电池储能系统氢气泄漏检测氢气传感器问世

电池储能系统泄漏氢气检测氢气传感器问世

新闻关键词：氢气泄漏检测、电池储能、氢气传感器、热导气体传感器

氢气为什么危险？氢气是一种无味无色的气体，若没有专门技术，很难被检测到。在空气中，氢气的可燃范围很广，体积占比为4%至77%，爆炸范围为18%至59%。其着火所需的活化能极低，只需极小的火花或静电放电即可引发。氢气泄漏的早期检测对于维护氢气从生产到储存、运输、燃料电池使用以及氢内燃机（H2 ICE）整个生命周期的安 全至关重要。黛尔特公司的新型氢气泄漏传感器应用广泛，涵盖运输、海洋、航空和工业领域，满足了这一关键需求，为氢气技术安 全树立了新的标杆。黛尔特（北京）科技有限公司推出先进氢气泄漏检测传感器，为电池储能系统提供无与 伦比的安 全性。

黛尔特公司推出新一代氢气泄漏检测传感器，专为氢气储存和能源应用（包括燃料电池）设计，旨在很大限度地提高安 全性和运行可靠性。该氢气传感器能精 确检测氢气泄漏，防止氢气储存设施发生爆炸或火灾的风险。它能及早检测到电解泄漏，从而防止电池退化并优化燃料电池的使用寿命。目前，该氢气传感器正在接受测试，以符合严格的汽车行业合规标准。作为电池安 全与监测创 新领域的参与者，这款新氢气传感器，经过精心设计，能够检测能源储存系统中的氢气（H₂），为氢基应用和电池组等提供必要的安 全增强功能。

新的氢气泄漏检测传感器凭借创 新的高性能特性满足了关键的安 全需求，在原有氢气感器的基础上实现了进一步发展：
可靠的氢气储存泄漏检测：该传感器在识别微量氢气泄漏方面具有无与伦 比的准确性，确保符合很严格的安 全标准，并防止氢气储存系统发生火灾或爆炸风险。
燃料电池与电池组的电解检测：水分侵入会导致电解反应，从而产生危险气体。氢气传感器能够检测到氢气产生的早期迹象。
高挥发性有机化合物（VOC）环境中的增强检测：配备氢气传感器的在挥发性有机化合物（VOC）浓度较高的环境中表现出色。例如，在储能系统构建过程中使用了大量粘合剂的情况下，环境中的VOC浓度可能会持续很高；但这款传感器仍能检测到热失控情况。
更宽的温度范围兼容性：该传感器的运行范围扩展至-40°C至+85°C（-40°F至+185°F），专为极端条件而设计，而其他传感器在这些条件下可能表现不佳，因此它非常适用于各种苛刻的环境。
超低功耗：在低功耗模式下运行，确保以极低的能耗（<1mA）进行持续监测。一旦检测到与预设阈值相匹配的浓度，将唤醒CAN接口并切换低侧驱动引脚，从而高效地检测氢气泄漏和进水情况。
启动时的即时测量：传感器无需预热即可立即提供氢气测量值，确保从通电开始即可进行实时安 全监测。
0%至20% H₂的宽泛精 确检测范围：该传感器可在宽泛范围内精 确测量氢气，在各种条件下提供可靠的数据。
黛尔特公司负责人表示：我们很高兴能推出这款先进的氢气传感器，它解决了氢存储和电池管理系统中的关键安 全问题，我们的目标是为客户提供具有前瞻性的解决方案，以提高其能源存储基础设施的安 全性并增强其韧性。

黛尔特（北京）科技有限公司的MEMS工艺TCD-5880氢气传感器芯片是一种薄膜热电堆输出热导率传感器，与传统的热电偶计和皮拉尼真空计计密切相关。它采用氮化硅封闭膜结构设计，具有高灵敏度和分辨率。 测量原理依赖于传感器敏感区域和环境之间的有效热阻的降低，这是由周围气体的热导率引起的。传感器标准安装在TO-5集管中，但也有不同的外壳（如LCC-20和KF-16和KF-40真空法兰中的封装）。 因此，它可以衡量： 气体分子的类型（热导率测量）和气体分子的压力（真空测量）。

黛尔特（北京）科技有限公司的MEMS工艺TCD-5880氢气传感器芯片工作原理：热导率气体传感器敏感芯片测量膜中心热电堆热结和芯片厚边缘冷结之间的热阻。这是通过使用电阻器加热器Rheat加热膜的中心来实现的。由此产生的中心温度升高由热电堆温度传感器测量。实际温度升高取决于膜中心和环境之间的有效热阻，这受到膜热阻、环境气体热阻、任何存在的气体流量和（通常可以忽略不计）发射辐射等因素的影响。

为了在使用TCD-5880气体传感器敏感元件测量时准确补偿环境温度变化，可以在热导率传感器芯片旁边安放一个2x2 mm的PT100铂电阻温度传感器（见图4.4）。这允许根据温度DIN B等级准确测量传感器芯片的温度。标准为100欧姆电阻器（0ºC时为100欧姆，灵敏度为0.39%/ºC），可选为0ºC下为100欧姆的Pt100。

所谓的"Roof硅盖"是粘在薄膜热点上的硅散热器，在距离薄膜100μm处形成散热器（见图4.5）。“硅盖”有两个应用。首先，热导率传感器周围的任何气流都被硅盖阻挡，无法到达热膜，因此传感器的对流量灵敏度大大降低。因此，在有流量的情况下进行测量时，硅盖选项很有趣。其次，附近的散热器将传感器可以测量的上部真空压力增加了大约3倍。因此，当将热导率传感器用作真空计传感器时，硅盖选项也可能引起人们的兴趣。