光纖傳感器具有尺寸小、電絕緣性、抗電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)，將它布設(shè)于電池組件上，結(jié)合OFDR分布式光纖傳感設(shè)備，能高靈敏度分布式測(cè)量電池的溫度應(yīng)變等參量。昊衡科技通過(guò)實(shí)例演示了電池放電過(guò)程的溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此方案對(duì)于電池組件運(yùn)行的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)具有很好的實(shí)際意義。鋰電池是以鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池。與其他電池不同，鋰電池具有高能源密度、長(zhǎng)壽命、低環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)，在電子、通訊、醫(yī)療等產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，并且在新能源儲(chǔ)電、電動(dòng)自行車(chē)和電動(dòng)工具等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

以新能源電動(dòng)汽車(chē)為例，通常是由幾千節(jié)鋰電池構(gòu)成一個(gè)龐大的電池集成系統(tǒng)。電池組充放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，自身內(nèi)部溫度還存在分布不均問(wèn)題，使得大量熱量在狹小空間內(nèi)累積，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起熱失控。因此，電動(dòng)汽車(chē)通常都會(huì)有電池管理系統(tǒng)(BMS)，通過(guò)外部測(cè)量電壓、電流、溫度等參數(shù)，來(lái)估計(jì)電池的充電(SOC)狀態(tài)和健康(SOH)狀態(tài)。

目前的溫度通常是通過(guò)熱電偶、紅外熱成像等檢測(cè)方法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，但整個(gè)電池集成系統(tǒng)，電池總數(shù)量達(dá)到幾千節(jié)，這一龐大的電池?cái)?shù)量，要實(shí)現(xiàn)單體溫度測(cè)量存在巨大困難。

光纖傳感器具有尺寸小、電絕緣性、抗電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合昊衡科技研制的OFDR分布式光纖傳感設(shè)備，在一根單模光纖上可同時(shí)測(cè)量成千上萬(wàn)傳感點(diǎn)的溫度或應(yīng)變。若將光纖傳感器布設(shè)于電池中，可以對(duì)電池內(nèi)部或表面溫度場(chǎng)進(jìn)行全面的測(cè)量和表征。

實(shí)例演示

下面通過(guò)應(yīng)用案例演示電池放電過(guò)程的溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

將一根聚酰亞胺涂層（PI）光纖沿電池外表面環(huán)向螺旋布設(shè)，電池放電，OSI動(dòng)態(tài)設(shè)備實(shí)時(shí)測(cè)量應(yīng)變分布，結(jié)合電池CAD模型圖，重構(gòu)三維溫度場(chǎng)，實(shí)時(shí)顯示熱點(diǎn)位置和溫度分布結(jié)果。

圖 | 電池表面布設(shè)分布式光纖傳感器
圖|溫度場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

基于OFDR技術(shù)的電池測(cè)溫方案，其海量傳感密度可以解決電池單體和電池組的溫度監(jiān)測(cè)難題，對(duì)于保證電動(dòng)汽車(chē)電池組的安全高效運(yùn)行、新型電動(dòng)車(chē)鋰電池組的開(kāi)發(fā)有很好的實(shí)際價(jià)值。

昊衡科技

Megasense

一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售于一體的高科技公司，專(zhuān)業(yè)從事工業(yè)級(jí)自校準(zhǔn)光學(xué)測(cè)量與傳感技術(shù)開(kāi)發(fā)，也是一家實(shí)現(xiàn)OFDR技術(shù)商用化的公司。目前，昊衡科技已推出多款高精度高分辨率產(chǎn)品，主要應(yīng)用于光學(xué)鏈路診斷、光學(xué)多參數(shù)測(cè)量、高精度分布式光纖溫度和應(yīng)變傳感測(cè)試。已與全球多個(gè)國(guó)家和地區(qū)企業(yè)建立良好的合作關(guān)系，并取得諸多成果。