Perché i BMS tradizionali non sono in grado di rilevare la fuga termica con sufficiente rapidità

Introduzione

Trenta secondi non sembrano molti. Ma quando una cella della batteria agli ioni di litio emette gas tossici e si riscalda rapidamente, è la differenza tra uno spegnimento controllato e un incendio catastrofico che distrugge un intero veicolo o un sistema di accumulo di energia.

Nel novembre 2023, Tesla ha richiamato circa 2 milioni di unità Powerwall a causa del rischio di fuga termica. Sebbene questi sistemi fossero tutti dotati di sistemi di gestione della batteria (BMS) per il monitoraggio, il tradizionale approccio BMS si è rivelato insufficiente per prevenire potenziali eventi termici. Ciò solleva una questione critica per chiunque progetti, produca o gestisca sistemi di batterie: Il vostro BMS è in grado di rilevare la fuga termica abbastanza velocemente da evitare un disastro?

La scomoda risposta per molti è no. Sebbene i sistemi di gestione delle batterie siano essenziali per il monitoraggio quotidiano della loro salute, semplicemente non sono stati progettati per il rilevamento rapido del runaway termico. In questo articolo esamineremo i motivi per cui il monitoraggio tradizionale dei BMS non è all'altezza della velocità di rilevamento del runaway termico e quali alternative esistono per gli ingegneri e i responsabili della sicurezza che necessitano di sistemi di allarme rapido e più affidabili.

Conoscere i sistemi di gestione delle batterie (BMS)

Prima di discutere i limiti dei sistemi di gestione delle batterie per il rilevamento della fuga termica, è importante capire cosa la tecnologia BMS è stata progettata per fare e cosa fa in modo eccezionale.

Cosa fa bene BMS

Un sistema di gestione della batteria è essenzialmente il “cervello” di un pacco batterie agli ioni di litio. La moderna tecnologia BMS eccelle in:

Monitoraggio della tensione e bilanciamento delle celle Il BMS monitora continuamente la tensione delle singole celle o dei gruppi di celle, assicurando che tutte le celle si carichino e si scarichino in modo uniforme. Questa funzione di bilanciamento delle celle è fondamentale per massimizzare la durata della batteria e prevenirne il degrado prematuro.

Calcolo dello stato di carica (SOC) Tracciando il flusso di corrente, i livelli di tensione e la temperatura nel tempo, il BMS fornisce stime accurate dello stato di carica, funzionando essenzialmente come “indicatore di carburante” per i veicoli elettrici e i sistemi di accumulo di energia.

Protezione da sovracorrente e sovratensione Il BMS previene condizioni operative pericolose scollegando la batteria se l'assorbimento di corrente supera i limiti di sicurezza o se le tensioni di carica diventano troppo elevate. In questo modo protegge sia la batteria che i sistemi collegati da danni elettrici.

Gestione dello stato di salute della batteria a lungo termine Grazie al monitoraggio continuo e alla registrazione dei dati, il BMS tiene traccia del degrado della batteria nel tempo, consentendo una manutenzione predittiva e ottimizzando i modelli di carica/scarica per prolungarne la durata.

Queste funzioni sono fondamentali per un funzionamento sicuro ed efficiente della batteria. Tuttavia, nessuno di essi è ottimizzato per il rilevamento in una frazione di secondo necessario quando una cellula inizia a fallire in modo catastrofico.

Per cosa non è stato progettato il BMS

I sistemi tradizionali di gestione delle batterie presentano limitazioni significative per quanto riguarda il rilevamento del runaway termico:

Posizionamento limitato del sensore La maggior parte delle implementazioni del BMS utilizza sensori di temperatura posizionati strategicamente in tutto il pacco batterie, tipicamente un sensore ogni 4-20 celle a seconda del progetto. Questo posizionamento rado dei sensori significa che il BMS potrebbe non rilevare un problema fino a quando i problemi termici non si sono già diffusi oltre una singola cella.

