電池放電過程的溫度場實(shí)時監(jiān)測

光纖傳感器具有尺寸小、電絕緣性、抗電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)，將它布設(shè)于電池組件上，結(jié)合OFDR分布式光纖傳感設(shè)備，能高靈敏度分布式測量電池的溫度應(yīng)變等參量。昊衡科技通過實(shí)例演示了電池放電過程的溫度場實(shí)時監(jiān)測。此方案對于電池組件運(yùn)行的健康狀態(tài)監(jiān)測具有很好的實(shí)際意義。

鋰電池是以鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池。與其他電池不同，鋰電池具有高能源密度、長壽命、低環(huán)境污染等優(yōu)勢，在電子、通訊、醫(yī)療等產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，并且在新能源儲電、電動自行車和電動工具等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

以新能源電動汽車為例，通常是由幾千節(jié)鋰電池構(gòu)成一個龐大的電池集成系統(tǒng)。電池組充放電過程中會產(chǎn)生熱量，自身內(nèi)部溫度還存在分布不均問題，使得大量熱量在狹小空間內(nèi)累積，嚴(yán)重時會引起熱失控。因此，電動汽車通常都會有電池管理系統(tǒng)（BMS），通過外部測量電壓、電流、溫度等參數(shù)，來估計電池的充電（SOC）狀態(tài)和健康（SOH）狀態(tài)。

目前的溫度通常是通過熱電偶、紅外熱成像等檢測方法進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，但整個電池集成系統(tǒng)，電池總數(shù)量達(dá)到幾千節(jié)，這一龐大的電池數(shù)量，要實(shí)現(xiàn)單體溫度測量存在巨大困難。

光纖傳感器具有尺寸小、電絕緣性、抗電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合昊衡科技研制的OFDR分布式光纖傳感設(shè)備，在一根單模光纖上可同時測量成千上萬傳感點(diǎn)的溫度或應(yīng)變。若將光纖傳感器布設(shè)于電池中，可以對電池內(nèi)部或表面溫度場進(jìn)行全面的測量和表征。

將一根聚酰亞胺涂層（PI）光纖沿電池外表面環(huán)向螺旋布設(shè)，電池放電，OSI動態(tài)設(shè)備實(shí)時測量應(yīng)變分布，結(jié)合電池CAD模型圖，重構(gòu)三維溫度場，實(shí)時顯示熱點(diǎn)位置和溫度分布結(jié)果。

基于OFDR技術(shù)的電池測溫方案，其海量傳感密度可以解決電池單體和電池組的溫度監(jiān)測難題，對于保證電動汽車電池組的安全高效運(yùn)行、新型電動車鋰電池組的開發(fā)有很好的實(shí)際價值。