I takt med at elbiler blir stadig mer populære, øker bekymringen for sikkerheten til selve kjøretøyene og batteriene som driver dem.
Sektoren flytter stadig grensene for bilteknikk og miljømessig bærekraft, noe som gjør den ledende innen teknologiske fremskritt. I takt med den raske utviklingen bekymrer termisk sikkerhet, inkludert faren for termisk rusing, eller nedsmelting, både produsenter og forbrukere, særlig med tanke på potensielle brannfarer.
Med selskaper som FLIR har vi banebrytende termokamera til rådighet, noe som fullstendig endrer måten vi tenker på når det gjelder håndtering av brannfarer og brannforebygging i elbiler. Infrarød teknologi endrer vår evne til å beskytte batterisystemer i elbiler og øker den generelle sikkerheten i kjøretøyet.
I denne artikkelen ser vi nærmere på hvordan termokamera påvirker elbilindustrien, og hvordan teknologien forbedrer termiske sikkerhetstiltak, gjør det mulig å oppdage brannfarer på et tidlig stadium, og sikrer både miljø og passasjerer gjennom bedre batteribeskyttelse.
Grunnleggende om litiumbatterier
Før vi ser nærmere på bruken av termokamera i elbiler, skal vi først ta for oss litiumbatterier. Disse batteriene brukes ofte i elbiler fordi litium har høy elektronegativitet og lav tetthet, noe som gjør at de kan produsere store mengder strøm.
Et typisk litiumbatteri har en anode som består av en karbonbasert forbindelse, og en katode av litiumoksid. Den oppladbare cellen skapes av den konstante strømmen av elektroner mellom anoden og katoden inne i cellen.
Produksjon av litiumbatterier
Ifølge FLIR omfatter produksjonen av litiumionebatterier vanligvis følgende trinn:
- Sortering: Cellene inspiseres manuelt for synlige deformiteter, skader, lekkasje og omfanget av indre motstand for å sikre kvaliteten på sluttproduktet.
- Lage en pakke: Cellene sveises sammen i en pakke i en serie- eller parallellkombinasjon basert på de ønskede effektspesifikasjonene.
- Sammenstilling av batteripakkene: Batteripakkene kobles sammen ved hjelp av kretser og et kontrollsystem.
- Testing: Det ferdige produktet gjennomgår lade- og utladningssykluser for å overvåke hvordan elbilbatteriet oppfører seg.
Grunnleggende om termokamera
Termografering er basert på prinsippet om infrarød stråling fra et objekt. Selv om denne strålingen ikke er synlig for oss kan den oppdages av kamera kalibrert for den akutelle bølgelengden. Disse kameraene er nyttige for ikke-destruktiv, berøringsfri testing og overvåking, siden de har en presisjon på 0,1 °C i temperaturmålingen.
Synlig vs infrarødt
Varmesignaturer fra objekter er først synlige når objektet når en temperatur på 1000°C. Infrarøde kameraer kan imidlertid detektere varmesignaturer fra objekter ved temperaturer helt ned til -60°C.
I motsetning til nattsynskameraer som forsterker små mengder lys, er termokameraer spesialisert på å fange opp varmesignaturer for termiske sikkerhetsformål, og fungerer optimalt selv i fravær av lys, noe som er avgjørende for branndeteksjon.
Bruksområder
Termokameraer har funnet en rekke bruksområder i ulike bransjer, som f.eks:
- Elektriske verktøy for prediktivt vedlikehold
- Olje- og gassindustrien for prediktivt vedlikehold, visualisering av flyktige organiske forbindelser (VOC), ovnsinspeksjon og fakkelovervåking
- Produksjonsindustrien for prediktivt vedlikehold, kvalitetssikring og forskning og utvikling (FoU)
Vi har allerede omtalt bruken av termokameraer i et par tidligere artikler, med fokus på termokameraer i datasentre, deres rolle i energisparing og hvordan de kan brukes skulle man dra på spøkelsesjakt. I dag er fokuset på termokamera i elbiler.
Bruk av termokamera i produksjon av elbiler
For å forhindre overoppheting og potensielle branner brukes termokameraer til å overvåke temperaturen på elbilbatteriene. Denne teknikken er avgjørende for å identifisere varme punkter eller ujevn temperaturfordeling som kan være tegn på brannfare, for eksempel ødelagte celler eller sveising av dårlig kvalitet.
Sveising
Sveising er en sentral prosess i monteringen av elbilbatterier, der presisjon og strukturell integritet er avgjørende. For å konstruere en robust batteripakke til elbiler må litiumcellene sveises sammen med stor nøyaktighet. Likevel kan dårlig sveisearbeid føre til defekter i sluttproduktet. Ved hjelp av termografi for batteritesting kan teknikere raskt identifisere defekte sveiser ved å overvåke små temperaturvariasjoner langs sveisesømmen, noe som forbedrer brannforebyggende tiltak.
