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终于说清了:新能源生意与温度传感器

特普生科技 特普生科技 2022-08-20 15 267

在全球低碳经济(Low Carbon Economy)变化的影响之下,各国发展新能源汽车是实现碳减排的重要措施之一,由此全球汽车市场进入产业转型升级的调整期。新能源汽车也进入迸发式发展期,其中我国表现最为显著,无论是发展速度,亦或是规模在全球领域均居于领先地位。

终于说清了:新能源生意与温度传感器

更有人言,“全面化覆盖新能源倒计时已然启动......”

比亚迪于今年宣布从2022年3月起,停止燃油汽车的整车生产,成为全球第一个停产停售燃油汽车企业。与此同类,奥迪也宣布将于2026年停售燃油车,所有车型都会改为电动车;大众随后也表示计划在2035年之前停止在欧洲销售燃油车。

除了汽车厂商,众多国家也将禁售传统燃油车纳入未来计划,其中公布明确的时间表的国家就有:荷兰、德国、印度等计划在2030年,英国、法国计划在2040年停售燃油车;而中国台湾和海南分别表示在2040年和2030 年停售燃油车。

我国从2017年电动车续航里程在300公里左右徘徊不前,到现如今的蔚来、智己、广汽埃安等汽车厂商宣布推出1000公里续航电动车,竟不过短短四五年的时间。

终于说清了:新能源生意与温度传感器

不难看出,电动车的性能与续航能力会带来质与销量的飞跃。但是,消费者们甚者是一些行业老人,目光绝大多数都聚焦与电池上,却忽视了其他电车系统所带来质的改变与提升。而只有将这些“被忽视”的变化和优质的电池性能相结合,才能为新能源汽车的繁荣,这些“被忽视”的部分正是本篇文章的主角——温度传感器

本研究员上周选择了兴勤、久喜、特普生等知名温度传感器厂家,深度沟通了新能源用温度传感器


新能源汽车与温度传感器

在新能源汽车中,需要用到温度传感器的部分有BMS电池系统、充电枪(桩)、电动马达、锂电设备温度管理以及储能温度管理

新能源汽车车主最担心汽车出现事故最重要的原因之一就是电池。因为一旦电池爆燃所带来的威胁和损害结果都是十分严重的。比如,汽车在静止状态时如果出现电池系统管理(BMS)不完善、通讯不兼容、与充电设备通讯障碍等情况,会导致电池的过充、短路、漏液等问题,从而不能提前监控并进行报警,最终引起汽车的热失控、自燃、起火。

终于说清了:新能源生意与温度传感器

为避免这类情形,需要通过BMS实现对电池安全的管理。同时,还有子系统对电池进行的直接安全管理,也有整车控制器从整车的角度进行检测,并对可能出现的危险进行及时处理以保证安全。

1、BMS电池温度管理系统

电池管理系统(BMS),在整个安全系统中充当了类似于“大脑”的角色,它能够实时估测电池的荷电状态,检测电池的使用状态,同是能对电池进行直接的管控。对“大脑”而言,收到的反馈信息越多越详细,作出的决策也自然越准确。所以,温度传感器不仅要数量合适,且精密度要高。因为只有这样反馈的数据才能更加全面,BMS对电池的判断才会更加准确。

动态的电池充放电的温度变化,电池本身的pack设计非常重要,需保证电池的散热与可靠性,其次电动汽车的电池包恒温热管理技术,将电芯温度更加稳定地控制在高效、安全的温度区间。

终于说清了:新能源生意与温度传感器
   △ 雪佛兰Bolt纯电动车有288个电芯

恒温热管理技术,在每个电芯模组内布置两个温度传感器,精确监测模组内部的电芯温度,并通过BMS和BTMS精确管理到所有电芯,可以将电芯的温差控制在±2℃,确保电芯温度的均匀性、稳定性。此外还有应急的防爆泄压设计,一旦出现问题就会强制启动液冷装置,对出现问题的电池进行热失控管理,给电池一个强有力的金钟罩。

电池温度管理.jpg
△ 特普生电池温度管理

因为新能源电池只要是在一定的温度范围内工作,是有助于实现最佳的能源效率的,所以要实时甚至提前监测电池的温度,必须在多处测量电池温度(电池本体、冷却液、BMS板)防止局部过热现象,预防工作做好的同时,也有助于延长电池寿命、增加新能源汽车的安全保障。

如何落实好该安全保障?

