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道合顺传感:专注气体传感器创新,护航锂电池行业安全
2024-04-25

电动自行车因其轻快便捷已逐渐成为公众日常出行的高频交通工具,根据工信部的数据,我国当前的电动自行车保有量已达3.5亿辆,2023 年全国规模以上企业累计生产电动自行车 4228 万辆,电动自行车已成为群众短途出行的重要交通工具。

随着保有量的增加,每年由电动自行车引发的火灾数量也在急剧攀升,根据国家消防救援局的统计,2023年全国共接报电动自行车火灾2.1万起,相比2022年上升了17.4%。今年2月23日,江苏南京发生的电动自行车火灾,仅该起事故就有15人遇难,让人悲痛不已。电动自行车的消防安全问题不容忽视。

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众所周知,电池的类型则主要是铅酸电池和锂电池铅酸蓄电池主打成本低廉,性能稳定。而锂电池因为功率密度高、重量轻、对环境友好等特点,成为了很多新型电动自行车的首选电源。锂电池的发展速度之快,让人不禁对其未来充满期待。

与此同时,锂电池的安全性问题也一直备受关注。由于其内部结构和化学性质的特殊性,锂电池在充放电过程中存在一定的安全风险。例如,锂电池可能会形成锂枝晶,刺穿隔膜导致短路;同时,锂电池对温度也极为敏感,高温或低温都可能引发电池热失控。这些因素使得锂电池的安全性成为了一个亟待解决的问题,好在比亚迪对此下手了。

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在南京“2.23”火灾事故后,比亚迪弗迪电池连夜召开紧急会议,决定将乘用车的研发成果应用到两轮车领域,并开发出能上楼的安全电池,同时还要加大两轮车的研发投入。

在这前后,比亚迪先和立马推出搭载比亚迪汽车级动力电池——比亚迪磷酸铁锂刀片电池的H5三代远航版,充一次电可以跑500km;还和新日签订了战略合作协议,也计划推出长续航新车。

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毫无疑问,比亚迪想通过自己30年电池制造的丰富经验和技术,在进入电动两轮车领域市场的同时,想要推动并彻底解决电动自行车的安全痛点。打造安全、高性价比的电池也是比亚迪电池的优势所在。

然而在电池全生命周期溯源管理和利用技术标准体系尚未完善下,除了像比亚迪把电池做的相对安全的厂商外,目前市面上品牌较为分散,导致大量不合规的电池出现在市场,规范缺失让不安全电池钻了空子,锂电池安全问题仍然会存在很长一段时间。

目前,加紧完善《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》是当务之急,深入研究锂电池热失控的产生机理,通过传感器等技术进行超前探测预警,从而避免热失控引发火灾爆炸等事故,也是有效减少生命财产损失的一种重要手段

锂电热失控产生的机理及最优的检测方式

电池热失控是指电池持续放热的连锁反应,导致电池组温度急剧上升,进而引发电池燃烧事故的过程。热失控有三个过程,诱发、发生到蔓延,其中引发热失控的主要原因是过热、过充、内短路、碰撞等因素。

在锂离电池热失控早期,由于电池温度、放电电压、放电电流等特征识别参数的变化非常缓慢,通过现代 BMS 无法及早地监测到电池故障,而此时电池内部电化学反应会产生大量的气体物质,因此,利用气体检测传感器来实现锂离子电池热失控早期预警是最有效的办法。

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从上图中可看出,电池在热失控过程中产生这些主要气体的组分构成非常类似,如图所示 气体成分主要为二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、一氧化碳(CO),其余小部分气体主要为小分子烃类物质(CH4、C2H4等)。

我们可以从动力锂电池热失控时产生大量的氢气和一氧化碳气体入手,通过检测氢气和一氧化碳的浓度来判断电池是否热失控

在氢气检测上,这里推荐道合顺传感高性能氢气传感器DSB14-G3K-J,产品具备灵敏度高、线性度高、精度高、优秀的抗干扰能力等特点;在选择性上,DSB14-G3K-J做到了对乙醇、CO、甲烷、丙烷等气体几乎不响应,出色的性能表现和同类产品相比具备明显的优势。

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一氧化碳检测上,推荐道合顺传感纽扣式一氧化碳传感器DSD03-M1K-JH5-14C,产品在一致性方面取得了巨大的突破。不仅在常温下表现卓越,而且在极端低温条件下,特别是-40°C下,仍然能够保持卓越的一致性。无论面对何种恶劣环境,都能确保数据的精准和可靠,提供了极为稳固的监测性能。

通过高性能气体传感器对锂电池热失控特征气体氢气和一氧化碳的进行双重监测,联动相关声光报警装置,能在第一时间向驾乘人员发出预警,提醒驾车人员尽早做出应急反应,防止事故的发生或进一步扩大,保障人们的生命财产安全。

安全无小事,预防胜于救灾。在两轮电动车电池安全越来越受重视、各类监管、政策不断加强完善下,或许在不久的将来,通过传感技术手段对热失控早期进行监测预警或将成为新国标电动自行车的标配。道合顺传感将持续致力于气体传感器的研发和创新,和大家共同推动锂电池行业安全发展,守护生命财产安全。

关于道合顺传感






深圳市道合顺传感实业有限公司成立于2019年,是一家从事气体传感器产品研发、生产、销售及方案应用的高科技企业。公司秉承“改变中国气体传感产业落后现状,打造世界超一流的气体传感企业”的使命,致力于成为气体传感行业一站式解决方案的引领者。

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道合顺传感始终以研发为主导,布局半导体、电化学、催化燃烧、红外、激光、PM2.5六大产品线,经过近几年的努力发展,道合顺传感先后通过了质量管理体系、环境管理体系、职业健康安全管理体系认证,以及Rosh、CE等产品认证。与霍尼韦尔、大华、美的等行业知名品牌客户建立长期合作关系,有超千万各类传感器被客户选用,可为民用安防、环保健康及工业安全等领域提供高品质、高性能的气体传感器解决方案。


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