BTRP-200电池热失控压力传感器

BTRP-200电池热失控压力传感器

电池热失控（Thermal Runaway）是指电池在过热、短路、过充或其他异常情况下，内部温度迅速升高，导致电池内部化学反应失控，从而引发火灾或爆炸的现象。为了有效监测和预防电池热失控，压力传感器在电池管理系统（BMS）中扮演着重要的角色。本文将详细探讨电池热失控压力传感器的工作原理、应用及其重要性。

电池热失控和压力测量：电池热失控是一个关键的安 全问题，特别是在锂离子电池中，锂离子电池广泛应用于电动汽车、消费电子产品和储能系统。了解热失控的机制以及在此现象中压力测量的重要性对于提高电池的安 全性和性能至关重要。
1.理解热失控：当电池单元经历不受控制的温度升高时，就会发生热失控，导致一系列放热反应，从而导致火灾或爆炸。该过程通常包括以下阶段：
初始发热：这可能是由环境温度高、内部短路或过度充电等外部因素引起的。随着温度的升高，电解质可能开始分解。
电解质分解：在高温下，电解质会分解，释放出乙烯、甲烷和氢气等易燃气体。这种气体的产生增加了电池单元内的内部压力。
电池排气：如果压力超过电池外壳的设计极限，电池可能会排气，释放气体，如果接触到火花或高温，可能会着火。
热传递：产生的热量会导致相邻电池进入热失控状态，导致级联故障，称为热失控事件。

2.压力测量的重要性：热失控期间的压力测量至关重要，原因有几个：
早期检测：监测压力可以提供热失控的早期预警。压力的快速增加可能表明电池正在排气或正在产生气体。
安 全协议：了解压力动力学可以帮助设计安 全协议和安 全壳系统，以减轻与热失控相关的风险。
电池设计：压力测量的见解可以为电池外壳和通风机制的设计提供信息，确保它们在热失控事件中能够承受或安 全释放压力。
研发：压力数据对于研究人员开发新的电池化学成分和安 全功能至关重要，使他们能够评估与不同设计相关的性能和风险。
3.压力传感器的类型：为了在热失控期间测量压力，可以采用各种类型的压力传感器：
压电传感器：这些传感器在受到机械应力时会产生电荷。它们适用于动态压力测量，可以快速响应压力的快速变化。
应变计传感器：这些传感器测量材料在压力下的变形。它们可用于监测静态和动态压力变化，在热失控期间提供准确的读数。
电容式传感器：这些传感器通过检测隔膜响应压力变化而移动引起的电容变化来测量压力。它们以高灵敏度和准确性而闻名。
MEMS（微机电系统）传感器：这些小型化传感器可以在紧凑的设计中提供精 确的压力测量，使其适合集成到电池管理系统中。

4.测量技术：在热失控期间测量压力时，可以采用几种技术：
原位测量：传感器可以嵌入电池或模块中，以提供实时压力数据。这种方法允许在热失控过程中直接监测压力变化。
外部测量：压力传感器可以放置在电池外壳的外部，以监测通风事件期间的压力变化。虽然这种方法可能无法捕捉到所有的压力动态，但它可以提供有关电池整体行为的有价值的信息。
数据记录：电池测试期间压力测量的连续数据记录可以帮助研究人员分析导致热失控的条件。这些数据可以与温度、电压和其他参数相关联，以全 面了解事件。
5.压力测量的挑战：虽然压力测量对于理解热失控至关重要，但存在几个挑战：
高温：热失控可能导致 极端温度，这可能超过某些压力传感器的工作极限。选择能够承受高温的传感器至关重要。
快速压力变化：热失控期间的压力变化可能非常快，需要具有快速响应时间的传感器来准确捕捉动态。
气体成分：热失控过程中产生的气体可能具有腐蚀性或反应性，可能会损坏传感器。使用能够承受这些条件的材料至关重要。
校准：准确的压力测量需要对传感器进行适当的校准。确保传感器针对电池测试的特定条件进行校准对于获得可靠数据至关重要。
6.压力测量的应用：热失控期间的压力测量有几个应用：
安 全测试：电池制造商可以使用压力测量来评估其产品在极端条件下的安 全性，确保符合安 全标准。
电池管理系统（BMS）：将压力传感器集成到BMS中可以通过提供实时监测和在超过压力阈值时触发安 全协议来提高电池组的安 全性。
研发：研究人员可以利用压力数据开发新的电池化学成分和设计，很大限度地降低热失控的风险，从而生产出更安 全、更高效的电池。
事故分析：在电池故障的情况下，压力数据可以帮助调查人员了解导致热失控的事件顺序，为未来的设计改进提供信息。

黛尔特（北京）科技有限公司电池热失控BTRP-200压力传感器主要性能指标

BTRP-200电池热失控压力传感器

规格                                    说明
量程                                0-200kPa A
过载压力                            3倍FS
爆破压力                            4倍FS
供电电流                          1mA典型值
或供电电压                        5V典型值
输出灵敏度                   20 mV/ V@25C典型值
零点输出                        ±1mV/V@25C典型值
非线性                                ±0.3% FS
迟滞                                 ±0.05%FS1
重复性                                ±0.02%FS
输出阻抗                            >3500 0hms
长期稳定性                        ±0.10%FS/年
上电时间(10%~90%)            1.0ms典型值
FS=Full Scale(满量程)

BTRP-200电池热失控压力传感器电气性能
规格                                                        说明
温度补偿范围                                    -40℃~125℃
存储温度范围                                    -40℃~125℃
满量程温度迟滞                    ±0.05 %FS典型值，±0.25 %FS Max.
零点温度迟滞                       ±0.05 %FS 典型值，Max. ±0.25 %FS
TCR桥阻温度系数                            3000 PPM/C典型值
TCS灵敏度温度系数                    -15%FS/100C典型值
TCO零点温度系数                        ±3.5FS/100C典型值

电池热失控BTRP-200压力传感器机械性能
规格                                                        说明
冲击振动                                            Max.20g;10-2500Hz,冲击不超过20ms

BTRP-200电池热失控压力传感器外形尺寸