Ritardo termico e tempo di risposta I sensori di temperatura rilevano il runaway termico misurando il calore, ma quest'ultimo impiega tempo per attraversare i materiali del pacco batteria e raggiungere il sensore. Quando il BMS registra un pericoloso picco di temperatura, il processo di fuga termica potrebbe essere già ben avviato.

Reattivi piuttosto che proattivi Il monitoraggio BMS è fondamentalmente reattivo: risponde ai problemi dopo che questi hanno iniziato a manifestarsi come variazioni misurabili della tensione o della temperatura. Non è in grado di rilevare i primi segnali di allarme di un guasto della cella prima che questi parametri cambino in modo significativo.

Nessun rilevamento diretto dello sfiato delle celle L'aspetto forse più critico è che i BMS tradizionali non sono in grado di rilevare direttamente quando una cella inizia a sfogare i gas, il primo segno fisico dell'imminente fuga termica. Questo è il primo segnale di allarme, che si verifica pochi secondi prima che la temperatura inizi a salire in modo drammatico.

La sfida del rilevamento della fuga termica

Per capire perché la velocità di rilevamento della fuga termica è così importante, dobbiamo esaminare la velocità con cui si verificano questi eventi.

Cronologia degli eventi di fuga termica

La fuga termica nelle batterie agli ioni di litio procede attraverso fasi distinte, ciascuna delle quali dura pochi secondi:

Fase 1: sfiato della cella (0-5 secondi) Il processo di fuga termica inizia quando una cella compromessa inizia a sprigionare gas. Ciò può avvenire a causa di cortocircuiti interni, danni meccanici, sovraccarico o difetti di fabbricazione. Durante questa fase, la cella rilascia composti organici volatili (VOC), idrogeno e altri gas attraverso lo sfiato di sicurezza della cella. In questa fase, la temperatura della cella può essere solo leggermente elevata, spesso non abbastanza da far scattare gli allarmi di temperatura del BMS.

Fase 2: Aumento rapido della temperatura (5-30 secondi) Una volta iniziato lo sfiato, le reazioni chimiche all'interno della cella accelerano rapidamente. La temperatura all'interno della cella in avaria può salire da 60°C a oltre 150°C in meno di 20 secondi. È a questo punto che i sistemi BMS tradizionali rilevano un problema, poiché i sensori di temperatura iniziano a registrare il calore che si diffonde nel pacco.

Fase 3: evento di fuga termica (30-60 secondi) A circa 150-180°C, il separatore all'interno della cella agli ioni di litio si rompe, permettendo il contatto diretto tra anodo e catodo. Ciò innesca una reazione a catena esotermica che fa schizzare la temperatura oltre i 600°C in pochi secondi. A questo punto, la cella entra in piena fuga termica, incendiando potenzialmente i materiali circostanti.

Fase 4: Propagazione termica (60+ secondi) Il calore della cella in avaria inizia a trasferirsi alle celle adiacenti. Se non viene fornito un raffreddamento sufficiente, le celle vicine possono raggiungere la loro soglia di fuga termica, creando un guasto a cascata che si diffonde all'intero pacco batterie. A questo punto gli incendi diventano quasi impossibili da controllare.

La finestra per un intervento efficace è incredibilmente stretta: si misura in secondi, non in minuti.

Dove avviene di solito il rilevamento del BMS

Nella maggior parte dei progetti di pacchi batteria, il monitoraggio tradizionale della temperatura del BMS attiva gli allarmi solo durante la fase 2 o 3 del runaway termico, spesso 30-60 secondi dopo l'inizio dello sfiato delle celle.

Ecco perché questa tempistica è problematica:

Posizione del sensore di temperatura I sensori di temperatura sono in genere montati all'esterno delle celle o sulle piastre di raffreddamento. Non misurano direttamente la temperatura interna della cella, ma rilevano il calore che ha attraversato l'involucro della cella e i materiali circostanti. Questo ritardo termico fa sì che i sensori rispondano agli aumenti di temperatura con un ritardo di 20-40 secondi.

