배터리 안전성의 혁명

Jul 05, 2023

배터리 고장의 초기 징후를 '탐지'할 수 있는 새로운 센서는 잠재적인 화재 위험을 방지하기 위한 포괄적인 솔루션을 제시합니다.

모든 전기자동차(EV)의 핵심은 배터리이기 때문에 안전과 건강을 보장하는 것이 가장 중요합니다. 그러나 열 이벤트의 잠재적인 문제를 감지하기 위해 셀을 모니터링하는 오늘날 가장 정교한 배터리 관리 시스템(BMS)에도 한계가 있습니다.

Metis Engineering의 설립자이자 CEO인 Joe Holdsworth는 "배터리 팩 내의 단일 결함 셀이 감지되지 않은 채 방치되면 심각한 안전 위험으로 확대될 수 있습니다."라고 설명합니다. “전기 자동차나 에너지 저장 시스템의 일반적인 리튬 이온 배터리 관리 시스템은 잠재적인 문제를 감지하기 위해 미묘한 전압 변동과 셀 온도를 모니터링하는 BMS에 주로 의존합니다. 그러나 이 두 가지 방법을 모두 사용할 때의 문제는 병렬 배열된 셀이 많으면 전압 변동이 다른 셀에 의해 가려져 결함이 있는 셀이 숨겨질 수 있다는 것입니다.”

메티스엔지니어링 무인 핵잠수함부터 블러드하운드 육상 속도 기록 1,000mph 제트 및 로켓 구동 자동차에 이르기까지 다양한 프로젝트에 참여한 항공우주 공학 전문가인 Holdsworth에 의해 2016년에 설립되었습니다. 이 회사는 배터리 센서 기술을 전문으로 하며 배터리 안전성과 유지 관리 향상을 목표로 Cell Guard라는 혁신적인 솔루션을 개발했습니다.

Holdsworth는 EV 배터리 팩의 모든 셀에 온도 센서가 없어 배터리 팩의 일부가 열 이벤트에 취약하다는 사실이 많은 사람들을 놀라게 할 수 있다고 밝혔습니다.

“대부분의 배터리 관리 시스템은 셀의 모든 온도를 확인하지 않습니다. 기껏해야 그 중 50%에 온도 센서가 있으므로 대부분의 경우 팩에 있는 셀의 절반 이상이 온도를 측정하지 않아 배터리가 감지되지 않은 열 이벤트에 노출됩니다.”

“셀이 동일해 보일지라도 제조 품질, 허용 오차, 작동 조건에는 미묘한 차이가 있어 노화 속도가 달라질 수 있습니다. 온도 모니터링이 없으면 성능 저하 및 과열이 발생한 셀을 알아차리지 못할 수 있습니다.”라고 그는 덧붙입니다. “통풍 문제가 해결되지 않고 팩에 부하가 계속 걸리면 셀이 계속 가열됩니다. 이로 인해 음극과 양극 사이의 멤브레인이 파손되어 관련 배터리 화학에 따라 내부 단락이 발생하고 잠재적으로 화재가 발생할 수 있습니다.”

5핀 자동차 등급 Molex Nano-Fit Power 커넥터를 통해 거의 모든 배터리 시스템에 쉽게 통합할 수 있는 성냥갑 크기의 CAN 기반 센서인 Cell Guard는 배터리 안전에 대한 새로운 접근 방식을 도입하여 이러한 문제를 해결합니다. BMS와 함께 보완 모니터로 작동하는 비접촉 센서는 배터리 팩 내부에 장착되어 주변 조건을 측정하고 방출되는 가스와 핫 셀의 압력 변화를 분석할 수 있습니다. 기존 배터리 관리 시스템을 보완함으로써 Cell Guard는 포괄적인 셀 범위를 제공하고 잠재적인 위험을 조기에 감지합니다.

“환기 단계에 초점을 맞춘 Cell Guard의 조기 감지 기능은 과열된 셀이 계단식 반응을 유발하는 현상인 열폭주를 방지할 수 있는 최고의 기회를 제공합니다.”라고 Holdsworth는 계속 말합니다. “온도와 압력이 증가함에 따라 셀이 배출되어 기체 전해질이 방출될 위험이 있습니다. 여기서 Cell Guard는 세포 배출 징후를 감지하여 중요한 역할을 합니다. 조기 감지를 통해 추가 가열을 방지하기 위해 팩을 내리는 등의 조치를 취할 수 있습니다. 셀 환기를 즉각적으로 식별함으로써 Cell Guard는 시기적절한 개입을 허용하여 잠재적인 위험이 더 이상 확대되는 것을 방지합니다.”

EV의 보급이 증가함에 따라 통합 솔루션의 필요성이 분명해졌습니다. 그는 “Cell Guard의 고유한 기능 조합은 시장의 다른 제품과 차별화되어 포괄적인 배터리 안전을 위한 솔루션으로 자리매김하고 있습니다”라고 강조했습니다. .”