Исследователи разрабатывают систему раннего предупреждения для аккумуляторов электромобилей

Изображение: Audi (иллюстративное)

Международная исследовательская группа при участии китайского университета Тонгцзи и института Фраунхофера имени Генриха Герца разработала новую систему раннего предупреждения для литиево-ионных аккумуляторов. В ходе исследования были сочетены волоконно-оптические датчики температуры с многоэтапным методом диагностики. Цель состоит в более раннем выявлении критических изменений температуры в аккумуляторных системах электромобилей по сравнению с традиционными системами управления аккумуляторами.

По словам ученых, особенность заключается в значительно более высоком пространственном разрешении системы мониторинга температуры. В то время как в рамках исследования использовалась традиционная система измерений с 32 точками контроля температуры, интегрированные оптические датчики позволили проводить измерения в 540 точках. Благодаря этому становится возможным более точно определять локальные различия температуры внутри блока аккумуляторов. При этом оптическим волокнам не требуется отдельный электрический кабель для каждой точки измерения.

Система раннего предупреждения анализирует не только абсолютную температуру, но и скорость её изменения, а также так называемую энтропию Шеннона распределения температур. Эта математическая величина описывает статистическое распределение значений температуры и используется для выявления необычных тепловых паттернов. Вместе с динамическими порогами предупреждения эти показатели помогают обнаруживать тепловые аномалии до достижения традиционных пределов.

В лабораторных испытаниях система показала максимальное временное преимущество перед эталонными критериями традиционных систем управления аккумуляторами, использовавшимися в исследовании, в размере 706 секунд, что соответствует 11 минутам и 46 секундам. При тестировании в реальных условиях эксплуатации автомобилей максимальное преимущество составило 554 секунды, то есть 9 минут и 14 секунд.

Эта система должна своевременно выявлять аномалии, которые могут указывать на повышенный риск так называемого термического срыва. При этом элементы аккумулятора могут сильно нагреваться из-за неконтролируемых химических реакций. Более раннее обнаружение может дать системе управления аккумулятором дополнительное время для принятия соответствующих мер защиты. Однако в ходе исследования не было доказано, можно ли таким образом действительно предотвратить пожары в аккумуляторах.

В исследовательской работе принимали участие ученые из Университета Тонгцзи в Шанхае и Института Фраунгофера имени Генриха Герца в Госларе. Данная технология находится на стадии исследований. Для ее применения в серийных моделях необходимо изучить, среди прочего, долговечность датчиков, их интеграцию в различные конструкции аккумуляторов, а также дополнительные затраты. Конкретных планов по использованию в серийных автомобилях не сообщалось.

Также интересно

Об авторе

Томас Лангенбухер — эксперт в области электромобильности с опытом работы в автомобилестроительной и финансовой отраслях. С 2011 года он публикует статьи на сайте ecomento.de о электромобилях, устойчивых технологиях и решениях в сфере мобильности. Узнайте больше.

Взаимодействие с читателями