Soglie di allarme Per evitare falsi allarmi durante il normale funzionamento, gli allarmi di temperatura del BMS sono in genere impostati con margini significativi rispetto alle normali temperature di funzionamento. Un sensore potrebbe non far scattare l'allarme fino a quando non raggiunge i 60-70 °C, quando la cella in avaria potrebbe essere già internamente a 100 °C o più.

Ritardo di elaborazione e di risposta Anche dopo che un sensore ha rilevato un'anomalia, il BMS deve elaborare i dati, confermare che non si tratta di un errore del sensore e quindi avviare i protocolli di spegnimento. Questo aggiunge diversi secondi al tempo di risposta.

Quando un BMS tradizionale avvia una risposta di sicurezza, la batteria è già in una fase avanzata di runaway termico. L'opportunità di un intervento tempestivo è andata persa.

Confronto della velocità di rilevamento: BMS vs sensori dedicati

La differenza di velocità di rilevamento tra il monitoraggio tradizionale della temperatura del BMS e i sensori di fuga termica dedicati è notevole e potenzialmente salvavita.

Monitoraggio della temperatura BMS

Tempo di rilevamento: 30-60 secondi dallo sfiato iniziale della cella

Il monitoraggio BMS tradizionale si basa principalmente sul differenziale di temperatura per identificare i problemi. Il sistema confronta continuamente le temperature delle celle o dei moduli, alla ricerca di valori anomali che potrebbero indicare una cella in avaria.

Metodologia:

I sensori di temperatura (tipicamente termistori o termocoppie) misurano il calore in punti specifici.
Il BMS confronta le letture di tutto il pacco per identificare le anomalie di temperatura.
Quando la temperatura supera la soglia o mostra un differenziale anomalo, scatta l'allarme.
Il sistema avvia la sequenza di spegnimento o attiva il raffreddamento.

Limitazioni:

Ritardo termico: Il calore deve condurre dall'interno della cella alla posizione del sensore (ritardo di 15-30 secondi)
Copertura scarsa: Un sensore per più celle significa che alcune aree sono monitorate indirettamente.
Soglia alta: Livelli di allarme impostati per evitare falsi positivi durante il funzionamento normale
Rilevamento lento: Nel momento in cui la temperatura è sensibilmente anormale, il runaway è già in fase avanzata.

Impatto sul mondo reale: Nella maggior parte dei progetti di pacchi batteria, il monitoraggio della temperatura del BMS fornisce un avviso quando la cella in avaria ha già raggiunto i 100-150 °C interni. A questo punto, la fuga termica è quasi inevitabile e l'attenzione si sposta dalla prevenzione al contenimento.

Rilevamento dedicato di gas/VOC: L'approccio Cell Guard

Tempo di rilevamento: <5 secondi dallo sfiato iniziale della cella

I sensori di sicurezza avanzati per le batterie, come Cell Guard di Metis Engineering, adottano un approccio fondamentalmente diverso: rilevare i gas rilasciati durante lo sfiato delle celle, prima che si verifichi un aumento significativo della temperatura.

Metodologia:

I sensori multiparametrici monitorano l'aria all'interno del pacco batterie
I sensori VOC (Volatile Organic Compound) rilevano i composti organici rilasciati durante lo sfiato.
I sensori di idrogeno identificano il gas H₂ rilasciato dalle celle in avaria
I sensori di pressione rilevano le variazioni di pressione dovute al rilascio di gas
I dati combinati dei sensori forniscono un rilevamento ad alta sicurezza con un numero minimo di falsi positivi.

Sequenza di rilevamento:

La cella inizia a sfiatare (0 secondi)
I COV e l'idrogeno vengono immediatamente rilasciati nell'ambiente.
I sensori rilevano la presenza di gas (1-3 secondi)
La variazione di pressione conferma l'evento di sfiato (2-4 secondi)
Il sistema attiva l'allarme e avvia i protocolli di sicurezza (3-5 secondi)

Vantaggio critico: 25-55 secondi di tempo di preavviso aggiuntivo

Questo vantaggio in termini di velocità è trasformativo. Con 25-55 secondi in più di preavviso, i sistemi di gestione delle batterie possono:

