Trong các ứng dụng quy mô lớn của xe điện và các nhà máy lưu trữ năng lượng, tai nạn cháy nổ do mất kiểm soát nhiệt pin đã trở thành thách thức cốt lõi đối với an toàn của ngành. Pin lithium-ion có thể phân hủy chất điện phân trong môi trường quá tải, quá tải, hư hỏng cơ học hoặc nhiệt độ cao, giải phóng các khí dễ cháy như oxy và hydro, tạo thành "phản ứng dây chuyền" dẫn đến cháy hoặc thậm chí nổ. Cảm biến oxy O2-W2 do công ty Alphasense của Anh giới thiệu, với độ chính xác cao, phản ứng nhanh và đặc tính chống nhiễu môi trường, đã trở thành "tuyến phòng thủ quan trọng" để giám sát nồng độ oxy trong khoang pin và nhà máy lưu trữ, cung cấp bảo đảm kỹ thuật cho hoạt động an toàn của ngành năng lượng mới.

Giám sát chính xác, cảnh báo nguy cơ mất kiểm soát nhiệt

Trong giai đoạn đầu mất kiểm soát nhiệt pin, sự phân hủy của chất điện phân sẽ giải phóng một lượng oxy (nồng độ có thể lên tới 5%~20%), vượt xa mức môi trường bình thường (20,9%). Cảm biến oxy Alphasense O2-W2 của Anh áp dụng nguyên tắc điện hóa, trong phạm vi nồng độ oxy thấp (1%~25%) vẫn có thể duy trì độ cao, dòng điện đầu ra và nồng độ oxy tương ứng chặt chẽ, độ lệch<0,5%, có thể nắm bắt chính xác sự gia tăng bất thường của oxy trong thời gian sớm mất kiểm soát nhiệt. Thời gian phản ứng nhanh (t90 thời gian ngắn) có thể kích hoạt báo động ngay lập tức khi nồng độ oxy vượt qua ngưỡng an toàn (chẳng hạn như 10%), tranh thủ thời gian cảnh báo 30 giây đến vài phút cho hệ thống quản lý pin (BMS), bắt đầu các biện pháp làm mát, cắt điện hoặc xả kịp thời để ngăn chặn phản ứng dây chuyền đốt cháy.

ChốngCực. đầuMôi trường, thích nghi với điều kiện làm việc của khoang pin

Môi trường của khoang pin và nhà máy lưu trữ năng lượng phức tạp, nhiệt độ cao, nhiễu điện từ, rung và khí dễ cháy cùng tồn tại đặt ra yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất cảm biến. Bộ cảm biến oxy Alphasense O2-W2 của Anh được thiết kế đặc biệt cho điều này:

· Khả năng chịu nhiệt độ cao: phạm vi nhiệt độ hoạt động bao gồm -30 ℃~85 ℃, phù hợp với điều kiện làm việc nhiệt độ cao của khoang pin (chẳng hạn như nhiệt độ bề mặt pin có thể đạt 60 ℃khisạc nhanh);

· Chống nhiễu điện từ: sử dụng thiết kế lớp che chắn, biến động đầu ra<0,2% dưới trường điện từ mạnh (chẳng hạn như khởi động động cơ hoặc làm việc biến tần), tránh báo động sai;

· Cấu trúc chống cháy nổ: thông qua chứng nhận ATEX, vỏ sử dụng vật liệu chống cháy, có thể được sử dụng an toàn trong môi trường khí dễ cháy như hydro, metan;

· Độ nhạy chéo của khí thấp: nồng độ 5% CO ₂ hoặc 100 ppm chất dễ bay hơi điện phân (ví dụ DMC, EC), chỉ có 0,1% thay đổi đọc oxy, ngăn chặn sự can thiệp của khí môi trường.

Tuổi thọ cao và tiêu thụ điện năng thấp để đảm bảo an toàn lâu dài

Khoang pin cần theo dõi liên tục trong thời gian dài, tuổi thọ và tiêu thụ điện năng của cảm biến ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí vận hành và an toàn. Cảm biến oxy Alphasense O2-W2 của Anh được thiết kế với tuổi thọ hơn 5 năm (thời gian cần thiết để sản lượng giảm xuống 85% giá trị ban đầu) và tiêu thụ điện năng cực thấp (<10mW), có thể được tích hợp vào hệ thống giám sát trạm lưu trữ hoặc BMS, giảm tiêu thụ năng lượng bổ sung cho pin. Cấu trúc nhỏ gọn của nó (đường kính 20mm và cao 17,4mm) dễ dàng lắp đặt trong khe hở mô-đun pin hoặc góc khoang, trong khi thiết kế kín (lớp bảo vệ IP67) có thể chống lại sự xâm nhập của bụi và chất lỏng và kéo dài tuổi thọ.

Trường hợp ứng dụng thực tế: Từ cảnh báo sớm đến dập lửa

Sau khi một nhà sản xuất ô tô điện giới thiệu cảm biến oxy Alphasense O2-W2 của Anh trong thử nghiệm khoang pin, họ đã cảnh báo thành công một sự kiện mất kiểm soát nhiệt: cảm biến phát hiện nồng độ oxy tăng đột ngột từ 20,9% lên 12%, BMS ngay lập tức cắt điện và khởi động hệ thống làm mát bằng chất lỏng, đồng thời kích hoạt bơm khí trơ (như nitơ) trong khoang, giết chết nguy cơ cháy ngay từ giai đoạn phôi thai. Ngoài ra, một nhà máy lưu trữ năng lượng sử dụng cảm biến này để xây dựng mạng lưới giám sát đa thông số "oxy-nhiệt độ-khí", giảm 90% tỷ lệ tai nạn mất kiểm soát nhiệt, cải thiện đáng kể sự an toàn của lưu trữ năng lượng lưới điện.
Trong sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp năng lượng mới ngày nay, an toàn pin là nền tảng cho sự bền vững của ngành. Cảm biến oxy Alphasense O2-W2 của Anh cho phép xe điện và nhà máy lưu trữ năng lượng với sức mạnh kỹ thuật để cung cấp một giải pháp giám sát nồng độ oxy chính xác và đáng tin cậy cho các khoang pin. Trong tương lai, với sự phổ biến của các công nghệ mới như pin trạng thái rắn và lưu trữ hydro, độ chính xác cao và tuổi thọ cao của các cảm biến như vậy sẽ tiếp tục thúc đẩy nâng cấp các tiêu chuẩn an toàn năng lượng mới, trở thành "người bảo vệ vô hình" bảo vệ năng lượng xanh.