【经验】安费诺分享电动汽车电池组的设计和泄漏检测传感器，解决电池泄露难题

时间： 2021-11-17 来源：Amphenol Sensors

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新能源电动汽车（EV）逐渐成为汽车行业的发展趋势，它使用电子代替汽油或柴油作为燃料，并且比燃油车 (ICE) 同类产品需要的维护要少得多，因此我们很容易对EV便于维护感到满意。但是仅仅因为您设计的车辆是用电驱动的，并不意味着它可以避免车主在维护汽车或卡车时面临的最常见问题之一——泄漏。

由于 EV 通常不像 ICE 那样有频繁的换油需求，因此需要定期维护和观察车道或车库地板上的任何异常污渍或液体来防止潜在的灾难性问题。以免车主忘了定期维护，许多电动汽车都包含了一套传感器，来检查液体的泄露问题。

电动汽车通常包含冷却剂，以提供各种高能电子系统（包括电机、逆变器和电池组）的热管理（冷却或加热）。现代电动汽车包含比其ICE 更复杂的冷却剂控制系统，通过使用冷却剂和制冷剂、热交换器、热泵、各种阀门和传感器来控制各种组件的温度。

要做到防止任何类型的小泄漏成为大问题的最佳方式是使用可靠、准确的传感器来监测液位、温度、压力和质量。一些先进的 EV 设计甚至能够感应冷却液是否泄漏到可能对车辆造成损坏的区域，例如电池附近。本文中，AMPHENOL SENSORS将分享电动汽车电池组中需要注意的4种泄漏情况与对应监测所需的传感器。

电动汽车电池组中需要注意的 4种泄漏情况与对应监测所需的传感器

在监控电动汽车的电池健康状况时，泄漏检测是绝对必要的，无论车辆是在充电还是在路上。电动汽车电池组中需要监测的最重要的泄漏是影响其热管理系统的泄漏，例如：冷却液、制冷剂、介电油、电解质。

电动汽车电池组泄漏：液体冷却剂

冷却液不是像 IC 发动机那样在发动机缸体中循环，而是在电动汽车的电池组、逆变器、驾驶室，甚至可能是电机周围的闭环中循环，以将温度保持在 15-45°C 的合适范围内. 热管理系统允许电池、逆变器和电机在不过热和触发功率限制模式或关闭的情况下运行。

为了检测液体冷却剂泄漏，电动汽车需要：

冷却液液位传感器：与 ICE 车辆的冷却系统一样，EV 电池的热管理系统需要一定水平的液体冷却剂才能正常工作。顾名思义，这种电动汽车传感器类型可监控电池热管理系统内的液体冷却剂量。
冷却液泄漏传感器：该传感器提供了一种监测液体冷却液液位的辅助方法。如果电池组内的冷却剂管线内发生冷却剂泄漏，冷却剂泄漏传感器会检测到电池单元附近的液体。冷却液泄漏传感器还监测是否存在其他液体，例如水侵入电池外壳，这会导致短路和腐蚀。
冷却液温度传感器：如果冷却液无法正常循环，或者冷却或通风不足，冷却液温度传感器可以提供有关冷却液是否有效传热的智能信息。许多电池系统将在发热设备（例如电池、电机或逆变器）以及热交换器的入口和出口处包括温度传感器，以提供有关热交换效率的信息。

电动汽车电池组泄漏：制冷剂

虽然所有配备空调系统的电动汽车都使用制冷剂来保持乘客空间凉爽，但一些制造商使用相同的系统来控制电池组温度。使用热泵系统，基于制冷剂的电池冷却有两种形式：

1、直接，其中来自车辆空调系统的制冷剂流经电池组内的一系列冷却板以降低温度。

2、间接的，车辆的冷却液流过由制冷剂冷却的板。这种冷却系统更复杂，并涉及其他组件，例如冷却器，以将冷却剂保持在最佳范围内。

要检测制冷电动汽车电池组泄漏，您需要如下类型的传感器：

压力传感器：简而言之，当制冷系统内出现压力损失时，它就不起作用。压力传感器通常是系统内性能降低和泄漏的第一个指标，因为压缩机、膨胀阀和蒸发器在系统的各个点都有预期的压力。当系统无法达到目标压力时，可以假设部分制冷剂已从系统中泄漏。
温度传感器：与高中物理一样，理想气体定律适用于制冷剂。系统内气相和液相的温度和压力传感的组合是判断是否有足够的制冷剂的一个很好的指标。
二氧化碳传感器（R744传感器）：在一些最先进的电动汽车制冷剂系统 R744 中，使用了基于二氧化碳的制冷剂。如果制冷剂泄漏到乘客舱中，可能会释放到不安全水平的二氧化碳水平到可呼吸的空气空间中。非色散光谱允许准确测量乘客舱中的 CO2 水平，以确定是否发生了制冷剂泄漏。

电动汽车电池组泄漏：电介质油

一种具有广阔应用前景的新型电池组热管理系统，介电油冷却拥有卓越的电池组温度控制。在电池组内部，电池单元浸入绝缘油中，绝缘油在整个单元中以闭环循环。油作为一种工程导热液 - 不仅可以使电池保持凉爽，还可以抑制热事件。

油位/质量/介电传感器：与冷却剂系统一样，使用介电油的电池组热管理需要特定水平的液体才能有效工作。此外，监测流体的质量和介电性将提供流体预期寿命的指示，并提供出色的预测工具。
油温传感器：系统功能的一个指示器，该传感器监测介电油温的峰值，这可能表明介电冷却剂流存在问题，可能表明线路扭结或损坏。

电动汽车电池组泄漏：电解质

在监测电动汽车的电池健康状况时，测量电解液泄漏的存在有助于确定电池组中的电池是否由于老化或其他压力条件而失效。这些泄漏通常只会发生在电池外壳内，无法在车辆外部观察到，因此使用电池组内的传感器来检测此事件至关重要。

电解液泄漏检测传感器：损坏电池的电解液泄漏通常包含挥发性碳氢化合物，碳氢化合物传感器可以检测到这些碳氢化合物。
保持适当的冷却系统功能是保持电动汽车最佳性能和安全性的最重要因素之一。

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