隨著鋰電池的能量密度的提升和安全裕度的降低,核心的問題是要知道鋰電池單體本身的溫度。實際上,我們現在已經了解大部分的電池濫用試驗選擇都和溫度有關系,在不同的溫度下做出來的條件并不相同。我們是需要通過溫度傳感器得到電池里面的溫度點:
得到冷卻開啟的條件
得到限制功率的條件(快充尤其是)
得到停止輸出(零電流輸出)
極端熱事件前兆檢測
電池模組主要由多片電芯所組成,通過合理的模組設計,可以通過有限的幾個采樣點來得到整個模組內電芯的溫度。正常工作的時候,電芯的溫度是均勻的,而在電池出現異常情況下,電芯的溫度會出現較大的溫差。
這里的溫度傳感器的阿布置位置包含:
電池表面
電池Busbar
電池蓋板表面
在模組內布置需要考慮電芯的溫度采集和母線排的溫度情況,通過若干個采集點來監控整個模組的溫度,通過電池管理單元采集溫度數據后推算出整個模組的溫度情況。這個主要是在不同的工作條件下,需要把真實的電池的溫度和傳感器反饋的進行對比處理。
如下圖所示,不看別的,光看由于不同電路引起的溫度誤差就是變化的,加上表面的傳熱情況,還有其他的內容,這個值得我們把不同的數據采集出來之后仔細對比。
要全面的考慮溫度傳感器的成本、精度、溫度范圍、快速熱響應和自加熱誤差。如果我們在考慮高端車輛的時候,特別是高性能和高倍率充電,由于加速響應帶來的發熱,也需要一個較低的熱遲滯的溫度傳感器予以支持,否則溫度的階梯式變化是無法測出來的。如下圖所示:
還有一個比較大的課題,就是之前談過的溫度傳感器的工作溫度范圍,還有檢測情況由于溫度高于一定范圍,超過了一般的85°的時候,原有的電路采集到的分壓數值就太大了,使得溫度成了無效數值,因此想要在熱失控的邊沿通過原有的溫度傳感器獲取溫度數據,需要滿足好幾個條件:
需要有可調節的分壓電阻
需要選的溫度傳感器適應較高的工作溫度范圍
需要在軟件上有不一樣的測試機理
需要采取溫度聯動策略
在真正發生問題的那個時間點之前,電芯周圍的溫度變化,會引起周邊的溫度差異,這是一個最為直接的量,這個數據采集和判斷是非常值得我們深入考慮的
小結:為了達到較高的置信度,一個是收集更多的數據,一個是考慮比較強健的溫度收集方式,以保證最后的底線。我覺得在這個方面,一些較高溫度的范圍的探測溫度的方式,可能可以給電池管理系統所采用。
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原文標題:電池溫度傳感器再思考
文章出處:【微信號:QCDZSJ,微信公眾號:汽車電子設計】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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