九龙证券|使用石墨烯基传感器的高分辨率电池映射图片

九龙证券|使用石墨烯基传感器的高分辨率电池映射图片
2022年12月20日 11:00 财经先锋论

运用石墨烯基磁传感器的一种新型改动规则的剖析办法使电池映射进程愈加高效和精确。

锂离子电池的设计在不断发展,人们正在尽力加速充电时刻,并将更多的能量存储容量装入更紧凑的空间。但对于电池制作商、收回商和经销商来说,要利用这项技能供给的商业机会,他们需求访问他们为客户群开发的电池的详细数据。这将帮助他们实现产品差异化,保证进步质量和可靠性水平,进步产值,进步销售收入。

现在,可用于翻开电池剖析的技能还达不到理想标准,这给供货商带来的很大阻止。需求一个新的、更先进的办法翻开详细研讨,期望此办法能够做到快速简单且效益高。

电池制作商和收回商基本上想要的是:

· 出产制作具有竞赛优势的优质产品。

· 在最少的停机时刻内,持续保持高产,以满意客户需求。

· 经过操控成本以及进步收益,进步运营效率。

· 取得电池功用和质量最佳的声誉。

更好的电池映射将发生多大的影响

详细的电池映射将可供给多种用处。依据制作商集成到电池中的电池数据,他们将能够更好的了解这些电池的内部情况,而不用依赖理论建模。

在最初的发展阶段,电池制作商通常会评价来自不同供货商的电池。他们将观察电流密度数据,以便于了解集成到电池中的功用。这将使他们能够在保证安全运转(避免热失控等)的一同,观察这些电池能够运转多久。如果试验一项新的设计,他们期望能够看到正在运用的电池会遭到什么影响。终究,一旦投入全面出产,则需求承受出产线终端测验,以查看是否能够到达等待的质量。

除此之外,收回业务一直在添加,公司需求更好的电池剖析。当那些在电动汽车中的电池的容量降至原始容量的75%至80%时,那么这些电池将被改动用处。这些电池能够用在家用太阳能电池板体系或商业场所、校园或医院等调峰设备中。可是,在电池收回商转售这些电池之前,有必要仔细查看收到的电池,评价它们是否合适二次运用。这将使他们能够找出任何影响能量存储的妨碍,并确认需求处理的安全问题。

现在,锂离子电池的剖析要么是经过散布在电池周围的温度传感器间接丈量电流密度得出的,要么是经过连接在总线上的分流电阻丈量进出电池的电流得出的。然而,从这些办法得到的数据供给的是一个不完整的画面。

从温度传感器得到的有意义的数据需求更久,因为检测温度变化需求更大的电流密度变化。经过分流电阻的电流丈量也存在缺陷,因为这些设备只能放置在电池的某些点上。这意味着电池功用的整体可视性十分有限,运转速度也较慢,当测验设备呈现毛病时添加停机时刻。

高分辨率的实时数据

石墨烯基磁传感器采用了一种不同的电池映射办法。这种办法克服了传统技能的缺陷,能够愈加精确地看到电池内部动态。经过整个供应链,能够看到电池供货商、电池制作商以及电池收回商都能够从中获益。Paragraf是一家致力于开发石墨烯基磁传感器的公司。

Paragraf的石墨烯霍尔传感器(GHS)源自专有的直接堆积工艺,能够避免污染和结构完整性问题,GHS中传感元件由厚度仅0.34纳米的石墨烯单层构成。这些传感元件的二维特性是消除传统三维硅基霍尔传感器中存在的‘平面霍尔反响’(‘Planar Hall Effect’)。因而,GHS的功用不受杂散面内电磁场的影响。因为能够实现高磁场分辨率,即便电流密度变化相对较小的话,也能够很快查出。这意味着在颗粒级水平发生的磁场是能够丈量的,以实时确认任何电流密度动摇。

因为分流电阻器和磁通门器件的尺寸或功用,可能会遭到装置限制,GHS传感器的紧凑功能够明显进步空间精确度(传感元件仅占1.3平方毫米)。这使得这些传感器更简单放置在整个电池的多个不同点上,然后能够对电池进行更全面的评价。GHS办法还供给更大的内置冗余。如果传感器呈现毛病,那么体系内的其他部分还是能够持续工作的。只需求替换这个有毛病的传感器节点,而非一切节点,就像分流电阻器一样。

运用Pararaf GHS阵列启动器套件,能够将电池测验与剖析整合到现有的测验设备中。

加速测验程序

经过GHS传感器能够更快完结数据收集,所以测验能够在更短的时刻内完结,这意味着能够有更快周转周期和更大的出产值。GHS还能够更快地呼应如电流短路等严峻安全问题,并快速关闭电池电路。

GHS传感器能够掩盖电池剖析所需的一切丈量工作,而其他传感器仅处理特定方面。因而,不再需求为不同功用运用不同类型的传感器。这大大简化了测验设置,使一切都愈加标准化。首先,测验设备的资本出资削减。其次,技能人员在测验(改动设置)之间所需求的准备时刻能够缩短,因而每天能够进行更多的测验,进步出产率。这还意味着能够消除因在不同传感器之间交流而发生的过错。

因为GHS传感器能够不断更新的高度详细的信息,电池设计者将能够更好的调整设计概念。原始设备制作商能够将储存更多能量、运转更长时刻、充电更快、体积更小、分量更轻的电池推向商场,一切这些都将使由电池供电的产品更方便终端顾客运用。

一切的改善都将使这些电池与那些竞赛电池不同,制作商添加这些电池的商场浸透率。因为优化设计能够在更短的时刻内完结,制作商将能够更快地利用机遇。

远景

GHS是一种适用于电池供应链上一切要害参与者的解决方案。电池经销商能够在研讨阶段经过GHS映射,所以他们能够保证整个电池的电流散布均匀,并且没有热门或其他异常。一旦这些单元电池整合到一同,电池制作商能够做一次调查。整合数据后,制作商能够与合作的电池经销商供给有价值的信息。这种反应回路能够使制作商与供货商共同协作,依据商场需求创新和开发产品。

经过更快地完结测验进程,收回商也收获颇多。他们能够用更少的时刻来判定期望从头利用的电池。电池能够更快的分配到客户手中,然后更快地发生收入。此外,更好的了解这些电池的参数、公差等,很大一部分电池都将能够重复运用。收回商对他们销售产品的质量更有自信,并为他们翻开潜在的新商场。

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