氫氣檢測即將成為觸發電動汽車電池故障警報的黃金標準。這是因為氫水平升高是熱失控狀態即將來臨的最早可檢測到的跡象。災難性熱事件的更明顯癥狀——如電壓下降、煙霧出現、溫度上升、壓力上升和可見排氣——來得太晚,無法作為司機需要靠邊停車并下車的警告。在任何這些其它警告信號之前,氫的放氣是可檢測的,因此允許更早地產生電池安全警報。這種早期預警能力是各種安全機構對電動車輛的要求;在熱失控發展到可能導致爆炸、煙霧或火焰事件的程度之前,需要至少五分鐘提醒車輛乘客。
電池泄漏檢測傳感器的工作原理是測量H2濃度,并將該信息傳遞給車輛的ECU。包含傳感器的模塊放置在電池外殼中,允許它感測故障模式期間產生的H2氣體。傳感器需要暴露,以便持續測量電池組周圍空氣中的氫濃度。顯然,傳感器元件需要盡可能堅固,以應對汽車環境中的條件。
有時,壓力傳感器被用來觸發電池故障警報,但它們速度較慢,在檢測電動汽車電池可能出現故障的所有模式時,不如氫傳感器有效。氫傳感器比壓力傳感器對短路條件(如釘子穿透測試所示)和電池單元過充電反應更快。此外,氫傳感器可以檢測電池的再過充電狀態,而壓力傳感器對此不起反應。此外,在許多電池組架構中,壓力傳感器根本不起作用,因為它們的通風要求使得壓力增加無法檢測。
Posifa Technologies的電池管理系統(BMS)氫氣檢測解決方案基于MEMS氫氣傳感器,通過測量BMS隔間內氣體混合物的熱導率變化來檢測空氣中的氫氣濃度。這種測量方法提供了更好的長期穩定性,并且與由最終導致傳感器退化的化學反應觸發的氫傳感器相比,具有更小的外形尺寸。由于該公司的高度可重復、高容量CMOS MEMS技術,Posifa的技術還允許以低得多的成本實現氫檢測能力。
PGS4104傳感器元件基于Posifa的第二代導熱芯片。該設備的特點是一個芯片密封在干燥空氣中并作為參考,而另一個暴露在氣體混合物中。由于共模噪聲抑制和信號放大的最大化,這種設計能夠實現出色的信噪比。為了安全操作,傳感器由脈沖波形激勵(400 ms開,1,000 ms關),以降低加熱器溫度。
由于傳感器元件尺寸極小,工作原理簡單明了,Posifa的氫傳感技術可以提供多種不同的外形,并適應各種OEM要求。Posifa Technologies擁有制造專業知識和資源,可以在不同的模塊化集成水平上提供氫氣傳感解決方案。因此,我們的技術可以集成到任何類型的電池組中,而與通風技術、通信協議等無關。
主要特點:
- 氫傳感器由兩個不同配置的導熱芯片組成,封裝在緊湊的表面貼裝外形中
- 為了提高長期穩定性,該裝置通過測量氣體混合物導熱系數的變化來檢測空氣中的氫氣濃度
- PGS4104的高重復性、高容量CMOS MEMS技術降低了成本
PGS4104主要參數和優勢:
- 出色的信噪比
- 最廣泛的可用范圍,高達100 %體積
- 小于1.4秒的快速響應時間
- 0.1 %英尺/年的典型長期穩定性
- 0.05 % F.S .的典型重復性
- 工作溫度:-25攝氏度至+85攝氏度
- 脈沖激勵可最大限度降低加熱器溫度,確保安全運行
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