Supervisión de fugas térmicas para prevenir incendios en módulos de baterías de vehículos eléctricos

El desafío del cliente

La mayoría de los fabricantes de módulos de batería y paquetes para vehículos eléctricos utilizan celdas de batería con cierto nivel de carga cuando se ensamblan, ya que se cree generalmente que tener una batería de iones de litio completamente descargada es más peligroso que una completamente cargada. Conforme se conectan los módulos de batería individuales, la corriente comenzará a fluir entre los componentes. A menudo, este flujo de corriente crea un aumento en la temperatura de las celdas o los módulos. A medida que aumenta la temperatura, el voltaje dentro del sistema disminuye y da como resultado un aumento en la corriente, lo que eleva aún más la temperatura. Este ciclo de aumento de temperatura se conoce como “fuga térmica” y, si no se detecta, puede provocar daños en las baterías e incluso incendios dentro de la instalación.

El sistema de manejo de baterías (Battery Management System, BMS) se utiliza para monitorear las temperaturas y garantizar el buen estado de la batería al revisar si hay conexiones sueltas o cortocircuitos internos. Sin embargo, el BMS normalmente se instala en el sistema en etapas más avanzadas del proceso de ensamblaje. Por lo tanto, el monitoreo de las temperaturas de las celdas y los módulos durante el ensamblaje inicial se realiza utilizando pistolas de temperatura IR manuales, que solo proporcionan información de temperatura en un área pequeña, o no se realizan en absoluto.

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La solución

Las cámaras térmicas proporcionan a los fabricantes de sistemas de baterías la capacidad de monitorear todo el ensamblaje de baterías para detectar temperaturas elevadas y situaciones potencialmente peligrosas por fuga térmica. Debido a que las configuraciones de las baterías pueden variar enormemente de una línea de ensamblaje a otra, la capacidad de las cámaras térmicas para medir temperaturas en miles de puntos diferentes ayuda a garantizar que no se omitan puntos críticos.

Las cámaras de sensor inteligente avanzado de la serie FLIR A se pueden instalar para monitorear cada puerto de salida del ensamblaje de baterías. Se pueden crear varias regiones de interés utilizando la interfaz de control de cámara en línea con niveles de alarma de temperatura máxima establecidos para cada ROI. Utilizando EtherNet/IP, se pueden enviar las señales de alarma a un PLC industrial para el registro de datos y el control de una luz indicadora de alarma cuando se excede un nivel de temperatura crítica. Esta configuración proporciona el registro histórico de datos de temperatura, un indicador visual para los trabajadores si surgen condiciones peligrosas y elimina la posibilidad de error humano al utilizar un dispositivo de medición portátil de temperatura.

Las cámaras de sensor inteligente avanzado de la serie FLIR A son fáciles de instalar y controlar a través de una interfaz en línea

Los resultados

El uso de cámaras de la serie A como la A70 proporciona una mejora importante con respecto a los operadores individuales que utilizan pistolas de temperatura portátiles al aumentar la repetibilidad y confiabilidad de las medidas de temperatura utilizadas para detectar condiciones de fuga térmica. El monitoreo térmico automatizado y mejorado proporciona un nivel de garantía de que cualquier peligro potencial se detectará rápidamente, lo que ayuda a reducir los riesgos para el personal de la planta y las instalaciones.

Pruebas de monitoreo de la cámara térmica FLIR A70 en un paquete de baterías.