Cellelekkasje
Både fysiske elektrolyttlekkasjer og energilekkasjer på grunn av elektriske feil kan sette elbilens sikkerhet og effektivitet på spill. Termokamera utmerker seg i vurdering av brannfarer ved å oppdage disse lekkasjene raskt og uten inngrep, og lokalisere temperaturforskjeller når celleplassen er kompromittert.
Ujevn oppvarming
Til tross for grundige batteritester i produksjonen, kan en og annen defekt celle infiltrere produksjonslinjen. Disse cellene viser ofte mindre temperaturavvik under evalueringene. Som en integrert del av termiske sikkerhetsprosedyrer kan termokamera enkelt fange opp disse variasjonene.
Lading og utlading
Temperaturkontroll er avgjørende under lade- og utladningsfasene av elbilbatterier, der temperaturen potensielt kan stige med 5-6 °C. Termografering muliggjør berøringsfri temperaturovervåking av litiumbatterier, noe som gir presise målinger av overflatetemperaturen i disse kritiske fasene.
Infrarød teknologi
Infrarød teknologi spiller en avgjørende rolle i brannsikring, men har sine begrensninger, og kan for eksempel ikke trenge gjennom glass. Den kan imidlertid navigere gjennom tåke, tynn plast og til og med spesialiserte infrarøde inspeksjonsvinduer designet for industrielle bruksområder, samtidig som den opprettholder høy termisk følsomhet.
Effektiviteten til termokameraer ved temperaturovervåking påvirkes av flere faktorer, blant annet det infrarøde kameraets oppløsning, objektivstørrelse og antall detektorer, som alle er avgjørende for rekkevidden.
Konklusjon
I takt med at elbilindustrien vokser, øker også bekymringene for brannsikkerheten. Mange av disse brannfarene kan imidlertid reduseres betydelig ved hjelp av termokameraer. Teknologien er uunnværlig for å sørge for pålitelige og sikre elbilbatterier ved hjelp av kontaktløs temperaturovervåking.
Anbefalte produkter
Infrarøde vindu, FLIR
E96 Termokamera, FLIR
E8 PRO Infrarødt kamera, FLIR
E54 Termokamera, FLIR
Kilde: FLIR
FAQs
Effektiv varmestyring er avgjørende for å sørge for at elbiler er utstyrt med sikre og pålitelige batterier. Systemet spiller en sentral rolle i energilagring ved å forhindre overoppheting av batteriene, og dette øker batteriets levetid styrker kjøretøyets effektivitet og termiske sikkerhet.
Avanserte batteristyringssystemer, bruk av brannsikre materialer og integrering av sensorer for tidlig deteksjon av overoppheting er viktige strategier for å forebygge brann. Regelmessig vedlikehold og programvareoppdateringer styrker brannbeskyttelsen ytterligere, mens termokamera kan lokalisere varmerelaterte problemer, slik at de kan løses raskt og øke batterisikkerheten.
I elektriske kjøretøy oppstår termisk rusing, eller nedsmelting, når en temperaturøkning i en battericelle setter i gang en selvopprettholdende, raskt økende varmesyklus som kan føre til brann eller eksplosjon. Det understreker hvor viktig det er med effektiv varmestyring for å unngå disse farene.
Ved hjelp av termokamera kan brannmannskapene effektivt oppdage branner, lokalisere hotspots, mennesker og brannens opprinnelse, selv i røyk og mørke. Denne funksjonen er svært viktig i forbindelse med brannslukking i elbiler, ettersom den gjør det lettere å visualisere temperaturforskjeller og dermed gjøre det enklere å navigere og ta informerte beslutninger under rednings- og brannbekjempelsesoppdrag.
Varmestyringssystemet i elbiler er ikke bare viktig for batteriets helse, men også for å opprettholde en behagelig temperatur inne i bilen. Ved å regulere temperaturen på elmotoren, kraftelektronikken og batteriet sørger den for et behagelig miljø for passasjerene, samtidig som den beskytter bilens kjernekomponenter.
Elbilens varmestyringssystem er avgjørende for energieffektivitet, og sørger for at både batteriet og motoren fungerer ved ideelle temperaturer. Denne optimaliseringen bidrar direkte til å bevare batteriets levetid og forhindre ytelsesforringelse, noe som igjen maksimerer bilens rekkevidde og opprettholder elbilbatteriets helse.
Bruk laderen som er anbefalt av produsenten, lad ved en temperatur som er behagelig for batteriet, og hold batterinivået mellom 20% og 80% for å oppnå best mulig lading. For å beskytte batteriets helse og øke levetiden bør du koble fra batteriet når det er fulladet for å unngå overlading.
