大陆集团推出可保护电动车电池的新型传感器

• 大陆集团广泛的传感器产品组合新增电动出行专用传感器，兼顾道路安全与电动化的需求
• 这款高压电流传感器模块（CSM）可提供电流和温度信息，从而保持电池安全及耐用性
• 今年，CSM 将在一家全球汽车制造商的先进电动车项目中实现批量生产
• 与目前的金属底板保护电池的方案相比，电池碰撞检测（BID）系统可以为电动汽车节省高达 50% 的重量，并同时提供底板保护

可靠的充电监测：电流传感器模块可保持电池的安全和“健康”

锂离子电池储存了大量的电能，具有强大的续航能力。这种电池可在充电过程中承受大量电流。由于不可避免的物理效应，充电（和放电）会导致电池升温——在高功率快速充电或运动驾驶模式下更是如此。为防止汽车电池的电流过载，系统必须控制电流以限制温度过快上升。”被动安全与传感器事业部的前期战略经理 Horst Gering 表示：“锂离子电池具有最佳温度范围，它在这种温度范围内非常安全，老化速度很慢。不过，快速充电是保持电池安全和‘健康’并控制充电时长的一个兼顾方案。最好是在具有准确数据支持的情况下执行这一操作。” CSM还能够通过监测消费电流帮助计算更精准的剩余电量。

CSM 测量的电流可校准至 2000 安培，分流通道精度优于 ±1%，霍尔通道精度优于 ±3%，温度测量范围介于 -40°c 至 125°c。目前这两项监测技术均可支持完整的电流阻断。之后传感器会通过 CAN 接口，向电池管理系统提供这一输入信息。除了优化充电效率并保护电池，CSM 还将有助于检测机械故障，以免发生不检测所导致的失火现象。CSM 完全符合系统ASIL D的要求。CSM 将在 2022 年内在一家全球汽车制造商的先进电动汽车项目中实现量产。其首个产品是模块化传感平台的一部分，该平台可针对其他功能（例如电压测量和测量通道数量）进行扩展。

电池碰撞检测——智能底板保护

通常情况下，电动汽车的锂离子电池集成在汽车的底板位置，使车辆的重心降低并让它获得车辆结构的保护——但有两个潜在的异常情况：在高速状态下，捆绑带等物品可能会卷起并损坏底板。在停车过程中，汽车低速接触地面时也可能给电池底板造成损坏。因此，电动汽车通常会配备一个巨大且沉重的罩子，从底部保护电池盒。不过，如果发生了撞击，驾驶员就要判断是否应将汽车送往修车厂进行检查。位于Alzenau的大陆集团安全工程总经理 Johannes Clemm 表示：“这种情况并不太令人满意，因为车底的能见度很差，另外也只有经验丰富的驾驶员才能够评估车底的真实受损程度。”为解决这个问题和创造可行的轻型底板保护系统，大陆集团研发了基于压力传感器的电池碰撞检测解决方案。

这个系统能够检测和区分汽车底板撞击事件，以便在电池受损的时候向驾驶员发出警报。这样车主就可以在受损的电池着火之前采取预防措施。Clemm 补充表示：“此外，BID 还能够识别受损的区域，以告知电池管理系统对该区域的电池做断电处理，从而防止发生火灾。”

BID 可应对两种典型的撞击风险：其中之一是低速地面接触，例如在停车时，汽车缓慢地滚过路边并撞到地面。在这类情况下，BID 信号可触发主动悬架系统，临时增加底板间隙以减轻损害。另一个用例是高速入侵，它是由于路面上的石头或绑带等重物卷起造成的。在特定的速度和冲击力之下，这类物体可能损坏底板，甚至有可能戳破电池结构。

与现有解决方案相比，基于传感器的汽车底板保护与当前的电池防护方案节省多达 50% 的重量。BID 中使用的压力传感器卫星源于经过验证的行人保护系统（PPS pSAT），该系统已实现批量生产，并在数百万辆汽车中应用了十多年。任何撞击都是由一个充气硅胶管的压力信号检测到的，这种硅胶管集成在电池盒底部的 S 形传动带中。信号到达管道两端的两个压力卫星的时间差有助于计算撞击面积。撞击的严重度可以通过信号阈值进行区分，从而触发对驾驶员的级联警报。