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新能源汽车动力电池温度传感器再思考

来源:新能源汽车网
时间:2018-10-23 08:03:30
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新能源汽车动力电池温度传感器再思考随着锂电池的能量密度的提升和安全裕度的降低,核心的问题是要知道锂电池单体本身的温度。实际上,我们现在已经了解大部分的电池滥用试验选择都和温度有关系

随着锂电池的能量密度的提升和安全裕度的降低,核心的问题是要知道锂电池单体本身的温度。实际上,我们现在已经了解大部分的电池滥用试验选择都和温度有关系,在不同的温度下做出来的条件并不相同。我们是需要通过温度传感器得到电池里面的温度点:
  得到冷却开启的条件
  得到限制功率的条件(快充尤其是)
  得到停止输出(零电流输出)
  极端热事件前兆检测
  

  电池模组主要由多片电芯所组成,通过合理的模组设计,可以通过有限的几个采样点来得到整个模组内电芯的温度。正常工作的时候,电芯的温度是均匀的,而在电池出现异常情况下,电芯的温度会出现较大的温差。
  这里的温度传感器的阿布置位置包含:
  电池表面
  电池Busbar
  电池盖板表面
  

  在模组内布置需要考虑电芯的温度采集和母线排的温度情况,通过若干个采集点来监控整个模组的温度,通过电池管理单元采集温度数据后推算出整个模组的温度情况。这个主要是在不同的工作条件下,需要把真实的电池的温度和传感器反馈的进行对比处理。
  如下图所示,不看别的,光看由于不同电路引起的温度误差就是变化的,加上表面的传热情况,还有其他的内容,这个值得我们把不同的数据采集出来之后仔细对比。
  新能源汽车动力电池温度传感器再思考
  要全面的考虑温度传感器的成本、精度、温度范围、快速热响应和自加热误差。如果我们在考虑高端车辆的时候,特别是高性能和高倍率充电,由于加速响应带来的发热,也需要一个较低的热迟滞的温度传感器予以支持,否则温度的阶梯式变化是无法测出来的。如下图所示:
  

  还有一个比较大的课题,就是之前谈过的温度传感器的工作温度范围,还有检测情况由于温度高于一定范围,超过了一般的85°的时候,原有的电路采集到的分压数值就太大了,使得温度成了无效数值,因此想要在热失控的边沿通过原有的温度传感器获取温度数据,需要满足好几个条件:
  需要有可调节的分压电阻
  需要选的温度传感器适应较高的工作温度范围
  需要在软件上有不一样的测试机理
  需要采取温度联动策略
 

  在真正发生问题的那个时间点之前,电芯周围的温度变化,会引起周边的温度差异,这是一个最为直接的量,这个数据采集和判断是非常值得我们深入考虑的
  

 

  小结:为了达到较高的置信度,一个是收集更多的数据,一个是考虑比较强健的温度收集方式,以保证最后的底线。我觉得在这个方面,一些较高温度的范围的探测温度的方式,可能可以给电池管理系统所采用。