需要在电 池本体、接线柱和冷却液等多处安装温度传感器进行测温。

BMS电池管理系统用温度传感器
特普生 电池温度检测传感器

2、充电枪/桩的温度控制

实现快速充电,是现在推动新能源汽车发展的关键要素之一,借助快速充电的技术可以减少数个小时消耗。但是,如果想要实现超短的充电时间,则需要超大的电流,充电桩/枪中的电力、电子设备也会随之增加压力。所以,在实现快速充电的过程中,枪/桩内的温度监测显得至关重要。

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充电时,充电桩与汽车间的连接器系统也会承受高温,为保证安全的监测汽车温度,避免温度过高,充电枪、充电桩与接线座,以及充电桩内IGBT模块的温度检测至关重要。

IEC国际电工委员会规定,连接器系统中使用的温度传感器必须满足IEC TS 62196-3 1 DIN标准的最低要求。因此,温度传感器必须具有可靠的测量精度。

充电枪桩座温度管理.jpg
△ 特普生 充电枪/桩温度检测传感器

3、车载温度管理系统

温度传感器活跃在汽车的各个控制部分。其中车载温度管理系统就包含电动马达的温度检测、动力电池冷却系统、刹车系统以及空调系统(冷凝器/出风口)的温度检测。

电动马达温度管理系统

电机,是新能源汽车的关键部件,优良的加速性能以及持续的工作使得内部的温度持续攀升。动力电池通过液冷循环保持温度控制。为了保证零部件的安全及正常稳定的工作,就需安装温度传感器来检测监控温度防止过热。

电动车车载温度管理.jpg
△特普生 车载温度检测传感器

4、锂电池设备温度管理

化成和分容工序中,电芯充放电时的同时,记录充放电的相关数据和曲线图标,如电流、电压、时间等,这些数据可以显示锂电池是否正常;为了得到锂电池全方位的数据,就会温度传感器来获取实时温度。

锂电设备温度管理.jpg
△特普生 锂电池温度检测传感器

5、储能温度管理系统

在电池储能系统中,实现降低火灾风险最为行之有效的办法就是在电池组的电路中加入对电池温度、电流、电压的感知系统。

温度上升10℃,电芯的循环寿命下降了近50%,CCS集成盖板母排,以温度采集和电压采集线束形式,将温度传感器直接焊接在动力电池的电芯上检测温度。


储能温度管理
△特普生 储能温度检测传感器

*市场反馈相关问题

目前,市场反馈的传感器失效模式为两种:防水与耐压情况不佳。防水是指吸潮后传感器阻值下降,主要为潮气影响;耐压则是传感器绝缘层被击穿。为妥善解决传感器失效模式,特普生传感器针完全胜任。

一是针对潮气影响,特普生传感器在保持耐温175度的条件下、耐水煮168小时。打破行业48小时极限;二在绝缘度问题上,特普生传感器可长期耐压5VDC,远高于行业3500VDC的标准要求。

以上,就是温度传感器研究院对于新能源汽车中,需要用到温度传感器的简要研究。

下面关注同样是新能源汽车车主最担心的问题——充电的安全性。电车在充电过程中,如果电芯、BMS与传感器这三个环节配合不佳,自燃就随时有可能发生。所以,电动车的安全系统有BMS与整车控制器的金钟罩保护,在能源补能方式与过程的安全性也需重点关注。

新能源的补能方式与建设

“电”作为电动车的生命能源,更是整个电动汽车产业的基础保障与关键环节。我国新能源汽车的井喷式增长,对应的充电桩、换电站也随之开始大幅建设。

新能源基础建设也在去年被纳入到新基建的内容中,从工信部发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》征求意见稿可知:预计到2030年我国新能源汽车保有量将达6420万辆。目前国内车桩比为3:1,如按照车桩比1:1的建设目标来计,未来十年我国充电桩建设将会存在千万级的缺口。显然,充换电基础设施建设为重中之重。

终于说清了:新能源生意与温度传感器

特斯拉作为主流市场销量最高的电动车厂商,走快充路线,目前在我国已建立安装了6000座超级充电站,而在全球已安装25000座超级充电站。

当下,市场新晋的快充桩也纷纷崛起。在换电方面,车电能在数10秒内就完成分离换电,发展速度非常快。无论是充电、换电模式还是两者协同的方式,都给新能源汽车行业创造了多种新兴的补能方式。未来,新能源的补能方式会向着以下方向发展:

1.高压大功率快充

这固然是未来充电技术的发展方向,但以现有技术的限制,大功率快充所带来的安全隐患与损伤电池等方面还有待解决。

2.无线充电

因成本高以及高强度的电磁辐射,暂时无法商业普及,有望改变。

3.V2G技术

即电动汽车的电输送给电网的技术,电动车充当可再生资源和电网之间的缓冲储能器,可减缓电网压力,节省充电成本,构建智能化充电网络,形成车网协同生态。

4.超级充电标准、换电技术标准的统一

超级充电标准是面向全球统一的充电接口技术,也是大功率快充技术的基础;换电站将采用模块化设计,兼容多车型,统一电池包实现换电站的共享化。

中国电池军团
△ 中国电池军团

新能源汽车的飞速发展,为我国带来了新的一场技术革新,与可持续的模式更迭,并且给整个交通出行领域带来了创新和市场机遇,带动了整个行业向着清洁、绿色、可持续化的方向发展。

无论是时代对能源需求的改变、还是进阶到与国家政策方面,都让新能源汽车行业为之高效迅猛的发展,因所有发展背后都有一致的追求——绿色可持续发展。

特普生主营温度传感器NTC热敏电阻传感器模块及一体化解决方案,特普生拥有发明专利5项,实用新型27项,保留不公开技术2项,是国内唯一拥有全尺寸全自动单端玻封机、单端热敏电阻测试机的具有芯片设计能力的源头实业,特普生温度传感器,特别好的温度传感器。

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