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利用光纤布拉格光栅技术监测动力电池包的温度

2020-04-13 17:21 次阅读

为什么要进行动力电池包的温度监测?

新能源电动汽车,动力电池包的工作温度,不仅会影响电池包性能,而且直接关系到车辆安全。时有发生的新能源汽车电池包起火事件,对电池包、冷却系统以及电池管理系统(BMS)的设计提出了更高的要求。对动力电池包进行温度监测,可以用来验证电池包相关的热模型,辅助电池包内各功能单体与模块设计;也可以用于电池管理系统监测,当发现电池包温度超过安全阈值等变化异常时,发送报警信号进行早期预警,以避免危险发生。

利用光纤布拉格光栅技术监测动力电池包的温度

当前,常用的电池温度测量方法包括热电耦和红外成像,但在针对电池包的大规模测温应用中,上述两种方法却存在着一些不足。热电耦使用金属线,可能引起电池模组内短路,而且金属材质较硬,给安装和使用带来不便;红外成像使用物体发射的红外信号进行测量,只能够粗略测量物体表面的温度,同时还要针对不同的测量对象作校正。利用光纤材料的光敏特性,在光纤上用紫外光刻写光栅,形成周期性缺陷结构,形成永久性空间的相位光栅,即光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating, 简称FBG)。

当入射光进入FBG时,在满足布拉格条件的情况下,会发生选择性反射。由于光纤光栅的栅距是沿光纤轴向分布的,因此当外界温度发生变化时,光纤光栅将产生轴向应变与折射率变化,波长也随之改变。通过对反射光波长的解调,获得中心波长偏移量,进而通过测量系统软件计算出相应的温度变化情况。

利用光纤布拉格光栅技术监测动力电池包的温度

基于上述优点,意昂神州公司开发了一种紧凑型光纤测量和监测系统(Fiber-Optic Measuring and Monitoring,简称FOM²),用于实时测量和监测动力电池包的温度情况。本系统最多可接入2400个FBG传感器,通过专用的系统软件,可高精度、稳定的采集被测电池包的温度数据,进而通过极值、平均值、变化速率等数理统计方式分析被测对象的当前状态,为电池包的安全设计及验证提供准确的数据参考。

FOM²系统特点

多达2400个温度测量点,适用于大规模测量;

光纤柔软质轻,绝缘,抗电磁干扰,易于安装;

支持结构模型导入,测量数据可追溯,数据云图可视化显示;

系统含有极值、均值、变化率等统计分析工具,实现灾害早期预警;

系统可移植应用于交通、能源等多个领域的结构健康监测;

光纤光栅电池包测温系统监测内容

(1)电池模组温度测量

FBG传感器可以多方向嵌入到整个电池模组中,提供模组温度分布的有用信息。电池模组的温度场可以图形化显示,这将有助于电池模组的优化设计。

(2)电缆温度监测

在长期工作中,电池包中的电缆容易老化,可能会导致局部过热和起火。通过将FBG传感器安装在电缆的表面和接头上,可以实时监测不同充放电速率下的电缆温度。

(3)冷却板温度测量

通过将FBG传感器安装在冷却板上,FOM²系统可以准确获得冷却板的温度场分布信息。有了这些信息,工程师就可以在气流、材料和护罩设计上做出正确的权衡,这可以在提高冷却板性能的同时降低成本费用。

责任编辑:gt

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HFBR-0527PZ 125 MBd 650nm POF评估套件

HFBR-0527HZ 125 MBd 650nm HCS评估套件

AVAGO提供光纤套件,可以简化评估和体验我们产品的方法。这些光纤套件包含客户在各自应用中快速评估和获取产品价值所需的所有组件和工具。 功能评估套件包括: HFBR-1527Z / 2526Z评估板 1pc HFBR-HNS001Z电缆 HFBR-1527Z / 2526Z数据表 AN1123
发表于 07-04 11:11 108次 阅读
HFBR-0527HZ 125 MBd 650nm HCS评估套件