Eseguire lo spegnimento completo del sistema prima che si verifichi la fuga termica
Attivare sistemi di raffreddamento aggressivi per prevenire la propagazione termica.
Avvisare gli occupanti o gli operatori con un tempo sufficiente per l'evacuazione.
Isolare il modulo della batteria interessato dal resto del pacco.
Impiegare i sistemi di soppressione degli incendi prima della comparsa delle fiamme

Convalida da parte di terzi: I test indipendenti condotti da Applus+ 3C Test, una struttura di collaudo automobilistico certificata ISO, hanno confermato la capacità di Cell Guard di rilevare lo sfiato delle celle in meno di 5 secondi su diverse chimiche di batteria e modalità di guasto. Nei test di confronto, il monitoraggio basato sulla temperatura richiedeva 30-60 secondi per raggiungere le soglie di allarme per gli stessi eventi di guasto.

Tabella di confronto della velocità di rilevamento

Metodo di rilevamento	Tempo di rilevamento	Cosa rileva	Finestra di risposta	Prevenzione della fuga termica
Monitoraggio della temperatura BMS	30-60 secondi	Conduzione del calore dalla cellula in crisi	Minimo - probabile fuga in corso	Basso - principalmente contenimento
Cell Guard Rilevamento VOC/Pressione	<5 secondi	Sfogo del gas dalla cella in avaria	Sostanziale - 25-55 secondi prima	Alto - può prevenire la fuga
Temperatura + gas (combinato)	<5 secondi	Indicatori di fase iniziale e finale	Massimo - doppia conferma	Massima sicurezza a strati

Perché la velocità di rilevamento è importante: Impatto nel mondo reale

La differenza tra un rilevamento di 5 secondi e uno di 60 non è solo accademica: ha profonde implicazioni reali per la sicurezza, la protezione della proprietà e la conformità alle normative.

Caso di studio: Un incidente di percorso nella Formula Student Racing

Il Team Bath Racing Electric, una squadra di Formula Student dell'Università di Bath, ha sperimentato in prima persona perché la velocità di rilevamento è importante. Durante i test pre-gara, il loro sensore Cell Guard ha rilevato lo sfiato delle celle nel loro pacco batteria entro 3 secondi dall'inizio dell'evento.

“L'allarme Cell Guard è scattato mentre i nostri sensori di temperatura mostravano ancora letture normali”, ha spiegato il capo ingegnere del team. “Abbiamo immediatamente spento il sistema e scollegato la batteria. Quando abbiamo aperto il pacco per l'ispezione, abbiamo trovato una cella che aveva sfiatato, ma non era entrata in runaway termico. I nostri sensori di temperatura BMS non avevano ancora registrato nulla di insolito”.”

L'analisi successiva all'evento ha dimostrato che senza il rilevamento precoce del gas, il team avrebbe continuato a far funzionare la batteria. La modellazione termica ha suggerito che la fuga termica si sarebbe probabilmente verificata nei 45-60 secondi successivi, potenzialmente durante la sessione di test in pista con un pilota a bordo del veicolo.

Il rilevamento precoce ha potenzialmente evitato un incendio catastrofico con la presenza di un conducente.

Requisiti normativi: La regola dei cinque minuti

Comprendendo l'importanza di un rilevamento precoce, le autorità di regolamentazione della sicurezza internazionali hanno stabilito requisiti specifici per i tempi di allarme.

UN GTR 20 (Regolamento tecnico globale per la sicurezza dei veicoli elettrici) specifica che i veicoli elettrici devono fornire agli occupanti un preavviso minimo di cinque minuti prima che un evento di fuga termica crei una situazione di pericolo nell'abitacolo.

Questo requisito riconosce che i moderni veicoli elettrici hanno bisogno di tempo sufficiente per:

Avvertire il conducente con avvisi chiari e praticabili
Consentire il parcheggio sicuro dei veicoli in un luogo controllato
Consentire a tutti gli occupanti di uscire dal veicolo in sicurezza
Prevenire l'esposizione a gas tossici o al fuoco

Soddisfare questo requisito con il solo monitoraggio del BMS basato sulla temperatura è estremamente difficile. Se il rilevamento avviene a 45-60 secondi dal processo di fuga termica e la propagazione termica è già in corso, il veicolo potrebbe non avere cinque minuti prima che le condizioni diventino pericolose.

