研究目的
提出并论证一种光纤布拉格光栅(FBG)传感器网络方案,用于对锂聚合物电池组表面温度分布进行实时、原位、工作状态下的多点监测,旨在通过识别热点区域和温度梯度来提升热管理与安全性能。
研究成果
光纤光栅传感网络有效监测了锂聚合物电池组内的温度分布,识别出热梯度与热点区域——特别是在电流密度较高的正极极耳集流体附近。该方法通过提供详细的时空数据增强了热管理与安全性,有望预防热失控。未来研究可涉及内部测量及不同电池构型。
研究不足
该研究仅限于表面温度监测,未测量电池内部温度。实验在自然对流冷却条件下进行,可能无法代表所有实际环境条件。电池组尺寸和配置具有特定性,结果可能不适用于其他类型或尺寸的电池。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用37个光纤布拉格光栅(FBG)传感器网络进行温度监测。FBG通过相位掩模法利用脉冲Q开关Nd:YAG激光器刻写于光纤中。使用珀尔帖器件校准温度灵敏度。实验装置包含按充放电协议循环的电池组。
2:样本选择与数据来源:
采用三块来自Cameron Sino Technology的方形锂聚合物电池(LiPBs)串联连接。在3×3矩阵的每个接口处选取九个关键位置采集温度数据。
3:实验设备与材料清单:
FBG传感器(长度约3.0毫米)、光敏单模光纤(GF1,Thorlabs公司)、脉冲Q开关Nd:YAG激光器(LOTIS TII LS-2137U)、光学询问器(sm125-500,Micron Optics公司)、珀尔帖器件、数据采集系统(USB6008,美国国家仪器公司)、Turnigy Accucell-6平衡充电器/放电器、功率电阻(10.0欧姆和5.0欧姆)、导热硅脂。
4:0毫米)、光敏单模光纤(GF1,Thorlabs公司)、脉冲Q开关Nd:
4. 实验流程与操作步骤:对FBG进行热校准。使用导热硅脂将传感器粘贴至电池接口。电池以1.0C充电、0.7C和1.4C放电进行循环。通过LabVIEW实时监测温度与电压。在充放电步骤及间歇期采集数据。
5:0欧姆和0欧姆)、导热硅脂。 实验流程与操作步骤:
5. 数据分析方法:利用校准系数将FBG波长偏移转换为温度变化。分析数据生成时空热力图,识别热点与温度梯度。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
Fiber Bragg Grating Sensors
FBG
Thorlabs Inc.
Temperature sensing in battery pack interfaces
暂无现货
预约到货通知
-
Single-Mode Fiber
GF1
Thorlabs Inc.
Substrate for FBG inscription
暂无现货
预约到货通知
-
Laser System
LS-2137U
LOTIS TII
Inscribing FBGs using phase mask method
-
Optical Interrogator
sm125-500
Micron Optics Inc.
Measuring reflected Bragg wavelengths
暂无现货
预约到货通知
-
Peltier Device
Thermal calibration of sensors
暂无现货
预约到货通知
-
Data Acquisition System
USB6008
National Instruments
Monitoring voltage signals
暂无现货
预约到货通知
-
Balance Charger/Discharger
Accucell-6
Turnigy
Applying charge and discharge currents
暂无现货
预约到货通知
-
Power Resistor
Used for discharge cycles
暂无现货
预约到货通知
-
Lithium Polymer Battery
Cameron Sino Technology
Energy storage unit under test
暂无现货
预约到货通知
-
登录查看剩余7件设备及参数对照表
查看全部