Continental poszerza swoją szeroką ofertę czujników, wprowadzając dwa nowe urzadzenia do pojazdów zelektryfikowanych: moduł czujnika prądu (CSM) i system wykrywania uderzenia akumulatora (BID). Oba rozwiązania skupiają się na ochronie oraz zachowaniu parametrów akumulatora.

Jeszcze w tym roku Continental rozpocznie produkcję całkowicie nowego modułu czujnika prądu wysokiego napięcia (CSM). Ta kompaktowa, modułowa konstrukcja czujnika mierzy prąd i jednocześnie wykrywa temperaturę. Obie wartości są bardzo istotne jako dane wejściowe do zarządzania baterią. Kolejny innowacyjny element ochrony akumulatora, który zostanie wprowadzony na rynek przez Continental nosi nazwę Battery Impact Detection (BID). To lekka alternatywa dla ciężkiego podpodłogowego „pancerza”, chroniącego przed uszkodzeniem.

– Elektryfikacja pojazdów wprowadza nowe zastosowania, a tym samym otwiera więcej możliwości dla naszych działań związanych z czujnikami. Samochód elektryczny ma wszystko, czego potrzebuje konwencjonalny samochód, a nawet więcej. Ochrona akumulatora i zachowanie jego wydajności to dwa dodatkowe udogodnienia w pojazdach zelektryfikowanych. Moduł czujnika prądu i rozwiązania do wykrywania uderzenia akumulatora służą obu celom – mówi Laurent Fabre, szef segmentu bezpieczeństwa pasywnego i czujników w firmie Continental.

Ograniczenie efektów starzenia akumulatora

Biorąc pod uwagę, że akumulator jest najdroższym elementem w samochodzie elektrycznym, CSM został opracowany nie tylko w celu ochrony akumulatora przed przeciążeniami, ale także pomoże zachować parametry akumulatora poprzez ograniczenie efektów starzenia. Zainstalowany w odłączniku akumulatora lub w samym akumulatorze, CSM dostarcza dwa zestawy kluczowych informacji do ochrony akumulatora. Jest przy tym niezawodnym urządzeniem do monitorowania zasięgu jazdy. Aby spełnić surowe wymagania bezpieczeństwa funkcjonalnego, CSM jest dostępny jako czujnik dwukanałowy, mierzący prąd niezależnie.

Ostrzeżenie o konieczności zatrzymania się

Battery Impact Detection (BID) w połączeniu z lekką konstrukcją wykrywa uderzenia pod podłogą i ostrzega kierowcę, jeśli w rezultacie konieczne jest zatrzymanie się. Zwalnia to kierowcę od konieczności pojęcia szybkiej decyzji, czy uderzenie przy dużej prędkości lub kontakt z podłożem przy małej prędkości mógł uszkodzić akumulator. W porównaniu do obecnych metalowych zabezpieczeń podłogowych rozwiązanie BID pozwala zaoszczędzić do 50 procent masy.

Ograniczenie nadmiernego wzrostu temperatury

Akumulatory litowo-jonowe przechowują duże ilości energii, zapewniając atrakcyjny zasięg jazdy. Jednak zwłaszcza szybkie ładowanie z dużą mocą lub sportowa jazda powodują znaczne nagrzewanie się. Aby zapobiec przeciążeniu akumulatora samochodowego, prąd musi być kontrolowany, aby ograniczyć gradient temperatury. Ponadto CSM pomaga obliczyć dokładny pozostały zakres, monitorując pobór prądu.

– Akumulator litowo-jonowy ma optymalny zakres temperatur, w którym jest bardzo bezpieczny i bardzo wolno się starzeje. Jednak szybkie ładowanie baterii musi być kompromisem między zapewnieniem bezpieczeństwa i zdrowia baterii, a ograniczeniem czasu ładowania. Najlepiej zrobić to na podstawie dokładnych danych – mówi Horst Gering, kierownik firmy w segmencie bezpieczeństwa pasywnego i sensoryki.

Wykryje też usterki mechaniczne

Oprócz optymalizacji wydajności ładowania przy jednoczesnej ochronie akumulatora, CSM pomoże również wykryć usterki mechaniczne, które w przypadku niewykrycia mogą prowadzić do pożaru. Produkcja CSM rozpocznie się w 2022 roku. Pierwszy produkt jest częścią modułowej platformy czujnikowej, która jest skalowalna pod kątem dodatkowych funkcji, takich jak pomiar napięcia i liczba kanałów pomiarowych.

Zazwyczaj akumulator litowo-jonowy samochodu elektrycznego jest umieszczony pod podłogą, gdzie jego ciężar przyczynia się do niskiego środka ciężkości. Jest też dobrze chroniony przez konstrukcję pojazdu. Jednak z dwoma potencjalnymi wyjątkami: przy dużych prędkościach obiekty, takie jak pasy mocujące, mogą uszkodzić podłogę. Przy niskich prędkościach kontakt z podłożem podczas manewru parkowania również może spowodować uszkodzenia. Dlatego pojazdy elektryczne są wyposażone w dużą i często ciężką pokrywę, która chroni komorę baterii od spodu. Jeśli jednak dojdzie do zderzenia, to od kierowcy będzie zależeć, czy samochód wymaga sprawdzenia w warsztacie.

Lekka ochrona akumulatora z czujnikami

– To nie jest komfortowa sytuacja, ponieważ pod samochodem jest słaba widoczność, a ocena prawdziwego uszkodzenia wymaga wprawnego oka. Aby temu zaradzić, a zarazem umożliwić wykonanie lekkiej ochrony podpodłogowej, firma Continental opracowała rozwiązanie do wykrywania uderzenia akumulatora oparte na czujnikach ciśnienia – mówi Johannes Clemm, dyrektor zarządzający Continental Safety Engineering International w Alzenau.

Ten system wykrywa i klasyfikuje uderzenia pod podłogą. Ostrzega kierowcę, jeśli integralność akumulatora mogła zostać naruszona. W ten sposób właściciel samochodu może podjąć środki ostrożności, zanim uszkodzony akumulator może się później zapalić. – Ponadto BID identyfikuje obszar uszkodzenia, więc system zarządzanie baterią może opróżnić ogniwa w tym obszarze, aby zapobiec ryzyku pożaru – dodaje Clemm.

W porównaniu z obecnymi rozwiązaniami ochrona podłogowa oparta na czujnikach może zaoszczędzić do 50 procent masy obecnego rozwiązania. Siłę uderzenia można sklasyfikować za pomocą progów sygnału, które służą do wyzwalania kaskadowych alarmów u kierowcy.