I sistemi di rilevamento basati sui gas come Cell Guard, che rilevano lo sfiato entro 5 secondi, forniscono il margine di sicurezza sostanziale necessario per soddisfare in modo affidabile questo requisito normativo critico.

Il costo della diagnosi tardiva

Oltre alle implicazioni per la sicurezza, il rilevamento tardivo della fuga termica comporta notevoli costi finanziari e di reputazione:

Assicurazione e responsabilità civile Gli incendi delle batterie dovuti alla fuga termica espongono i produttori e gli operatori a ingenti richieste di risarcimento per responsabilità civile. I premi assicurativi per le flotte di veicoli elettrici e gli impianti di stoccaggio delle batterie dipendono sempre più dalla dimostrazione di solidi sistemi di allarme rapido.

Eventi di perdita totale Quando la fuga termica si propaga attraverso un pacco batterie, l'intero sistema è tipicamente una perdita totale. Per i veicoli elettrici, questo significa spesso la distruzione dell'intero veicolo. Per l'accumulo di energia su scala di rete, un singolo evento termico può distruggere sistemi da milioni di megawatt.

Reputazione del marchio Gli incendi di batterie di alto profilo generano un'ampia copertura mediatica negativa. Diversi produttori di veicoli elettrici hanno subito danni significativi al marchio e impatti sulle vendite a seguito di incidenti di fuga termica e conseguenti richiami.

Tempi di inattività operativa Anche quando la fuga termica viene contenuta senza che si verifichi un incendio, l'apparecchiatura colpita richiede ispezioni approfondite, test e spesso la sostituzione completa della batteria, con conseguenti settimane di fermo macchina.

La diagnosi precoce trasforma tutti questi risultati. La cattura dello sfiato della cella prima della fuga termica previene la perdita totale, mantiene la sicurezza e dimostra la dovuta diligenza ai fini della responsabilità.

La soluzione: Sistemi di sicurezza complementari

La buona notizia è che i progettisti di batterie non devono scegliere tra BMS e sensori di runaway termico dedicati: l'approccio ottimale consiste nell'utilizzare entrambi in un'architettura di sicurezza a strati.

BMS + sensore di fuga termica = sicurezza a strati

Le moderne best practice per la sicurezza delle batterie implementano sistemi di rilevamento multipli e complementari:

Livello 1: Sistema di gestione della batteria

Monitoraggio continuo di tensione, corrente e temperatura
Bilanciamento delle celle e gestione dello stato di carica
Monitoraggio della salute della batteria a lungo termine
Protezione contro le condizioni di abuso elettrico

Strato 2: Sensore di fuga termica dedicato

Rilevamento rapido dello sfiato delle celle (VOC e idrogeno)
Monitoraggio della pressione per la conferma del rilascio di gas
Sistema di allerta precoce indipendente dal BMS
Comunicazione diretta ai sistemi di sicurezza

Strato 3: Gestione termica e soppressione del fuoco

Sistemi di raffreddamento attivi
Barriere termiche tra i moduli
Soppressione degli incendi (dove richiesto)
Sistemi di disconnessione di emergenza

Questo approccio stratificato fornisce una difesa in profondità: se un sistema non riesce a rilevare un problema, gli altri forniscono un backup. Inoltre, i diversi sistemi rilevano i problemi in fasi diverse, fornendo una copertura completa dal degrado precoce delle celle alla propagazione della fuga termica.

Come Cell Guard si integra con il BMS esistente

Team Bath Racing Protezione elettrica — Team Bath Racing Electric con Cell Guard

Uno dei vantaggi principali dei moderni sensori di sicurezza per batterie è che funzionano a fianco dell'infrastruttura BMS esistente, non al suo posto. Cell Guard, ad esempio, si integra tramite l'interfaccia CAN (Controller Area Network), il protocollo di comunicazione standard dei sistemi di batterie automobilistici e industriali.

