新型电动汽车电池传感器的设计可以降低电动汽车的成本

EV电池的每个块都需要其自身的电压传感器。正确的？也许不吧。细胞平衡可能在不久的将来改变。

工程师ruhr-Universität波鸿是德国的大学，一直在研究电流和电压传感器，这有助于降低EVS的价格和重量。

这是一个连接到电动汽车电池的传感器电路的例子，用于监测目的。

电动汽车电池如何工作

如果你已经知道电动汽车电池是如何工作的，你可以跳过。电池驱动的电动汽车利用储存在电池组中的电能来驱动电动马达，然后驱动车轮前进。一旦车载电池耗尽，就可以从墙上的插座或充电站充电。

EV有三个主要组件：电动机，控制器和电池。当汽车打开时，电流从电池流动。从那里，控制器从电池接收电力，电源流到电动机。然而，在到达电动机之前，控制器将电池300V DC转换为240V（最大值），这是一种更适合于电动机的两相电力。电动机现在可以将这种电能转换为机械能量并转动轮子。

在加速器和控制器之间是可变电位器。这将告诉控制器要传递多少能量。如果加速器被释放，它将释放0V，如果完全按下，它将产生最大的输出。

电动汽车的每个电池由一个单独的块，每个块可以包含多达12个电池。在许多情况下，对于目前上路的电动汽车来说，每个电池单元都需要自己的电压传感器。以特斯拉的Model S为例，共有16个模块，共6组，总共有7104个锂离子18650电池。如果你对电动汽车有所了解，你可能会说这是一个非常大的数字，它确实是。相比之下，尼桑的Leaf有48个模块和4个电池单元，因此只有192个电池单元。

特斯拉设计的好处是价格低得多，能量密度高，行驶里程也更长。下图是Model S的底盘，也是电池的存储空间。

特斯拉S型车的基座，电池就放在那里。图片来自Oleg Alexandrov(自己的作品)[cc by-sa 3.0]

传感器和细胞平衡

锂离子电池是非常火灾的;由于锂不稳定，细胞易于过热和捕捉火灾。这一事实的戏剧性插图是三星的Galaxy Note 7智能手机今年。为了防止这种情况的发生，电动汽车必须不断监测细胞。

为了正确监控，使用电流传感器和许多电压传感器。Rub新技术开发的主要研究员是摩擦教授的菲利普DOST。

测试新电池。图片©Philip Dost。

无论电池中的单元格数如何，DOST都会降低正确监控所需的电流和电压传感器的数量。这是通过要求每个传感器电流和电压 - 接受另一个功能：单元格平衡来完成。这是一种延长电池运行时间和电池寿命的方法。电池平衡确保电能在各个单元的模块中均匀分布。

虽然每个细胞在形成时可能是相同的，但在不同的条件下，每个细胞的行为可能与其他细胞略有不同。例如，当一个电池完全充电时，其他电池就不能再充电了。同样，如果一个电池被完全耗尽，电机就无法从其他电池中提取电能。这是一个问题，电池平衡通过提供最大数量的电能被提取和转换成机械动力消除。

简而言之，在未来很长一段时间内，你可能不会再看到另一个扁平的电动汽车电池。

Philip Dost(右)和系主任Constantinos Sourkounis教授(左)。信贷:©摩擦, Marquard

另一个主要结果是，未来的电池系统设计，具有细胞平衡，需要更少的传感器，降低整体制造成本，以及重量。

DOST的创新是可扩展的，这最终意味着它可以在两个小区或模型S中的系统的系统中使用，具有7000个细胞。这将证明有利于保持运营24/7所需的电源系统，例如医院的电源系统。其他有益的系统是笔记本电脑，平板电脑，电动工具以及主要是EV。以重细节评估他的原型的Dost计划。