontworpen om de gezondheid van een batterijcel te bewaken die verder gaat dan de mogelijkheden van een Battery Management System (BMS).
Het biedt niet alleen een vroege detectie van thermische wegloop, waardoor het voertuig meer tijd heeft om te worden geëvacueerd, de gegevens van de sensor geven een getrouw beeld van de staat van de batterij en de omstandigheden in het pakket.

De bètaversies van de Production Battery Safety Sensor zijn de eerste van het nieuwe gestroomlijnde ontwerp, geoptimaliseerd voor productie in de hoge volumes die vereist zijn door OEM's in de auto-industrie. Units zijn al op proef bij een aantal EV-OEM's en batterijfabrikanten.

De unieke sensor is ontworpen om een ​​reeks omgevingsparameters op te pikken, waaronder vluchtige organische stoffen (VOCs), drukverandering, vochtigheid, dauwpunt en heeft ook een optionele versnellingsmeter om schokbelastingen te registreren. Deze gegevens kunnen worden gebruikt voor kruiscontroles met andere invoer, zoals celtemperaturen, om te controleren op celontluchting. De sensor geeft de gegevens via een configureerbare CAN-interface door aan een regeleenheid, zoals de ECU van het voertuig, om de bestuurder te waarschuwen dat de cel is ontlucht. De sensor kan ook het proces activeren om het circuit naar het batterijpakket te onderbreken, waardoor het de kans krijgt om af te koelen met als doel thermische runaway te voorkomen.

EV-batterijpakketten hebben al een batterijbeheersysteem (BMS), maar ze hebben beperkingen. Naast het beheren van het laden en ontladen van de pakketten, proberen ze ook de gezondheid van het batterijpakket te controleren, hoewel dit doorgaans beperkt is tot temperatuursensoren, één voor elke paar cellen en door te controleren op spanningsveranderingen. Dit systeem werkt prima als de cel met de temperatuursensor defect is, maar als de cel zich op een afstand van de sensor in de verpakking bevindt, zal het tegen de tijd dat de sensor de verandering in temperatuur registreert, of helemaal niet meer werken. zou zeer waarschijnlijk te laat zijn. Het detecteren van celproblemen door spanningsschommelingen kan op korte termijn ook moeilijk zijn omdat andere cellen in parallel kan de spanning ondersteunen, waardoor problemen met een cel worden verhuld.

Metis Engineering algemeen directeur Joe Holdsworth zei: "De release van de bètaversies van onze Production Battery Safety Sensor markeert een nieuwe belangrijke mijlpaal, aangezien we de technologie uitrollen om ongeëvenaarde gezondheidsmonitoring van lithium-ionbatterijpakketten mogelijk te maken. De sensor wordt al getest in elektrische sportwagens, bussen, vliegtuigen en bestelwagens en de feedback is over het algemeen zeer positief. Mijn team is van plan om een ​​of twee kleine wijzigingen aan te brengen voordat we de definitieve specificaties van de productiebatterijveiligheidssensoren ondertekenen, klaar voor levering in het derde kwartaal van dit jaar”.

Er zijn verschillende stadia voordat een cel in thermische runaway gaat. Ten eerste is er een temperatuurstijging, vaak veroorzaakt wanneer een batterij overbelast is, een fabricagefout heeft of verouderd is. Door de temperatuurstijging stijgt de druk in de batterijcel. Uiteindelijk veroorzaakt die druk, indien hoog genoeg, ontluchting vanuit de afgesloten batterijcel. Als de belasting niet van de cel wordt verwijderd, kan een thermische runaway optreden.

Als een batterij na het ontluchten kapot gaat, kan deze vlam vatten in een zelfoxiderende reactie, wat hoogstwaarschijnlijk zal resulteren in een op hol geslagen reactie, waarbij de cellen eromheen worden geactiveerd en het voertuig volledig verloren gaat.

De Metis-batterijveiligheidssensor bevat ook een optionele versnellingsmeter, zodat deze schokbelastingen tot 24G en de impactduur van de batterij kan bewaken. Mocht de EV betrokken zijn bij een aanrijding, dan laat de sensor zien of en voor welke duur het pakket boven veilige niveaus is beladen. Dit kan de beslissingen bepalen of het batterijpakket een servicebeurt nodig heeft, een tweede leven nodig heeft in een huishoudelijk of industrieel energieopslagsysteem (ESS), of moet worden verzonden voor recycling en eventuele daaropvolgende verzekeringsclaims.

Accu's worden warm wanneer ze worden opgeladen of ontladen. Om oververhitting te voorkomen, worden de meeste verpakkingen op de een of andere manier gekoeld. Als ze onder de omgevingstemperatuur worden gekoeld, kunnen ze onder het dauwpunt zakken (de temperatuur waarbij de lucht geen vocht kan transporteren en condenseert op koelere oppervlakken), wat kan leiden tot kortsluiting en thermische incidenten. De Metis Battery Safety Sensor bewaakt het dauwpunt in het accupack en geeft een waarschuwing voordat condensatie op de accupolen neerslaat.

Dit artikel is geschreven door JAMES BILLINGTON en gepost op https://www.electrichybridvehicletechnology.com/