Architettura di integrazione:

Componenti del pacco batteria:
├── Celle (singole celle della batteria)
├── BMS (monitoraggio di tensione, corrente e temperatura)
Cell Guard (rilevamento di VOC, idrogeno e pressione)
└── Sistemi di sicurezza (contattori, raffreddamento, soppressione incendi)

Flusso di comunicazione:
Cell Guard → CAN Bus ← BMS → Controllore di sicurezza → Azioni di risposta

I vantaggi principali di questa architettura:

Cell Guard opera indipendentemente dal BMS (nessun singolo punto di guasto)
Entrambi i sistemi fanno capo allo stesso controllore di sicurezza
Il BMS può continuare le normali funzioni di gestione della batteria
Cell Guard offre un ulteriore livello di sicurezza senza interferire con i sistemi esistenti.
La combinazione dei dati di entrambi i sistemi consente di utilizzare sofisticati algoritmi di rilevamento dei guasti.

Implementazione: Studio di caso del Team Bath Racing Electric

L'implementazione del Team Bath Racing Electric dimostra l'efficacia di questo approccio a più livelli nella pratica.

La loro configurazione di sistema:

BMS primario: monitora 96 celle agli ioni di litio per tensione, corrente e temperatura.
Cell Guard: installato nell'involucro del pacco batteria per il monitoraggio dei VOC e della pressione.
Risposta di sicurezza: Sistema di spegnimento a doppio canale attivato da allarmi BMS o Cell Guard.

Protocollo operativo:

Funzionamento normale: Il BMS gestisce la carica, il bilanciamento e le prestazioni.
Avviso tempestivo: Cell Guard fornisce il primo allarme in caso di rilevamento di un'eventuale fuoriuscita di aria.
Backup termico: Il monitoraggio della temperatura del BMS serve come conferma secondaria
Risposta alle emergenze: Qualsiasi allarme provoca l'arresto immediato del sistema e la notifica al conducente.

Risultati: Da quando ha implementato Cell Guard insieme al suo BMS, il Team Bath Racing Electric ha partecipato a diverse competizioni di Formula Student senza incidenti termici. Ma soprattutto, il team ha dichiarato di avere una grande fiducia nei propri sistemi di sicurezza della batteria, sapendo di avere un rilevamento ridondante con una capacità di risposta inferiore ai 5 secondi.

“Il Cell Guard ci dà tranquillità”, spiega il team. “Sappiamo che se qualcosa dovesse andare storto, avremo un avviso tempestivo e il tempo per reagire in modo sicuro”.”

Conclusione: La velocità salva vite e proprietà

L'evidenza è chiara: i sistemi tradizionali di gestione delle batterie, pur essendo essenziali per il loro funzionamento, non sono in grado di rilevare la fuga termica con la rapidità necessaria a prevenire in modo affidabile guasti catastrofici. Il ritardo di rilevamento di 30-60 secondi insito nel monitoraggio basato sulla temperatura significa che, quando scatta l'allarme, la fuga termica è spesso già inevitabile.

I sensori di fuga termica dedicati che rilevano lo sfiato delle celle possono identificare i problemi con 25-55 secondi di anticipo rispetto al solo monitoraggio della temperatura del BMS. Questo vantaggio in termini di velocità fa la differenza tra prevenzione e contenimento, tra un arresto controllato e un incendio a perdita totale.

Per gli ingegneri, i gestori di flotte e tutti coloro che sono responsabili della sicurezza delle batterie, la questione non è se utilizzare o meno il BMS: per la gestione di base delle batterie è necessario disporre di un BMS. La questione è se si è disposti ad accettare i limiti del monitoraggio del solo BMS per il rilevamento del runaway termico o se si intende implementare sensori di sicurezza dedicati per una vera capacità di allarme precoce.

Il costo dei sistemi di rilevamento precoce si misura in centinaia o migliaia di sterline. Il costo di un incendio di tipo termico si misura in milioni, per non parlare delle potenziali vite in pericolo.

