คอนติเนนทอลเปิดตัวเซ็นเซอร์รุ่นใหม่

เพื่อปกป้องแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า

คอนติเนนทอลขยายกลุ่มผลิตภัณฑ์เซ็นเซอร์เปิดตัวเซ็นเซอร์ใหม่ 2 ตัว สำหรับรถยนต์พลังงานไฟฟ้า ได้แก่ Current Sensor Module (CSM) และระบบ Battery Impact Detection (BID) โซลูชันใหม่ทั้งสองมุ่งเน้นไปที่การปกป้องแบตเตอรี่ และการรักษาพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่ ภายในปี 2565 คอนติเนนทอลจะเริ่มผลิตโมดูลเซ็นเซอร์กระแสไฟแรงสูง (CSM) ใหม่ทั้งหมด การออกแบบเซ็นเซอร์โมดูลาร์ขนาดกะทัดรัดนี้วัดกระแสและตรวจจับอุณหภูมิพร้อมกัน ค่าทั้งสองมีความเกี่ยวข้องสูงโดยเป็นอินพุตสำหรับการจัดการแบตเตอรี่ ส่วนประกอบที่เป็นนวัตกรรมใหม่ของการป้องกันแบตเตอรี่จะถูกนำออกสู่ตลาดโดยคอนติเนนทอลคือ โซลูชันที่เรียกว่า Battery Impact Detection (BID) เป็นทางเลือกที่มีน้ำหนักเบาแทน "เกราะ" ใต้พื้นแบบหนาต่อความเสียหาย

Laurent Fabre หัวหน้าฝ่าย Passive Safety and Sensorics Segment ของคอนติเนนทอลกล่าวว่า "การใช้พลังงานไฟฟ้าในรถยนต์ทำให้เกิดการใช้งานใหม่ ๆ และเปิดโอกาสให้กับกิจกรรมเซ็นเซอร์ของเรามากขึ้นเนื่องจากรถยนต์ไฟฟ้ามีเซ็นเซอร์ทั้งหมดที่จำเป็นต้องมีในรถยนต์ทั่วไป และอื่น ๆ อีกมากมาย “ตัวอย่างเช่น การปกป้องแบตเตอรี่และรักษาประสิทธิภาพไว้ เป็นงานเพิ่มเติมสองอย่างในรถยนต์ที่ใช้ไฟฟ้า โมดูลเซ็นเซอร์ปัจจุบันและโซลูชันการตรวจจับแรงกระแทกของแบตเตอรี่รองรับทั้งสองวัตถุประสงค์”

เมื่อพิจารณาว่าแบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบเดียวที่แพงที่สุดในรถยนต์ไฟฟ้า อธิบายได้ว่า CSM ไม่ได้พัฒนาขึ้นเพียงเพื่อป้องกันแบตเตอรี่จากกระแสไฟเกิน แต่ยังช่วยรักษาพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่ด้วยการจำกัดผลกระทบด้านอายุ รวมอยู่ในชุดถอดแบตเตอรี่หรือในตัวแบตเตอรี่ CSM จะให้ข้อมูลที่สำคัญสองบิตสำหรับการป้องกันแบตเตอรี่ตลอดจนการตรวจสอบระยะการขับขี่ที่เชื่อถือได้ เพื่อรองรับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยในการใช้งานที่เข้มงวด CSM มีจำหน่ายในรูปแบบเซ็นเซอร์สองช่องสัญญาณ โดยจะตรวจวัดกระแสอย่างอิสระโดยการผสานรวมเทคโนโลยี Shunt และเทคโนโลยี Hall รวบเป็นขนาดกะทัดรัดในหน่วยเดียว

BID ร่วมกับโครงสร้างน้ำหนักเบาจะตรวจจับการกระแทกใต้พื้นและแจ้งเตือนคนขับหากจำเป็นต้องนำรถเข้าอู่ สิ่งนี้ช่วยบรรเทาผู้ขับจากการตัดสินใจที่ท้าทายว่าการกระแทกที่ความเร็วสูงหรือการสัมผัสพื้นความเร็วต่ำอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหาย เมื่อเทียบกับการป้องกันใต้พื้นโลหะในปัจจุบัน โซลูชัน BID สามารถลดน้ำหนักได้มากถึง 50%

การตรวจสอบค่าใช้จ่ายที่เชื่อถือได้ด้วย โมดูลเซ็นเซอร์ปัจจุบันที่ช่วยให้แบตเตอรี่ปลอดภัยและ "แข็งแรง"

