Monitoraggio dei runaway termici per prevenire gli incendi nei moduli batteria dei veicoli elettrici

La sfida del cliente

Durante l’assembalmento di moduli e batterie per veicoli elettrici, la maggior parte dei produttori utilizza celle della batteria con un certo livello di carica, poiché in genere si ritiene che avere una batteria agli ioni di litio completamente scarica sia più pericoloso che averne una completamente carica. Quando i singoli moduli della batteria vengono collegati, la corrente inizia a passare tra i componenti. Spesso, questo flusso di corrente crea un aumento della temperatura delle celle e/o dei moduli. Con l'aumentare della temperatura, la tensione all'interno del sistema si abbassa e determina un aumento della corrente, innalzando ulteriormente la temperatura stessa. Questo ciclo di aumento della temperatura è noto come “runaway termico” che, se non rilevato, può causare danni alle batterie e persino incendi all'interno della struttura.

Il sistema di gestione della batteria (Battery Management System, BMS) viene utilizzato per monitorare le temperature e garantire l'integrità della batteria controllando la presenza di collegamenti allentati e cortocircuiti interni. Tuttavia, il BMS non viene in genere installato nel sistema fino a un momento successivo nel processo di assemblaggio. Pertanto, il monitoraggio delle temperature delle celle e dei moduli durante il montaggio iniziale viene eseguito utilizzando pistole portatili per la temperatura IR, che forniscono solo informazioni sulla temperatura in un'area piccola, oppure non viene eseguito.

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La soluzione

Le termocamere offrono ai produttori di sistemi di batterie la possibilità di monitorare l'intero gruppo batterie per rilevare temperature elevate e situazioni potenzialmente pericolose a causa del runaway termico. Poiché le configurazioni delle batterie possono variare notevolmente da una linea di assemblaggio all'altra, la capacità delle termocamere di misurare le temperature in migliaia di punti diversi assicura che un punto caldo critico non venga ignorato.

Le termocamere FLIR serie A con sensore smart avanzato possono essere installate per monitorare ogni porta di scarico del gruppo batteria. È possibile creare più regioni di interesse (Regions Of Interest, ROI) utilizzando l'interfaccia di controllo della termocamera online con soglie di allarme della temperatura massima impostate per ciascuna di esse. Utilizzando EtherNet/IP, i segnali di allarme possono essere inviati a un PLC industriale per la registrazione dei dati e il controllo di una spia di allarme quando viene superata una soglia di temperatura critica. Questa configurazione assicura la registrazione cronologica dei dati di temperatura, un indicatore visivo per gli operatori in caso di condizioni pericolose ed elimina la possibilità di errore umano quando si utilizza un dispositivo portatile di misurazione della temperatura.

Le termocamere FLIR Serie A con sensore smart avanzato sono facili da installare e controllare tramite un'interfaccia online

I risultati

L'uso di termocamere della serie A, come il modello A70, offre un miglioramento significativo rispetto ai singoli operatori che utilizzano pistole portatili per la temperatura aumentando la ripetibilità e l'affidabilità delle misure di temperatura utilizzate per rilevare le condizioni di runaway termico. Il monitoraggio termico automatizzato assicura che eventuali pericoli potenziali vengano rilevati rapidamente, contribuendo a ridurre i rischi sia per il personale dell'impianto che per gli impianti stessi.

Test di monitoraggio della termocamera FLIR A70 su un pacco batterie.