バッテリーの安全性に革命をもたらす

Jul 05, 2023

バッテリー故障の初期の兆候を「嗅ぎ分ける」ことができる新しいセンサーは、潜在的な火災の危険を回避するための包括的なソリューションを提供します。

バッテリーは電気自動車 (EV) の心臓部であるため、その安全性と健康を確保することが最も重要です。 しかし、セルを監視して熱事象の潜在的な問題を検出する、今日最も洗練されたバッテリー管理システム (BMS) を使用しても、限界があります。

「バッテリーパック内の単一の欠陥セルを検出せずに放置すると、重大な安全上の危険に発展する可能性があります」と Metis Engineering の創設者兼 CEO の Joe Holdsworth 氏は説明します。 「電気自動車やエネルギー貯蔵システムの一般的なリチウムイオン電池管理システムは、潜在的な問題を検出するために、微妙な電圧変動とセル温度を監視する BMS に主に依存しています。 ただし、これらの方法を両方使用する場合の問題は、多数のセルを並列配置すると、電圧変動が他のセルによって隠蔽され、欠陥のあるセルが隠れてしまう可能性があることです。」

メティスエンジニアリングホールズワースは、無人原子力潜水艦からブラッドハウンド陸上速度記録時速 1,000 マイルのジェット機やロケット推進自動車に至るまで、さまざまなプロジェクトに取り組んできた航空宇宙工学の専門家であるホールズワースによって 2016 年に設立されました。 同社はバッテリーセンサー技術を専門とし、バッテリーの安全性とメンテナンスの強化を目的としたCell Guardと呼ばれる革新的なソリューションを開発しました。

ホールズワース氏は、EV バッテリー パックのすべてのセルに温度センサーが搭載されているわけではなく、バッテリー パックの一部が熱事象に対して脆弱になっていることに多くの人が驚くかもしれないと明らかにしました。

「ほとんどのバッテリー管理システムは、セルのすべての温度を監視するわけではありません。 せいぜいそのうちの 50% に温度センサーが搭載されているため、ほとんどの場合、パック内の半分以上のセルの温度が測定されておらず、バッテリーは検出されない熱イベントにさらされたままになります。」

「セルは同一に見えても、製造品質、公差、動作条件には微妙な違いがあり、それが経年変化の速度の違いにつながる可能性があります。 温度監視がなければ、セルの劣化や過熱が気づかれない可能性があります」と彼は付け加えた。 「通気に対処せず、パックに負荷がかかったままの場合、セルは加熱し続けます。 これにより、カソードとアノードの間の膜が破壊され、内部短絡が発生し、電池の化学的性質によっては火災が発生する可能性があります。」

Cell Guard はマッチ箱サイズの CAN ベースのセンサーで、車載用 5 ピン Molex Nano-Fit パワー コネクタを介してほぼすべてのバッテリー システムに簡単に統合でき、バッテリーの安全性に対する新しいアプローチを導入することでこれらの課題に対処します。 BMS と並行して補完的なモニターとして機能する非接触センサーは、バッテリー パック内に取り付けられており、周囲条件を測定し、ホット セルから放出されるガスや圧力変化を分析する機能を備えています。 Cell Guard は、既存のバッテリー管理システムを補完することで、包括的なセル範囲を提供し、潜在的な危険を早期に検出します。

「通気段階に焦点を当てたセルガードの早期検出機能は、セルの過熱がカスケード反応を引き起こす現象である熱暴走を防ぐ最良の機会を提供します」とホールズワース氏は続けます。 「温度と圧力が上昇すると、セルが通気してガス状の電解質が放出されるリスクがあります。 ここで、セルガードはセルの通気の兆候を検出することで重要な役割を果たします。 早期に検出すると、パックを降ろすなどのアクションが可能になり、さらなる加熱を防ぐことができます。 セルガードはセルの通気を迅速に特定することで、タイムリーな介入を可能にし、潜在的な危険のさらなる拡大を防ぎます。」

EVの普及が進むにつれ、統合ソリューションの必要性が明らかになったと同氏は付け加え、「Cell Guardの独自の機能の組み合わせにより、市場の他の製品とは一線を画し、包括的なバッテリーの安全性を確保するための頼りになるソリューションとなっている」と強調した。 」