當(dāng)前，智能化成為新能源汽車領(lǐng)域的重點(diǎn)賽道。智能化離不開(kāi)傳感器，傳感芯片與車的電壓、電流、溫度等工況信息感知和處理緊密相關(guān)。在汽車電氣架構(gòu)從分布式向集中式轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，琻捷電子看到了其中巨大的市場(chǎng)空間，成為國(guó)內(nèi)為數(shù)不多涉及汽車功能安全的傳感芯片供應(yīng)商。
動(dòng)力蓄電池產(chǎn)業(yè)化的最大技術(shù)難點(diǎn)就是電池包熱失控安全性。憑借深厚技術(shù)積累，琻捷電子推出首顆國(guó)產(chǎn)電池包傳感監(jiān)測(cè)芯片，為動(dòng)力電池包的安全性保駕護(hù)航。
動(dòng)力電池包帶來(lái)自燃隱患
經(jīng)過(guò)數(shù)年發(fā)展，如今汽車行業(yè)的電氣化已經(jīng)告一段落，智能化成為OEM、Tier 1真正關(guān)注的賽道。智能化與傳感器密切相關(guān)，在新能源汽車、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域，傳感器的市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將在2025年超過(guò)2500億元。加速國(guó)產(chǎn)替代和產(chǎn)品創(chuàng)新，是國(guó)產(chǎn)汽車傳感器廠商需面臨的一場(chǎng)大考。
在研發(fā)汽車傳感芯片的過(guò)程中，行業(yè)領(lǐng)先的琻捷電子也注意到了新能源汽車“心臟”——?jiǎng)恿﹄姵匕墓δ馨踩珕?wèn)題。
電池不可避免會(huì)發(fā)生熱失控。能量密度越高的電池，其熱穩(wěn)定性就越低。近年來(lái)，電動(dòng)汽車自燃事件頻發(fā)，鋰電池的熱安全性成為電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能系統(tǒng)的重中之重。那么動(dòng)力電池究竟為何頻頻失火？又該如何應(yīng)對(duì)？
動(dòng)力電池包結(jié)構(gòu)與熱失控原理
動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)所需的材料則包括正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜及包裝材料等。
圖片來(lái)源：琻捷電子
由于鋰離子電池結(jié)構(gòu)的特性，高溫下SEI膜、電解液、EC等會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，電解液的分解物還會(huì)與正極、負(fù)極發(fā)生反應(yīng)，多種反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致大量熱量的產(chǎn)生。隔膜融化導(dǎo)致內(nèi)部短路，電能量的釋放又增大了熱量的生產(chǎn)。這種累積的的破壞效應(yīng)往往會(huì)導(dǎo)致電芯防爆膜破裂，電解液噴出，發(fā)生燃燒起火。
圖片來(lái)源：琻捷電子
鋰離子電池的濫用分為機(jī)械濫用、電濫用和熱濫用，三種濫用形式都可能導(dǎo)致內(nèi)部短路，最終由于電極活性物質(zhì)之間的相互作用而導(dǎo)致熱失控。此時(shí)其他可燃?xì)怏w產(chǎn)品和電解液蒸汽和陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣在高溫下與空氣混合，當(dāng)電池失控時(shí)便形成“燃燒三角形”，即燃燒或爆炸。
逃生“黃金五分鐘”如何實(shí)現(xiàn)？
2020年，工信部發(fā)布的GB 38031-2020標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》明確規(guī)定，若電池包發(fā)生熱失控，必須提前五分鐘報(bào)警，為駕乘人員預(yù)留出逃生時(shí)間?；谶@一功能安全要求，電池制造廠商也在傳統(tǒng)的BMS系統(tǒng)之外增加了許多新的電池?zé)崾Э仡A(yù)防和管理措施。
防止熱失控有兩大措施：主動(dòng)防護(hù)與被動(dòng)防護(hù)。
主動(dòng)防護(hù)設(shè)計(jì)分為電濫用預(yù)防、機(jī)械濫用防護(hù)、熱濫用防護(hù)和熱失控預(yù)警，一旦發(fā)生熱失控，能及時(shí)提供報(bào)警，以便駕乘人員盡快撤離；被動(dòng)防護(hù)則涉及電芯、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化強(qiáng)化以及熱阻隔設(shè)計(jì)。
可見(jiàn)，面對(duì)動(dòng)力電池的功能安全挑戰(zhàn)，唯有高效可靠的電池管理方案才能保障用車過(guò)程中的電池安全。
電池包傳感監(jiān)測(cè)芯片賦能熱管理
如前文所述，熱失控情況下極為容易導(dǎo)致電池包起火甚至爆炸。對(duì)此，除了BMS、加固外殼保護(hù)等主動(dòng)防護(hù)措施，琻捷電子推出BPS和BAS電池包傳感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品，在芯片層面為新能源汽車的電池系統(tǒng)提供安全保障。
圖片來(lái)源：琻捷電子
據(jù)琻捷電子官網(wǎng)介紹，BPS-SNP805作為首顆國(guó)產(chǎn)電池包壓力傳感監(jiān)測(cè)芯片，專為新能源汽車電池包壓力監(jiān)控應(yīng)用而設(shè)計(jì)。芯片內(nèi)置 8 位 MCU、12 位高精度 ADC 以及溫度傳感器、氣壓傳感器和供電電壓監(jiān)測(cè)單元，芯片能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量電池包的壓力變化，當(dāng)壓力變化超出正常范圍時(shí)，提供報(bào)警信號(hào)。
