光纖傳感器具有尺寸小、電絕緣性、抗電磁干擾的優點,將它布設于電池組件上,結合OFDR分布式光纖傳感設備,能高靈敏度分布式測量電池的溫度應變等參量。昊衡科技通過實例演示了電池放電過程的溫度場實時監測。此方案對于電池組件運行的健康狀態監測具有很好的實際意義。鋰電池是以鋰金屬或鋰合金為負極材料,使用非水電解質溶液的電池。與其他電池不同,鋰電池具有高能源密度、長壽命、低環境污染等優勢,在電子、通訊、醫療等產品中應用廣泛,并且在新能源儲電、電動自行車和電動工具等領域發揮著重要作用。
以新能源電動汽車為例,通常是由幾千節鋰電池構成一個龐大的電池集成系統。電池組充放電過程中會產生熱量,自身內部溫度還存在分布不均問題,使得大量熱量在狹小空間內累積,嚴重時會引起熱失控。因此,電動汽車通常都會有電池管理系統(BMS),通過外部測量電壓、電流、溫度等參數,來估計電池的充電(SOC)狀態和健康(SOH)狀態。
目前的溫度通常是通過熱電偶、紅外熱成像等檢測方法進行實時監測,但整個電池集成系統,電池總數量達到幾千節,這一龐大的電池數量,要實現單體溫度測量存在巨大困難。
光纖傳感器具有尺寸小、電絕緣性、抗電磁干擾的優點,結合昊衡科技研制的OFDR分布式光纖傳感設備,在一根單模光纖上可同時測量成千上萬傳感點的溫度或應變。若將光纖傳感器布設于電池中,可以對電池內部或表面溫度場進行全面的測量和表征。
實例演示
下面通過應用案例演示電池放電過程的溫度場實時監測。
將一根聚酰亞胺涂層(PI)光纖沿電池外表面環向螺旋布設,電池放電,OSI動態設備實時測量應變分布,結合電池CAD模型圖,重構三維溫度場,實時顯示熱點位置和溫度分布結果。
圖 | 電池表面布設分布式光纖傳感器
圖|溫度場實時監測
基于OFDR技術的電池測溫方案,其海量傳感密度可以解決電池單體和電池組的溫度監測難題,對于保證電動汽車電池組的安全高效運行、新型電動車鋰電池組的開發有很好的實際價值。
昊衡科技
Megasense
一家集研發、生產、銷售于一體的高科技公司,專業從事工業級自校準光學測量與傳感技術開發,也是一家實現OFDR技術商用化的公司。目前,昊衡科技已推出多款高精度高分辨率產品,主要應用于光學鏈路診斷、光學多參數測量、高精度分布式光纖溫度和應變傳感測試。已與全球多個國家和地區企業建立良好的合作關系,并取得諸多成果。
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