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Con un tiempo de respuesta de menos de un segundo, la banda puede alertar al sistema de gestión de baterías (BMS) sobre una acumulación anormal de calor en las celdas más rápidamente que las soluciones existentes, como los termistores, dijo Littelfuse.
La banda ofrece más flexibilidad en cuanto a su colocación en el paquete de baterías del vehículo eléctrico. Es posible utilizar una sola tira de cinta de monitoreo de temperatura para monitorear múltiples celdas repartidas por el paquete, lo que aumenta la «resolución espacial» del monitoreo de sobretemperatura. Esta característica también simplifica el proceso de instalación de la celda. La parte posterior de la cinta tiene adhesivo para que puedas despegarla y pegarla directamente a las celdas de la batería de iones de litio del vehículo eléctrico.
Según Littelfuse, la cinta sensora térmica es adecuada no sólo para baterías de iones de litio en vehículos eléctricos comerciales y de consumo, sino también para baterías comerciales grandes que sirven como almacenamiento de energía para la red eléctrica.
Los sistemas de gestión de baterías mantienen fresco el vehículo eléctrico
Cada vehículo eléctrico está equipado con tantas celdas de batería como sea posible -física y económicamente- para aumentar la capacidad de almacenamiento de los paquetes que contiene, lo que puede representar alrededor del 30 al 40% del coste total de producción del vehículo eléctrico.
Debido a que la capacidad de las baterías de iones de litio fluctúa con el tiempo y el uso (más aún cuando se usan en condiciones difíciles de la carretera), cada celda debe administrarse y regularse cuidadosamente para funcionar de manera óptima y proteger las celdas de la batería de daños permanentes. Si las celdas se dañan de alguna manera, el alcance y la vida útil de la batería del vehículo eléctrico pueden verse limitados o puede haber un mayor riesgo de explosión.
Las celdas generalmente están conectadas a un BMS, que desempeña un papel crucial en el monitoreo del voltaje, la corriente y otros aspectos de cada celda durante su vida útil. También está diseñado para adaptarse a las condiciones siempre cambiantes a las que están expuestas las celdas de las baterías de los vehículos eléctricos, manteniendo así el estado de carga (SOC) de las celdas en cualquier momento y durante toda su vida útil, también llamado Estado de Carga. maximiza la salud (SOH).
La tarea principal del BMS es equilibrar el estado de carga almacenado en cada celda de la batería, ya que una sobrecarga o una carga insuficiente de las celdas de la batería también puede provocar estrés físico y, por tanto, envejecimiento prematuro de las celdas. El equilibrio celular ayuda a prevenir la degradación celular. El otro trabajo del sistema es corregir las fluctuaciones de temperatura dentro y fuera de las celdas del paquete de baterías, que en algunos casos pueden indicar el inicio de una fuga térmica.
La exposición al calor o al frío intensos también puede provocar grandes fluctuaciones en el rendimiento y la vida útil de la batería, lo que debe tenerse en cuenta. Por ejemplo, las temperaturas frías pueden inhibir las reacciones químicas en las celdas de las baterías, agotar su energía utilizable y ralentizar el proceso de carga.
Si bien hay muchas formas de controlar la temperatura de la celda de la batería, uno de los tipos de sensores térmicos más utilizados se llama termistor NTC. Un termistor es un tipo de sensor de temperatura que tiene un gran cambio de resistencia proporcional al cambio de temperatura. Entonces, midiendo la resistencia puedes determinar la cantidad de calor que actúa sobre el sistema.
Sin embargo, estos sensores térmicos pueden no ser ideales para las celdas de iones de litio de las baterías de vehículos eléctricos. En particular, los termistores carecen de los tiempos de respuesta rápidos y la precisión necesarios para una gestión segura de la batería, afirmó Littelfuse. También tienden a analizar más exhaustivamente las temperaturas que afectan a la batería. Es un gran desafío colocar estos dispositivos con forma de cuentas, discos o cilindros en el paquete de baterías de tal manera que sea posible el monitoreo «local» de las celdas, afirma la compañía.
Monitoreo distribuido de temperatura a nivel de celda
Sin embargo, nunca se puede ser demasiado cuidadoso cuando se trata de proteger una batería de iones de litio contra daños. La banda está destinada a complementar los termistores y otros sensores de los vehículos eléctricos, en lugar de reemplazarlos. Sin embargo, debido a que la cinta tiene tiempos de respuesta más rápidos, el BMS puede comenzar a enfriar las celdas de la batería del vehículo eléctrico antes, lo que ayuda a detener las fallas térmicas antes de que se salgan de control, lo que afecta negativamente la longevidad de la batería.
Sin necesidad de tablas de calibración o temperatura, la cinta se puede integrar fácilmente en unidades de administración de baterías existentes junto con termistores NTC, lo que proporciona una detección mejorada de sobretemperatura a nivel de celda.
Si detecta sobrecalentamiento de las celdas de la batería, la banda despierta la MCU en el corazón del BMS del modo de suspensión a través de una única entrada. El dispositivo utiliza una interfaz de doble cable para detectar si una de las celdas de la batería excede un límite de temperatura crítico. La banda mide 10 mm de ancho y hasta 1 m de largo. El producto se entrega en embalaje de cinta adhesiva o cartón según la longitud deseada.
El factor de forma delgada de la banda también es ideal para «instalaciones conformes», lo que significa que se puede doblar alrededor de esquinas afiladas, bordes redondeados o vientres en forma de bolsa de las celdas de iones de litio en los paquetes de baterías. Como señalan los expertos de la industria, las baterías de los vehículos eléctricos están evolucionando hacia grupos masivos de almacenamiento de energía de alto voltaje. Las baterías de 400/800 V instaladas en los vehículos eléctricos más recientes suelen constar de 200 celdas conectadas en serie.
Debido a que la cinta es de grado automotriz, está rigurosamente «calificada» según una larga lista de estándares de la industria para garantizar la durabilidad y confiabilidad de los automóviles. Puede soportar temperaturas de funcionamiento de -40 a 85 °C.
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