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住所
上海市虹口区広紀路173号
Yingxiao Instrument (Shanghai) Co., Ltd
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上海市虹口区広紀路173号
電気自動車とエネルギー貯蔵発電所の規模化応用において、電池熱の暴走による火災と爆発事故は業界安全の核心的な挑戦となっている。リチウムイオン電池は過充電、過放電、機械損傷または高温環境下で電解液を分解し、酸素、水素などの可燃ガスを放出し、「連鎖反応」を形成して燃焼または爆発を引き起こす可能性がある。英国Alphasense社が発売したO 2-W 2酸素センサは、その高精度、高速応答及び環境干渉防止特性により、電池セルと貯蔵発電所における酸素濃度モニタリングの「重要な防御線」となり、新エネルギー産業の安全運行に技術保障を提供している。

電池の熱暴走の初期には、電解液分解により微量酸素(濃度5%〜20%)が放出され、正常な環境レベル(20.9%)をはるかに上回る。イギリスのAlphasense酸素センサO 2-W 2は電気化学原理を採用し、低酸素濃度(1%~ 25%)の範囲内で依然として高線性度を維持することができ、出力電流は酸素濃度と厳格に対応し、偏差<0.5%で、熱暴走早期の酸素異常上昇を正確に捉えることができる。その迅速な応答時間(t 90時間が短い)は酸素濃度が安全閾値(例えば10%)を突破した時に直ちに警報をトリガし、電池管理システム(BMS)のために30秒から数分の警報時間を勝ち取り、直ちに冷却、停電または排気措置を起動し、燃焼チェーン反応を遮断することができる。
電池セルとエネルギー貯蔵発電所の環境は複雑で、高温、電磁干渉、振動及び可燃ガスの共存はセンサ性能に厳しい要求を提出した。イギリスのAlphasense酸素センサO 2-W 2針はこれに対して特別設計を行った:
・高温耐性:動作温度範囲は-30℃~ 85℃をカバーし、電池セルの高温運転状況に適合する(例えば、急速充電時の電池表面温度は60℃に達することができる)、
・電磁干渉防止:シールド層設計を採用し、強電磁場(例えばモータ起動或いはインバータ動作)下で波動<0.2%を出力し、誤警報を避ける、
・防爆構造:ATEX認証を通じて、外殻は難燃材料を採用し、水素、メタンなどの可燃ガス環境の中で安全に使用することができる、
・ガス交差感受性が低い:5%COガリウムまたは100 ppm電解液揮発物(例えばDMC、EC)濃度では、酸素読取量は0.1%/%しか変化せず、環境ガス干渉を根絶する。
電池室は長期にわたって連続的に監視する必要があり、センサーの寿命と消費電力は直接運行維持コストと安全性に影響する。英国のAlphasense酸素センサO 2-W 2の設計寿命は5年を超え(出力が初期値の85%まで低下するのに要する時間)、しかも消費電力はきわめて低い(<10 mW)、BMSあるいはエネルギー貯蔵所の監視システムに集積することができて、電池パックの余分なエネルギー消費を減らす。そのコンパクト構造(直径20 mm、高さ17.4 mm)は電池モジュールの隙間やハッチの隅に取り付けやすく、密封設計(IP 67保護等級)は粉塵と液体の侵入を防ぎ、使用寿命を延長することができる。
ある電気自動車メーカーは電池セルテストにイギリスのAlphasense酸素センサO 2-W 2を導入した後、一緒に熱暴走事件を警告することに成功した:センサは酸素濃度が20.9%から12%に急上昇することを検出し、BMSは直ちに電源を切断して液冷システムを起動し、同時にカプセル内の不活性ガス(窒素など)の注入をトリガし、火災リスクを萌芽段階で殺す。また、あるエネルギー貯蔵発電所はこのセンサーを利用して「酸素-温度-ガス」のマルチパラメータ監視ネットワークを構築し、熱暴走事故率を90%低下させ、電力網のエネルギー貯蔵の安全性を著しく向上させた。
新エネルギー産業が急速に発展している今日、電池安全は業界の持続可能な発展の礎である。英国Alphasense酸素センサO 2-W 2は技術力で電気自動車とエネルギー貯蔵発電所を賦能し、電池セルに正確で信頼性のある酸素濃度監視ソリューションを提供する。将来的には、固体電池、水素貯蔵などの新技術の普及に伴い、このようなセンサーの高精度と長寿命特性は新エネルギー安全基準のアップグレードをさらに推進し、グリーンエネルギーを守る「ステルス衛士」になるだろう。