I prossimi passi: Valutare l'architettura di sicurezza della batteria

Se siete responsabili della progettazione o del funzionamento di un sistema di batterie, è il momento di valutare se il vostro attuale approccio di monitoraggio fornisce un'adeguata velocità di rilevamento della fuga termica:

Domande da porre:

Quanto velocemente il vostro sistema attuale è in grado di rilevare lo sfiato delle celle?
Qual è il tempo che intercorre tra lo sfiato della cella e la fuga termica nella chimica della batteria?
Avete un tempo di preavviso sufficiente per soddisfare i requisiti di sicurezza ed evacuare il personale?
Si utilizza il solo monitoraggio della temperatura o si dispone di un rilevamento dedicato allo sfiato?
Il vostro assicuratore o i vostri clienti richiedono sistemi di sicurezza avanzati?

Risorse disponibili:

Esplora la tecnologia Cell Guard: Scoprite come il rilevamento multiparametrico dei gas consente di rilevare la fuga termica in meno di 5 secondi
Contattate il nostro team tecnico: Discutete dei vostri requisiti specifici di sicurezza delle batterie e di come Cell Guard possa integrarsi con i vostri sistemi esistenti.

Domande frequenti

D: Non posso aggiungere altri sensori di temperatura al mio BMS per renderlo più veloce?

R: L'aggiunta di più sensori di temperatura migliora la copertura spaziale, ma non elimina il problema fondamentale del ritardo termico. Il calore deve ancora passare dalla cella in avaria al sensore, creando un ritardo di 15-30 secondi, indipendentemente dal numero di sensori. Il rilevamento dei gas non ha questo ritardo perché i gas si disperdono rapidamente attraverso l'imballaggio.

D: Cell Guard funziona con il mio BMS esistente?

R: Sì. Cell Guard utilizza un'interfaccia CAN standard e funziona come un sistema di sicurezza complementare al BMS esistente. Non sostituisce le funzioni del BMS, ma aggiunge un ulteriore livello di rilevamento della fuga termica che il BMS non può fornire.

D: Come posso prevenire i falsi allarmi con il rilevamento di gas?

R: Cell Guard utilizza un rilevamento multiparametrico (VOC, idrogeno e pressione) con algoritmi intelligenti per distinguere tra lo sfiato effettivo della cella e i fattori ambientali. I test di terze parti hanno dimostrato che non ci sono falsi positivi in centinaia di cicli di test, pur mantenendo il 100% di rilevamento degli eventi di sfiato effettivi.

D: Il rilevamento dei gas è richiesto dalle norme di sicurezza?

R: Attualmente, la norma UN GTR 20 richiede un preavviso di cinque minuti prima delle condizioni di pericolo, ma non impone tecnologie di rilevamento specifiche. Tuttavia, soddisfare questo requisito con il monitoraggio della sola temperatura è impegnativo. Con l'evoluzione delle normative, molti esperti del settore si aspettano requisiti di rilevamento più stringenti che favoriscano approcci di rilevamento basati su gas o multimodali.

D: A quali chimiche di batteria si applica?

R: Tutte le chimiche a base di ioni di litio possono subire un runaway termico, tra cui NMC, NCA, LFP e LTO. Sebbene le caratteristiche del runaway termico varino a seconda della chimica (l'LFP è più stabile termicamente dell'NMC, ad esempio), tutti beneficiano di un rilevamento precoce dello sfiato. Cell Guard è stato convalidato su più chimiche.

Informazioni su Metis Engineering

Metis Engineering progetta e produce sensori avanzati per la sicurezza delle batterie per veicoli elettrici, sistemi di stoccaggio dell'energia e applicazioni industriali. Il nostro sensore di punta Cell Guard offre un rilevamento di fuga termica leader nel settore, combinando il rilevamento di VOC, il rilevamento dell'idrogeno e il monitoraggio della pressione per identificare i guasti delle celle in meno di 5 secondi. Utilizzato dai team di Formula Student, dai produttori di batterie e dagli integratori di energia in tutto il mondo, Cell Guard rappresenta la nuova generazione della tecnologia di sicurezza delle batterie.