基于光纤光栅网络对锂聚合物电池组进行热成像

摘要： 本文提出采用37个光纤布拉格光栅（FBG）传感器网络，对三棱柱形锂聚合物电池组（LiPBs）表面温度分布进行实时、原位及工况下的多点监测。通过该网络实现了电池组所有界面处的时空热图谱测绘。每个界面设置九个关键监测点（按3×3矩阵布局），分别对应电池顶部、中部和底部区域。实验过程中电池经历充放电循环：充电电流为1.0C，放电电流分别为0.7C和1.4C。结果表明：整体上存在从顶部到底部的温度梯度，但在充电末期阶段该梯度较不明显；同时发现三个电池中某两者之间存在热点区域，这些区域位于正极极耳集流体附近——这是由于该处锂离子电流密度较高所致。所提出的FBG传感网络可通过时空热图谱测绘及识别易产生热点的区域来优化电池热管理，从而预防热失控等严重后果并提升安全性。据我们所知，这是首次利用FBG传感器网络针对该特定应用场景报道时空热图谱测绘研究。