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      2022年5月30日

      大陆集团推出可保护电动车电池的新型传感器

      • 大陆集团广泛的传感器产品组合新增电动出行专用传感器,兼顾道路安全与电动化的需求
      • 这款高压电流传感器模块(CSM)可提供电流和温度信息,从而保持电池安全及耐用性
      • 今年,CSM 将在一家全球汽车制造商的先进电动车项目中实现批量生产
      • 与目前的金属底板保护电池的方案相比,电池碰撞检测(BID)系统可以为电动汽车节省高达 50% 的重量,并同时提供底板保护

      可靠的充电监测:电流传感器模块可保持电池的安全和“健康”

      锂离子电池储存了大量的电能,具有强大的续航能力。这种电池可在充电过程中承受大量电流。由于不可避免的物理效应,充电(和放电)会导致电池升温——在高功率快速充电或运动驾驶模式下更是如此。为防止汽车电池的电流过载,系统必须控制电流以限制温度过快上升。”被动安全与传感器事业部的前期战略经理 Horst Gering 表示:“锂离子电池具有最佳温度范围,它在这种温度范围内非常安全,老化速度很慢。不过,快速充电是保持电池安全和‘健康’并控制充电时长的一个兼顾方案。最好是在具有准确数据支持的情况下执行这一操作。” CSM还能够通过监测消费电流帮助计算更精准的剩余电量。

      CSM 测量的电流可校准至 2000 安培,分流通道精度优于 ±1%,霍尔通道精度优于 ±3%,温度测量范围介于 -40°c 至 125°c。目前这两项监测技术均可支持完整的电流阻断。之后传感器会通过 CAN 接口,向电池管理系统提供这一输入信息。除了优化充电效率并保护电池,CSM 还将有助于检测机械故障,以免发生不检测所导致的失火现象。CSM 完全符合系统ASIL D的要求。CSM 将在 2022 年内在一家全球汽车制造商的先进电动汽车项目中实现量产。其首个产品是模块化传感平台的一部分,该平台可针对其他功能(例如电压测量和测量通道数量)进行扩展。

      电池碰撞检测——智能底板保护

      通常情况下,电动汽车的锂离子电池集成在汽车的底板位置,使车辆的重心降低并让它获得车辆结构的保护——但有两个潜在的异常情况:在高速状态下,捆绑带等物品可能会卷起并损坏底板。在停车过程中,汽车低速接触地面时也可能给电池底板造成损坏。因此,电动汽车通常会配备一个巨大且沉重的罩子,从底部保护电池盒。不过,如果发生了撞击,驾驶员就要判断是否应将汽车送往修车厂进行检查。位于Alzenau的大陆集团安全工程总经理 Johannes Clemm 表示:“这种情况并不太令人满意,因为车底的能见度很差,另外也只有经验丰富的驾驶员才能够评估车底的真实受损程度。”为解决这个问题和创造可行的轻型底板保护系统,大陆集团研发了基于压力传感器的电池碰撞检测解决方案。

      这个系统能够检测和区分汽车底板撞击事件,以便在电池受损的时候向驾驶员发出警报。这样车主就可以在受损的电池着火之前采取预防措施。Clemm 补充表示:“此外,BID 还能够识别受损的区域,以告知电池管理系统对该区域的电池做断电处理,从而防止发生火灾。”

      BID 可应对两种典型的撞击风险:其中之一是低速地面接触,例如在停车时,汽车缓慢地滚过路边并撞到地面。在这类情况下,BID 信号可触发主动悬架系统,临时增加底板间隙以减轻损害。另一个用例是高速入侵,它是由于路面上的石头或绑带等重物卷起造成的。在特定的速度和冲击力之下,这类物体可能损坏底板,甚至有可能戳破电池结构。

      与现有解决方案相比,基于传感器的汽车底板保护与当前的电池防护方案节省多达 50% 的重量。BID 中使用的压力传感器卫星源于经过验证的行人保护系统(PPS pSAT),该系统已实现批量生产,并在数百万辆汽车中应用了十多年。任何撞击都是由一个充气硅胶管的压力信号检测到的,这种硅胶管集成在电池盒底部的 S 形传动带中。信号到达管道两端的两个压力卫星的时间差有助于计算撞击面积。撞击的严重度可以通过信号阈值进行区分,从而触发对驾驶员的级联警报。

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