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解決方案與產品應用

傳感器助力解決電動車起火隱患

更新時間：2023-01-13 15:06:03

應用介紹

隨著我國純電動車的保有量日益增多，關于純電動汽車發生起火事故的新聞也開始頻頻“刷屏”，讓電動汽車安全問題成為了全社會關注的焦點，也觸動著消費者心底里對安全的焦慮。一時間，電動車可不可靠、電池技術成不成熟等問題，再次引發了廣泛的討論。那么，問題來了，電動汽車起火的罪魁禍首是誰？如何解決電動車起火的安全隱患？


根據業內專家表示，電池是電動汽車起火的主要元兇，其中包括電池短路、操作不當，以及發生碰撞擠壓等，都會導致電池起火。因此，想要解決電動車起火的安全隱患，無疑是要從動力電池技術突破下手。


目前，我國電動汽車的電池大多采用三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，而為了追求輕量化，提高能效比，三元鋰電池顯然更有優勢。

與磷酸鐵鋰電池相比，三元鋰電池體積更小、密度更高，更符合電動汽車輕量化要求。然而也正是因為其活潑的化學特性，極易與空氣中的氧氣發生激烈的氧化反應，從而產生燃燒和爆炸。


“三元鋰電池能量密度較高（140Wh/kg），在‘快充’、‘快放’模式下對電池芯體沖擊較大；而磷酸鐵鋰電池能量密度較低（110Wh/kg），在‘快充’、‘快放’模式下對電池芯體沖擊較小，從整體來看，磷酸鐵鋰電池的安全性更高。


鋰電池作為新能源汽車用到的儲能和功能裝置，有著純電動汽車心臟的美稱，動力電池作為電動汽車核心的零部件，占整車一半的成本，根據電動汽車動力電池的構造來看，一般的車輛采用的電池組，即由很多小電池串聯組成，而電池在結構上面來說，這些電池內部材料包括負極材料、電解質、隔膜和正極，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。而根據特征來看，當電池內部的電極材料出現，過充、過熱、穿刺都會爆炸。雖然在安全性上好了很多，但依然會有燃燒的風險。



從現在很多電動汽車起火的事故來看，基本上都和電池有一定的關系。電動汽車上的鋰電池數目少則幾百,多則幾千,尤其是車輛的電池管理技術來說，技術上面管理起來很不容易,對于車輛自燃風險來說，即使是新能源汽車高端的特斯拉在這一塊也是不能幸免。出現燃燒風險跟電池的工作環境和電池的設計等有一定的關系，以電池的設計生產的角度來進行分析，制造設備和檢測設備不可能做到百分之百都是完全合格的電池，尤其是對于電池內部的正極材料、負極材料和電解液。



稍微有工藝上的不足和設計的弱點，這些都會變成鋰離子電池里的一個微短路自燃的隱患。加之現在電池的各家檢測和生產的標準雖然是以國家標準為主，但是對于品控來說還是各家有各家的方法和方式，以使用來說，當車輛出現刮擦底盤的時候，會使的鋰電池內部短路，其次快充的時候電量過大，導致內部的電解液受熱氣化分解，終由于壓力太大導致電池外殼破裂，高壓氣體從外殼破裂處噴出，氣體很快擴散到電池包薄弱處，從而引發自燃的危險。


新能源汽車發展的zui大瓶頸之一是動力電池，引發自燃風險是新能源汽車zui大原因之一也是出自動力電池上面。當然如何才能讓鋰離子電池不再燃燒這也是眾多車企和電池廠商致力于研究和解決的。


目前鋰電池產業逐漸形成增加一道防火墻的安全意識，采用氣體傳感器來監測鋰電池起火，鋰電池起火前通常會產生大量甲烷，丙烷，CO，氫氣等多種氣體，因此監控CO，甲烷，丙烷的濃度無疑是一種有效的解決方案。采用此種方案，通常對氣體傳感器的靈敏度、可靠性等要求比較高，在此，新世聯科技推薦一氧化碳傳感器TGS5141和可燃氣體傳感器TGS2610，用于電動車起火檢測:


TGS5141傳感器具有靈敏度高、可靠性好、壽命長等優點，非常適用于電動車起火檢測。


一氧化碳傳感器CO傳感器TGS5141主要參數： 
1）一氧化碳檢測范圍： 0-5000ppm 
2）輸出電流：1.2-3.2nA/ppm 
3）響應時間表：〈 60S 
4）工作溫度：-10℃ ~ +50℃ (常用)    -20℃ ~+60℃（偶爾）
5）工作濕度：10 - 95%RH （不結露）


TGS5141具體積小、功耗低、壽命長等優勢，非常適合用于高集成、電池供電產品，不僅可以用于鋰電池生產、存儲環境，也可以用于新能源汽車等產品應用端.TGS5141對CO靈敏度非常高，而且對甲烷、酒精等可燃氣體抗干擾能力強，保證了電池起火檢測的準確性.


可燃氣體傳感器TGS2610對丙烷與丁烷具有很高的靈敏度，是很好的LPG監控器，由于其對揮發性的酒精（居住環境常見的干擾氣體）靈敏度很低，因而對于氣體泄漏報警器來說是一種理想的傳感器。由于敏感素子體積很小， TGS2610的加熱器電流僅需56mA，傳感器的檢知部被收納于標準的TO-5金屬封裝中。TGS2610-C00不但體積小，而且響應性十分優異。是氣體泄漏檢測儀的很好選擇。TGS2610-D00中加裝了可消除酒精等干擾氣體影響的濾罩，具有對LP氣體很高選擇性的靈敏特性。


可燃氣體傳感器TGS2610主要參數：
檢測可燃氣體范圍：500-10,000ppm
靈敏度（電阻比）：0.50-0.62
加熱器電壓：5V±0.2V(DC/AC)
電路電壓：5V±0.2V(DC/AC)