HFBR-0542Z DC - 5MBd 850nm VCSEL评估套件

AVAGO提供光纤套件,可以简化评估和体验我们产品的方法。这些光纤套件包含客户在各自应用中快速评估和获取产品价值所需的所有组件和工具。 功能评估套件包括: HFBR-1712TZ / 2412Z评估板 HFBR-1712TZ数据表 HFBR-1412Z / 2412Z数据表 HFBR-0542Z用户指南
发表于 07-04 11:11 112次 阅读
HFBR-0542Z DC  -  5MBd 850nm VCSEL评估套件

BCM68620 通用OLT PON MAC

BCM68620是一款高性能,单芯片,经济高效的OLT PON MAC SoC,支持GPON,XGPON,XGS-PON,NGPON2,EPON和10G- EPON。多模PON MAC在通用应用程序编程接口(API)下集成了对现有和下一代光纤技术的支持,以实现可应用于系统制造商支持的所有PON协议的统一系统软件设计。 div> 功能 GPON ITU-T G.984 MAC EPON IEEE 802.3ah EPON MAC XGPON ITU-T G.987 MAC 10G-EPON IEEE 802.3av MAC NGPON2(10 / 2.5)ITU -T G.989 MAC NGPON2(10/10)ITU-T G.989 MAC XGS-PON ITU-T G.9807.1 MAC 集成突发模式PON SerDes 集成NNI SerDes,支持2.5G HSGMII,10G XFI和12.5G...
发表于 07-04 10:12 218次 阅读
BCM68620 通用OLT PON MAC

BCM54285 Octal-Port QSGMII铜缆/光纤千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

完全集成的八通道千兆位收发器,支持节能以太网和交易; (EEE),同步以太网和IEEE 1588v2。   MDI双绞线收发器由8个三速10/100 / 1000BASE-T以太网收发器或8个QSGMII组成到光纤(100BASE-FX,1000BASE-X或SGMII-Slave)接口。在铜缆模式下,PHY执行10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T和标准5类UTP电缆的所有物理层功能。在QSGMII到光纤模式下,PHY执行100BASE-FX,1000BASE-X和SGMII-Slave的所有物理层功能。有关文档和支持,请访问Broadcom社区 功能 QSGMII界面  支持符合IEEE 802.3标准的铜线接口:1000BASE-T ,100BASE-TX,10BASE-T  支持这些光纤线路接口:1000BASE-X,100BASE-FX,SGMII-Slave 符合IEEE 802.3az标准(能源高效以太网):支持本地EEE MAC;使用AutogrEEEn®支持不推荐用于新设计的非EEE MAC;模式   SyncE,IEEE 1588v2 PTP和ITU-T Y.1731延迟测量支持...
发表于 07-04 10:11 239次 阅读
BCM54285 Octal-Port QSGMII铜缆/光纤千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

BCM54240 四端口SGMII铜缆/光纤千兆/ IEEE1588v2以太网收发器

完全集成的四千兆位收发器,支持节能以太网和交易; (EEE),同步以太网和IEEE 1588v2。  MDI双绞线收发器由四个三速10/100 / 1000BASE-T以太网收发器或四个SGMII到光纤( 100BASE-FX,1000BASE-X或SGMII-Slave接口。在铜缆模式下,PHY执行10BASE-T,100BASE-TX,1000BASE-T和标准5类UTP电缆的所有物理层功能。当处于SGMII到光纤模式时,PHY执行100BASEFX,1000BASE-X和SGMII-Slave的所有PHY功能。  功能 SGMII接口 支持符合IEEE 802.3标准的铜线接口:1000BASE-T,100BASE-TX,10BASE-T 支持以下光纤线路接口:1000BASE-X,100BASE -FX,SGMII-Slave 集成双绞线终端电阻 IEEE 802.3az兼容(节能以太网):支持本机EEE MAC,支持不推荐用于新设计非EEE MAC使用AutogrEEEn®模式   SyncE,IEEE 1588v2 PTP和ITU-T Y.1731延迟测量支持...
发表于 07-04 10:10 152次 阅读
BCM54240 四端口SGMII铜缆/光纤千兆/ IEEE1588v2以太网收发器