鋰電池是以鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料,使用非水電解質(zhì)溶液的電池。與其他電池不同,鋰電池具有高能源密度、長(zhǎng)壽命、低環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì),在電子、通訊、醫(yī)療等產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛,并且在新能源儲(chǔ)電、電動(dòng)自行車和電動(dòng)工具等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
以新能源電動(dòng)汽車為例,通常是由幾千節(jié)鋰電池構(gòu)成一個(gè)龐大的電池集成系統(tǒng)。電池組充放電過程中會(huì)產(chǎn)生熱量,自身內(nèi)部溫度還存在分布不均問題,使得大量熱量在狹小空間內(nèi)累積,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起熱失控。因此,電動(dòng)汽車通常都會(huì)有電池管理系統(tǒng)(BMS),通過外部測(cè)量電壓、電流、溫度等參數(shù),來估計(jì)電池的充電(SOC)狀態(tài)和健康(SOH)狀態(tài)。
目前的溫度通常是通過熱電偶、紅外熱成像等檢測(cè)方法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),但整個(gè)電池集成系統(tǒng),電池總數(shù)量達(dá)到幾千節(jié),這一龐大的電池?cái)?shù)量,要實(shí)現(xiàn)單體溫度測(cè)量存在巨大困難。
光纖傳感器具有尺寸小、電絕緣性、抗電磁干擾的優(yōu)點(diǎn),結(jié)合昊衡科技研制的OFDR分布式光纖傳感設(shè)備,在一根單模光纖上可同時(shí)測(cè)量成千上萬傳感點(diǎn)的溫度或應(yīng)變。若將光纖傳感器布設(shè)于電池中,可以對(duì)電池內(nèi)部或表面溫度場(chǎng)進(jìn)行全面的測(cè)量和表征。
實(shí)例演示
下面通過應(yīng)用案例演示電池放電過程的溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
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,時(shí)長(zhǎng)00:32將一根聚酰亞胺涂層(PI)光纖沿電池外表面環(huán)向螺旋布設(shè),電池放電,OSI動(dòng)態(tài)設(shè)備實(shí)時(shí)測(cè)量應(yīng)變分布,結(jié)合電池CAD模型圖,重構(gòu)三維溫度場(chǎng),實(shí)時(shí)顯示熱點(diǎn)位置和溫度分布結(jié)果。
圖 | 電池表面布設(shè)分布式光纖傳感器
圖 | 溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
基于OFDR技術(shù)的電池測(cè)溫方案,其海量傳感密度可以解決電池單體和電池組的溫度監(jiān)測(cè)難題,對(duì)于保證電動(dòng)汽車電池組的安全高效運(yùn)行、新型電動(dòng)車鋰電池組的開發(fā)有很好的實(shí)際價(jià)值。
Megasense
一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的高科技公司,專業(yè)從事工業(yè)級(jí)自校準(zhǔn)光學(xué)測(cè)量與傳感技術(shù)開發(fā),也是一家實(shí)現(xiàn)OFDR技術(shù)商用化的公司。目前,昊衡科技已推出多款高精度高分辨率產(chǎn)品,主要應(yīng)用于光學(xué)鏈路診斷、光學(xué)多參數(shù)測(cè)量、高精度分布式光纖溫度和應(yīng)變傳感測(cè)試。已與全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)企業(yè)建立良好的合作關(guān)系,并取得諸多成果。電話:027-87002165官網(wǎng):http://www.mega-sense.com/公眾號(hào):“昊衡科技”或“大話光纖傳感”