- Unabhängiger Bericht veröffentlicht von der Elektrochemische Gesellschaft verschiedene Technologien zur Erkennung von Thermal Runaway getestet,
- Bei den Tests erwiesen sich VOCs als die wesentlich effektivere Gasmessmethode zur Überwachung des thermischen Durchgehens gegenüber Wasserstoff,
- Cell Guard ist ein einzigartiger Sensor, der in der Lage ist, die Entlüftung einer Zelle anzuzeigen und frühzeitig vor einem thermischen Durchgehen zu warnen, in einigen Fällen über sieben Minuten schneller als andere Technologien,
- Cell Guard zielt darauf ab, die wichtigen zusätzlichen und oft übersehenen Daten zu liefern, die für ein vollständigeres Bild des Akkuzustands erforderlich sind,
- Cell Guard überwacht nicht nur VOCs, sondern auch andere wichtige Parameter für die Gesundheit der Batterie, wie Druckänderung, Luftfeuchtigkeit, Taupunkt, Lufttemperatur und mechanische Stöße,
- Metis Engineering erklärt, dass dies den Gesundheitszustand und die Langlebigkeit von Lithium-Ionen-Batterien erheblich verbessern und den Wiederverkaufswert von Elektrofahrzeugen steigern kann, indem es dem Markt für gebrauchte Elektrofahrzeuge dringend benötigte Informationen für Batteriepässe liefert,
- Geprüft und zertifiziert nach ISO Automotive Standards.
Metis Engineering, führend auf dem Gebiet der CAN-basierten Sensoren, teilte heute Einzelheiten einer Veröffentlichung der Sandia National Laboratories im Zeitschrift der Elektrochemischen Gesellschaft. Die Tests ergaben, dass der Cell-Guard-Sensor einen thermischen Durchbruch sieben Minuten schneller erkennt als andere gemeldete Bewertungen.
Cell Guard ist ein einzigartiger Sensor, der konkurrenzlos genaue und detaillierte Informationen über den Zustand eines Lithium-Ionen-Akkupacks liefert, um die Langlebigkeit zu verbessern, und der in der Lage ist, die Entlüftung von Zellen zu erkennen, was ein frühes Anzeichen für einen katastrophalen Ausfall der Batterie ist und das Brandrisiko in Elektrofahrzeugen (EV) und Energiespeichersystemen (ESS) erheblich reduziert.
Im Gegensatz zu aktuellen Batteriemanagementsystemen (BMS), die in der Regel nur Temperatur- und Spannungsänderungen messen, überwacht Cell Guard eine Reihe von Umweltparametern, die erforderlich sind, um sicherzustellen, dass die Batterie weiterhin unter optimalen Bedingungen arbeitet. Der Sensor wird aktiviert, wenn er flüchtige organische Verbindungen (VOCs) erkennt, die durch die Entlüftung der Zelle und Druckveränderungen entstehen. Er erkennt auch die Luftfeuchtigkeit und den Taupunkt und verfügt über einen optionalen 3-Achsen-Beschleunigungsmesser zur Erfassung von Stoßbelastungen.
Obwohl E-Fahrzeuge von Natur aus sicherer sind als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor und die Wahrscheinlichkeit von Bränden deutlich geringer ist, machen thermische Zwischenfälle immer wieder Schlagzeilen, was sich auf die Akzeptanz dieser relativ jungen Verkehrsart auswirkt.
Sandia National Laboratories getestet Metis EngineeringDer eine ist hauptsächlich für ESS konzipiert und kostet ein Vielfaches des Preises, der andere ist für EV-Anwendungen konzipiert, sucht aber nur nach Wasserstoff.
Bei einem Test brauchte der Wasserstoffsensor ganze sieben Minuten länger, um zu registrieren, dass ein thermisches Ereignis stattgefunden hatte, so dass das thermische Durchgehen bereits ein fortgeschrittenes Stadium erreicht hatte.
Joe Holdsworth, Geschäftsführer von Metis Engineering, sagte: Wir freuen uns sehr, dass sich unser Cell Guard-Sensor in einem völlig unabhängigen und von Dritten durchgeführten Test gegen zwei Mitbewerber auf dem Markt durchgesetzt hat. Unser Sensor hat nicht nur einen thermischen Vorfall in weniger als 60 Sekunden erkannt, sondern die von ihm gelieferten CAN-Daten konnten auch verwendet werden, um den Fahrer zu informieren, damit er das Fahrzeug anhält und evakuiert".
