石墨烯传感器改善电动汽车电池测试的7种方式

当谈到电动汽车时，消费者想要三个R – 续航里程，可靠性和（快速）充电。在每种情况下，电池系统在满足这些最终用户期望方面都起着至关重要的作用。

然而，问题在于，电动汽车的性能在开发阶段受到现有电池测试技术限制的阻碍。如今，电池的电流密度图只能通过间接温度测量方法产生。

然而，大多数外部安装的温度传感器在发生的温度变化和观察变化的传感器元件之间会出现一定程度的滞后，从而降低测试精度。

磁场传感器可以提供更直接的测量电流密度的方法。但目前的硅基磁感应方法无法提供当今电动汽车电池开发所需的综合空间分辨率、场分辨率和动态范围。

石墨烯传感器给出了答案

这些缺点促使人们对由石墨烯制成的超灵敏霍尔传感器感兴趣，石墨烯是一种具有出色电气和热特性的 2D 材料。石墨烯提供了许多独特的技术特性，与现有的电池测试技术相比，这些特性具有显着的优势。例如，其单原子厚的组成使得可以在一个平面上进行测量，从而实现更精确的测量和更简单的系统设计。石墨烯传感器还可以针对低场环境和正常环境温度进行优化，并且其小尺寸可实现良好的空间分辨率。

Paragraf 通过开发新型 GHS-A 范围霍尔传感器实现了这些优势，这些传感器已被证明具有出色的传感分辨率，通常优于 10 ppm，与现有的霍尔效应传感器技术相比，其磁场检测范围更广。传感器也完全不受滞后的影响，因此没有过度暴露于磁场的危险。

GHS-A 采用标准表面贴装 20 引脚陶瓷半导体封装，提供与测量的磁场强度成比例的信号电压输出。在整个输出电压范围内，线性度优于0.2%。由于传感器由一个极薄的2D石墨烯层组成，只有一个原子厚，它只检测垂直于传感器平面的一个轴上的磁场。它对离轴杂散磁场和其他离轴场分量具有出色的抑制性能。

在测试环境中，多个 GHS 传感器可以监控许多不同的单元参数，从而在几个关键领域提供见解：

1. 更灵活的电流测量

   通过将传感器放置在阴极和阳极电池连接旁边，可以观察到绝对电流。还可以监测电流的动，并通过在电池末端观察到的电流差异来计算电池内阻的变化。

2. 更深入地了解当前流向

   Paragraf 石墨烯霍尔传感器可以确定电流的方向，有助于绘制充电和放电循环期间电流路径的差异。

3. 实现电池再利用和回收

   从电动汽车应用中重新利用的电池也可以使用GHS传感器测试平台进行无损筛选和分类。

4. 更快地识别故障模式

   由于所涉及的化学过程，可能会发生细胞内阻的变化，并且在整个细胞内实现均匀的电阻至关重要。借助 GHS 传感器的电流密度映射功能，潜在的热点可能指示需要进一步调查的故障点。

5. 实时密度映射

   使用放置在电池外表面上的多个GHS传感器可以实时记录和分析电池内电流的局部变化，从而有助于查明电流热点和潜在的故障点。

6. 鼓励单元设计优化

   分析电流密度热点和已知的电池故障并观察电池的活动/非活动区域可以在初始电池原型设计期间提供重要的见解，并为优化电池设计铺平道路。

7. 加强质量控制

   在电池制造过程中，GHS传感器测试平台可以提供快速有效的电池质量保证方法。根据规格和泄漏电流检查电池的性能有助于保持生产标准和客户满意度。

最终，石墨烯传感器将通过开发高密度电池化学成分和格式来帮助电池制造商响应汽车行业的需求。在研究和开发过程中，了解电池的内部电流密度图至关重要。Paragraf GHS-A传感器提供传统技术无法实现的磁场分辨率和瞬时响应水平，为电池制造商制造高性能电池提供了完美的平台。

下载我们的白皮书 石墨烯霍尔传感器如何推进电池电芯监测。