Thermal Runaway Detection
Thermisches Durchgehen frühzeitig erkennen, um Batteriebrände, Systemausfälle und Sicherheitsrisiken zu vermeiden.
Thermisches Durchgehen (Thermal Runaway) beginnt selten mit Hitze. Lange bevor die Temperaturen steigen, setzen Zellen Gase frei, die einen drohenden Ausfall ankündigen. Das Erkennen dieser Frühwarnsignale verschafft Batteriemanagementsystemen (BMS) wertvolle Zeit zum Reagieren und schützt letztlich nicht nur Passagiere und Fahrzeuge, sondern auch den Ruf des Herstellers.
Darum eignen sich unsere Automobil H₂-Sensoren für die Batteriezustandsüberwachung
- Sensortechnik für die Automobilindustrie
- Frühzeitige Erkennung von einem Batterieausfall
- Zuverlässiger Betrieb in anspruchsvollen Umgebungen
- Konzipiert für lange Fahrzeug-Lebensdauern
Darum sollte Sensirion Teil der Lösung sein
AEC-Q100-qualifizierte Sensortechnik
Die Sensorlösungen von Sensirion erfüllen strengste Qualitätsstandards und bieten somit höchste Ausfallsicherheit.
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Darum sollte Sensirion Teil der Lösung sein
Die Sensorlösungen von Sensirion erfüllen strengste Qualitätsstandards und bieten somit höchste Ausfallsicherheit.
Mehr erfahrenFrüherkennung für mehr Batteriesicherheit
Das Gefahrenpotenzial in jedem Akku
Moderne E-Auto-Batterien enthalten grosse Mengen an gespeicherter Energie. Zwar können fortschrittliche Batteriemanagementsysteme (BMS) die damit verbundenen Risiken deutlich verringern, dennoch bleibt die frühzeitige Fehlererkennung eine der zentralen Herausforderungen bei der Batteriesicherheit.
Warum ist das Erkennungszeitfenster so klein?
Thermal Runaway ist kein plötzliches Ereignis. Es entsteht durch eine Abfolge chemischer Reaktionen innerhalb der Batteriezelle. Die ersten Warnsignale sind jedoch oft unsichtbar und treten vor einem messbaren Temperaturanstieg auf.
Warum reicht eine konventionelle Überwachung nicht aus?
Die Messung von Spannung, Stromstärke und Temperatur spielt beim Batterieschutz eine entscheidende Rolle. Doch wenn Temperatursensoren eine abnormale Wärmeentwicklung erkennen, kann es bereits zu spät sein, den Ausfallprozess zu stoppen.
Wasserstoff: ein Frühwarnsignal für thermisches Durchgehen
Unter den Gasen, die in der frühesten Phase des Zellausfalls freigesetzt werden, ist es typischerweise Wasserstoff, der zuerst in messbarer Konzentration auftritt – noch vor dem Temperaturanstieg, den die konventionelle Überwachung erkennt. Das macht Wasserstoff zu einem praktischen Zielwert für die frühzeitige Gassensorik, bevor der Ausfall nicht mehr zu verhindern ist.
Wie Früherkennung die BMS-Intervention unterstützt
Die frühzeitige Erkennung von Batterieverschleiss ermöglicht es dem BMS, Schutzmassnahmen wie Kühlung, Leistungsbegrenzung, Systemwarnungen oder Modultrennung einzuleiten, bevor es zum Sicherheitsvorfall kommt.
Interessiert an weiteren Informationen?
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Artikel zur Sicherheit von ElektrofahrzeugenDrei Voraussetzungen für eine zuverlässige Batteriesicherheitsüberwachung
Hohe Zuverlässig, kaum Fehlalarme
Batteriesysteme arbeiten in hochdynamischen Umgebungen. Erkennungsmethoden. Sie müssen echte Fehlerereignisse präzise identifizieren und gleichzeitig Fehlalarme bei normalen Betriebsbedingungen möglichst vermeiden. Das steigert die Zuverlässigkeit und verhindert unnötige Eingriffe in das System.
Langzeit-Signalstabilität
Man geht davon aus, dass Automobil-Plattformen mehr als zehn Jahre zuverlässig laufen. Die sicherheitskritische Sensorik muss dieses Leistungsniveau trotz Alterung, Umwelteinflüssen und wechselnden Betriebsbedingungen während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs aufrechterhalten.
Verlässlichkeit unter realen Bedingungen
Batteriesensoren müssen Temperaturschwankungen, Schwingungen, Feuchtigkeit und Verunreinigungen standhalten. Verlässliche Sicherheitsmassnahmen basieren auf Messungen, die unter diesen anspruchsvollen Bedingungen genauso präzise und reproduzierbar sind wie im Labor.
Wasserstoffsensoren für die Thermal Runaway Detection
Mit dem STC42A und dem SGP42A bietet Sensirion zwei alternative H₂-Sensortechnologien für die Batterieüberwachung an. Der Akkuaufbau, die Anforderungen an die Reaktionszeit sowie die Einbaugegebenheiten entscheiden, welcher Sensor sich am besten eignet.
Reaktionszeit, Akkugrösse und Einbauanforderungen im Vergleich
Ergänzende Raucherkennung für Batteriesicherheitssysteme
Die partikelbasierte Raucherkennung kann neben der H₂-Sensorik als Teil eines umfassenderen Überwachungskonzepts integriert werden.
Sensirion unterstützt bei der Komponentenauswahl und berät zur Integration ins Design. Der Systemintegrator behält die Kontrolle über anwendungsspezifische Details wie Platzierung, Schwellenwerte, Diagnose und die Nutzung einzelner Signale; kein einziger Sensor kann die Einhaltung auf Akku- oder Fahrzeugebene allein gewährleisten. Die endgültige Validierung setzt ein umfassendes Systemdesign gemäss den geltenden Marktanforderungen voraus.
Häufig gestellte Fragen
Nein. Die Gassensorik ergänzt bestehende Überwachungsmethoden. Eine robuste Batteriesicherheitsarchitektur kombiniert typischerweise Spannungs-, Stromstärke-, Temperatur-, Druck- und Gasmessungen.
Die genaue Gaszusammensetzung hängt von der Batteriechemie und dem Ausfallmodus ab. Häufige Indikatoren sind Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Elektrolytdämpfe.
Der Zeitpunkt der Erkennung hängt vom Zelldesign, der Batteriearchitektur, der Sensorplatzierung und dem spezifischen Ausfallmechanismus ab.
Die Platzierung variiert je nach Anwendung und kann zum Beispiel im Akkugehäuse, in Modulbereichen oder an Lüftungswegen erfolgen. Die Sensorplatzierung wird im Zuge des Systemdesigns optimiert.
Qualifizierungsniveaus sind produktspezifisch und sollten entsprechend den einschlägigen Branchenstandards und -anforderungen bestätigt werden.
