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新能源电动汽车的动力电池包的工作温度#xff0c;不仅会影响电池包性能#xff0c;而且直接关系到车辆安全。时有发生的新能源汽车电池包起火事件#xff0c;对电池包、冷却系统以及电池管理系统#xff08;BMS#xff09…为什么要进行动力电池包的温度监测
新能源电动汽车的动力电池包的工作温度不仅会影响电池包性能而且直接关系到车辆安全。时有发生的新能源汽车电池包起火事件对电池包、冷却系统以及电池管理系统BMS的设计提出了更高的要求。对动力电池包进行温度监测可以用来验证电池包相关的热模型辅助电池包内各功能单体与模块设计也可以用于电池管理系统监测当发现电池包温度超过安全阈值等变化异常时发送报警信号进行早期预警以避免危险发生。
光纤光栅电池包测温系统
当前常用的电池温度测量方法包括热电耦和红外成像但在针对电池包的大规模测温应用中上述两种方法却存在着一些不足。热电耦使用金属线可能引起电池模组内短路而且金属材质较硬给安装和使用带来不便红外成像使用物体发射的红外信号进行测量只能够粗略测量物体表面的温度同时还要针对不同的测量对象作校正。利用光纤材料的光敏特性在光纤上用紫外光刻写光栅形成周期性缺陷结构形成永久性空间的相位光栅即光纤布拉格光栅Fiber Bragg Grating, 简称FBG。 当入射光进入FBG时在满足布拉格条件的情况下会发生选择性反射。由于光纤光栅的栅距是沿光纤轴向分布的因此当外界温度发生变化时光纤光栅将产生轴向应变与折射率变化波长也随之改变。通过对反射光波长的解调获得中心波长偏移量进而通过测量系统软件计算出相应的温度变化情况。
紧凑型光纤测量和监测系统Fiber-Optic Measuring and Monitoring简称FOM²用于实时测量和监测动力电池包的温度情况。系统最多可接入2400个FBG传感器通过专用的系统软件可高精度、稳定的采集被测电池包的温度数据进而通过极值、平均值、变化速率等数理统计方式分析被测对象的当前状态为电池包的安全设计及验证提供准确的数据参考。
FOM²系统特点
多达2400个温度测量点适用于大规模测量光纤柔软质轻绝缘抗电磁干扰易于安装支持结构模型导入测量数据可追溯数据云图可视化显示系统含有极值、均值、变化率等统计分析工具实现灾害早期预警系统可移植应用于交通、能源等多个领域的结构健康监测。
光纤光栅电池包测温系统监测内容
FBG传感器可以多方向嵌入到整个电池模组中提供模组温度分布的有用信息。电池模组的温度场可以图形化显示这将有助于电池模组的优化设计。 在长期工作中电池包中的电缆容易老化可能会导致局部过热和起火。通过将FBG传感器安装在电缆的表面和接头上可以实时监测不同充放电速率下的电缆温度。 通过将FBG传感器安装在冷却板上FOM²系统可以准确获得冷却板的温度场分布信息。有了这些信息工程师就可以在气流、材料和护罩设计上做出正确的权衡这可以在提高冷却板性能的同时降低成本费用。