Holdsworth fuhr fort; "In dem Bericht heißt es, dass Wasserstoff während der Entlüftungsphase nicht erkannt wurde, da die Wasserstofferzeugung normalerweise während der Zersetzung der Hauptkathode bei viel höheren Temperaturen, etwa 200 °C, stattfindet. Dies führte zu einer viel kürzeren Warnzeit des wasserstoffbasierten Sensors im Vergleich zu VOC-Sensoren. Die Massenspektrometrie wies Wasserstoff nur <1 Minute vor dem thermischen Durchgehen nach, während die VOC- und kombinierten Gassensoren eine optimalere Warnung von ~7 Minuten ausgaben. Eine siebenminütige Vorwarnung durch die frühzeitige Erkennung von Degradationsmarkern vor einem thermischen Ereignis würde es Elektrobussen ermöglichen, anzuhalten, anzuhalten und eine sichere Evakuierung durchzuführen, wie in der Globalen Technischen Regelung für die Sicherheit von Elektrofahrzeugen #20 (GTR20) vorgesehen.
Wie funktioniert Cell Guard?
Cell Guard zielt darauf ab, die wichtigen zusätzlichen und oft übersehenen Daten zu liefern, die für ein vollständigeres Bild des Akkuzustands erforderlich sind.
Entlüftung der Zellen und thermisches Durchgehen: Sowohl in einer EV- als auch in einer ESS-Anwendung können die von Cell Guard gelieferten Daten zum Abgleich mit anderen Eingaben, wie z. B. der Zelltemperatur, verwendet werden, um zu prüfen, ob die Zelle entlüftet ist. Der Sensor leitet die Daten über seine konfigurierbare CAN-Schnittstelle weiter, die verwendet werden kann, um den Fahrer zu warnen, dass ein Problem vorliegt. Der Sensor kann auch den Prozess auslösen, um den Stromkreis zum Akkupack zu unterbrechen und ihm Gelegenheit zu geben, sich abzukühlen, um ein thermisches Durchgehen zu verhindern.
Aufprallschaden: Der optionale Beschleunigungssensor von Cell Guard kann Stoßbelastungen von bis zu 24 G und die Dauer der Stöße, denen der Akku ausgesetzt ist, überwachen. Diese Informationen können den Wiederverkaufsmarkt für gebrauchte E-Fahrzeuge radikal verändern. Die Käufer erhalten die dringend benötigte Klarheit, um fundierte Entscheidungen über den Zustand des Akkus und seine Wartung treffen zu können. Sie können auch dazu beitragen, einen besseren Einblick in den Zustand der Batterie für die Wiederverwendung und das Recycling sowie für eventuelle spätere Versicherungsansprüche zu erhalten.
Aktive Packungskühlung: Cell Guard kann den Taupunkt im Akkupack überwachen und als Input für das Wärmemanagement des Akkus verwendet werden, um zu verhindern, dass die Akkus so weit abgekühlt werden, dass sich Kondenswasser auf den Batteriepolen niederschlägt, was zu Kurzschlüssen und thermischen Zwischenfällen führen könnte.
Eindringen von Wasser: Eine hohe Luftfeuchtigkeit im Inneren einer Packung kann ein Hinweis darauf sein, dass Wasser eingedrungen ist. Cell Guard verfügt über einen Feuchtigkeitssensor, mit dem das System dies erkennen kann.
Beschränkungen der derzeitigen Batteriemanagementsysteme
Zwar sind EV-Batteriepacks bereits mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) ausgestattet, doch kann dieses System bei der Überwachung des Zustands des Batteriepacks seine Grenzen haben. So sind beispielsweise Temperatursensoren nur für alle paar Zellen vorhanden, was es schwierig macht, Probleme rechtzeitig zu erkennen. Auch die Erkennung von Zellproblemen anhand von Spannungsschwankungen kann kurzfristig eine Herausforderung darstellen, da andere, parallel geschaltete Zellen die Spannung erhöhen können, wodurch Probleme mit einer Zelle verschleiert werden. Cell Guard kann diese Einschränkung überwinden, indem es das BMS ergänzt und detailliertere Informationen über den Zustand des Akkupacks liefert.
Cell Guard wurde in Übereinstimmung mit den ISO26262-Prozessen entwickelt und ist nach den ISO-Automobilstandards zertifiziert. Es wird in Großbritannien unter strengen, qualitätskontrollierten Bedingungen zusammengebaut, um die Aufträge einer schnell wachsenden Anzahl von OEMs und Tier 1s zu erfüllen, wo es in ASIL B-Anwendungen eingesetzt wird.
Mit Cell Guard, Metis Engineering setzt einen neuen Standard für die fortschrittliche Überwachung des Batteriezustands von Elektrofahrzeugen. Die Erhöhung der Sicherheit, die Reduzierung der Verschrottung, die Verringerung des Risikos und der unvergleichliche Einblick in den Zustand der Batterie geben sowohl den Fahrern von Elektrofahrzeugen als auch den Herstellern Sicherheit und tragen zur Verbreitung von Elektrofahrzeugen bei.
