动力电池包怎么解决自燃(2022琻捷电子发布首颗电池包传感监测芯片)

当前,智能化成为新能源汽车领域的重点赛道。智能化离不开传感器,传感芯片与车的电压、电流、温度等工况信息感知和处理紧密相关。在汽车电气架构从分布式向集中式转变的过程中,琻捷电子看到了其中巨大的市场空间,成为国内为数不多涉及汽车功能安全的传感芯片供应商。

目前,智能已成为新能源汽车领域的关键轨道。智能与传感器密不可分,传感芯片与汽车的电压、电流、温度等工况信息感知和处理密切相关。在汽车电气架构从分布式向集中式转变的过程中,科捷电子看到了巨大的市场空间,成为中国为数不多的涉及汽车功能安全的传感芯片供应商之一。

动力电池产业化最大的技术难点是电池组热失控的安全性。凭借深厚的技术积累,捷电子推出了第一款国产电池组传感监控芯片,保障了动力电池组的安全。

动力电池包带来动力电池组自燃隐患

经过多年的发展,汽车工业的电气化已经结束,智能化已经成为OEM、Tier 1真正关注的轨道。智能与传感器密切相关。在新能源汽车、储能、工业等领域,传感器的市场规模预计2025年将超过2500亿元。加快国内替代和产品创新是国内汽车传感器制造商需要面临的重大考验。

在研发汽车传感芯片的过程中,行业领先的琻捷电子也注意到了新能源汽车“心脏”——动力电池包的功能安全问题。

热失控是电池不可避免的。电池能量密度越高,热稳定性越低。近年来,电动汽车自燃事件频发,锂电池的热安全已成为电动汽车和储能系统的首要任务。那么,为什么动力电池经常着火呢?如何处理它?

动力电池组结构及热失控原理

动力锂电池生产所需的材料包括正极材料、负极材料、电解质、隔膜和包装材料。

首颗电池包传感监测芯片为动力电池安全护航

图片来源:网捷电子

由于锂离子电池结构的特点,高温下SEI膜,电解液,EC当分解反应发生时,电解质的分解也会与正负反应,各种反应会导致大量的热量。隔膜融化导致内部短路,电能释放增加热量生产。这种累积的破坏效应往往会导致电池防爆膜破裂、电解质喷射和燃烧。

首颗电池包传感监测芯片为动力电池安全护航

图片来源:琻捷电子

锂离子电池的滥用分为机械滥用、电力滥用和热滥用。这三种滥用形式都可能导致内部短路,最终由于电极活性物质之间的相互作用而导致热失控。此时,其他可燃气体产品、电解质蒸汽和阳极产生的氧气在高温下与空气混合,当电池失控时形成燃烧三角形,即燃烧或爆炸。

如何实现逃生黄金五分钟?

2020年,工信部发布GB 38031-2020标准《电动汽车动力电池安全要求》明确规定,如果电池组热失控,必须提前五分钟报警,为驾驶员和乘客预留逃生时间。基于这一功能安全要求,电池制造商也是传统的BMS除系统外,还增加了许多新的电池热失控预防和管理措施。

防止热失控有两种措施:主动保护和被动保护

主动防护设计分为电滥用防护、机械滥用防护、热滥用防护和热失控预警。一旦发生热失控,可及时提供报警,使驾驶员和乘客尽快撤离;被动防护涉及电池和系统结构的优化和加固,以及热阻隔设计。

由此可见,面对动力电池的功能安全挑战,只有高效可靠的电池管理方案才能保证用车过程中的电池安全。

电池包传感监测芯片赋能热管理

正如前面提到的,热失控极易引起电池组起火甚至爆炸。除此之外,除此之外,BMS、加强外壳保护等主动保护措施,推出了电子BPS和BAS在芯片层面,电池组传感监控产品为新能源汽车的电池系统提供安全保障。

首颗电池包传感监测芯片为动力电池安全护航

图片来源:琻捷电子

据电子官网介绍,BPS-SNP805作为国内首款电池组压力传感监测芯片,专为新能源汽车电池组压力监测应用而设计。芯片内置 8 位 MCU、12 位高精度 ADC 以及温度传感器、气压传感器和电源电压监测单元,芯片可以实时测量电池组的压力变化,并提供报警信号。

首颗电池包传感监测芯片为动力电池安全护航

BPS-SNP805电池组压力监测传感芯片 图片来源:电子官网

目前,三元系电池主要采用压力监测方案BPS基于微机械压力的模块(MEMS Pressure)和专用集成电路(ASIC)实现对环境压力的精确检测。

在三元锂电池热失控过程中,正极材料释放氧气,氧气与溶剂发生氧化反应,产生大量气体和热量。电池组的压力和温度在短时间内迅速上升,热失控可以通过高精度压力和温度模块进行监测,并提前报警。

磷酸铁锂电池多用BAS传感监测方案对于磷酸铁锂电池,电子BAS基于光学烟雾检测和模块(ASIC)该技术能够准确检测环境气溶胶浓度。

在BPS、BAS在芯片方面,电子是中国唯一的芯片供应商。BPS、BAS芯片集温度、压力传感器和电源电压检测单元于一体,不仅具有体积小、成本低的优点,而且功耗低,支持多范围报警,支持多种报警模式。当电池失控时,用户将至少获得五分钟的黄金逃生时间。

首颗电池包传感监测芯片为动力电池安全护航

专注于汽车和工业物联网 打造国产核心动能

专注于汽车和工业物联网的应用,致力于提供优秀的汽车电子传感芯片和完整的系统解决方案。

汽车传感作为汽车行业的一条极其细分的轨道,选择以传感为切入点从事芯片设计无疑缺乏很多参考经验。2015年,电子董事长兼总经理李梦雄博士回国创立了电子。他承认,无线传感是一个特别明确的方向,选择这个方向创业实际上是一个大胆的决定。

作为国内少数涉及汽车功能安全水平的传感芯片研发设计公司之一,TPMS自2017年批量生产以来,芯片以其稳定可靠的性能,打破了国外芯片供应商的垄断,得到了业界的认可。据悉,智捷电子已与国内外多家知名传感器厂商达成深入合作,目前公司已有6条产品线,出货量已达数千万。从信号感知到信号处理再到车载无线传输,都有全栈IP专利布局。

首颗电池包传感监测芯片为动力电池安全护航

图片来源:琻捷电子官网

未来,智捷电子还将推出一系列信号感知、处理和传输智能传感芯片,特别是无线传输,充分满足集成、无线、本地化趋势下汽车市场和工业领域的需求。

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