แบตเตอรีลิเธียมไอออนเก็บพลังงานได้มากเพื่อให้มีระยะการขับขี่ที่น่าดึงดูด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการชาร์จ กระแสไฟสูงจะไหลเข้าสู่แบตเตอรี่ เนื่องจากผลกระทบทางกายภาพที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ การชาร์จ (และการคายประจุ) แบตเตอรี่จะทำให้ร้อนขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งการชาร์จอย่างรวดเร็วกำลังสูงหรือการขับขี่แบบสปอร์ต เพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่รถยนต์เกิดแรงดันเกิน จึงต้องควบคุมกระแสไฟเพื่อจำกัดการไล่ระดับอุณหภูมิ “แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด ซึ่งจะมีความปลอดภัยและมีอายุที่ช้ามาก” Horst Gering ผู้จัดการของ Passive Safety and Sensorics กล่าว “อย่างไรก็ตาม การชาร์จแบตเตอรี่อย่างรวดเร็วเป็นการรักษาแบตเตอรี่ให้ปลอดภัยและคงประสิทธิภาพที่ดี และการจำกัดระยะเวลาในการชาร์จ วิธีนี้ทำได้ดีที่สุดบนพื้นฐานข้อมูลที่แน่นอน” นอกจากนี้ CSM ยังช่วยคำนวณช่วงที่เหลือที่แม่นยำโดยการตรวจสอบปริมาณการใช้ในปัจจุบัน

กระแสไฟฟ้าที่วัดได้ของ CSM สามารถปรับเทียบได้ถึง 2,000 แอมป์ โดยมีความถูกต้องแม่นยำกว่า ±1% บนช่องแบ่งและความแม่นยำ ±3% บนช่องสัญญาณในห้องโถง รวมทั้งอุณหภูมิในช่วงระหว่าง -40° องศาเซลเซียส ถึง 125 องศาเซลเซียส เทคโนโลยีการวัดทั้งสองในปัจจุบันให้การแยกทางไฟฟ้าอย่างเต็มรูปแบบ ข้อมูลนี้จะถูกส่งผ่านอินเทอร์เฟซ CAN ไปยังระบบจัดการแบตเตอรี่ นอกเหนือจากการปรับประสิทธิภาพการชาร์จให้เหมาะสมพร้อมปกป้องแบตเตอรี่แล้ว CSM ยังช่วยตรวจจับการทำงานผิดปกติทางกล ซึ่งอาจนำไปสู่ไฟไหม้หากตรวจไม่พบ CSM รองรับ ASIL D อย่างเต็มที่ในระดับระบบ การผลิต CSM จะเริ่มภายในปี 2565 สำหรับรถยนต์ไฟฟ้าล้ำสมัยของผู้ผลิตรถยนต์ระดับโลก ผลิตภัณฑ์แรกเป็นส่วนหนึ่งของแพลตฟอร์มการตรวจจับแบบแยกส่วนซึ่งสามารถปรับแต่งให้เข้ากับคุณสมบัติเพิ่มเติมได้ เช่น การวัดแรงดันไฟฟ้าและจำนวนช่องการวัด

การตรวจจับแรงกระแทกของแบตเตอรี่ – การป้องกันใต้พื้นอัจฉริยะ

ปกติแล้วแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของรถยนต์ไฟฟ้าจะรวมอยู่ในตำแหน่งใต้พื้นซึ่งน้ำหนักของแบตเตอรี่มีส่วนทำให้จุดศูนย์ถ่วงต่ำและได้รับการปกป้องอย่างดีจากโครงสร้างรถยนต์ โดยมีข้อยกเว้นสองประการ คือ วัตถุที่มีความเร็วสูง เช่น สายคาดสามารถหมุนขึ้นและทำให้พื้นเสียหายได้ และความเร็วต่ำการสัมผัสพื้นในระหว่างการซ้อมรบการจอดรถอาจทำให้เกิดความเสียหายได้เช่นกัน ดังนั้น รถยนต์ไฟฟ้าจึงมีฝาปิดขนาดใหญ่และมักจะหนัก เพื่อป้องกันช่องแบตเตอรี่จากด้านล่าง อย่างไรก็ตาม คนขับจะตัดสินว่าต้องตรวจสอบรถที่อู่หรือไม่เมื่อเกิดการกระแทก Johannes Clemm กรรมการผู้จัดการ Continental Safety Engineering International ในเมืองอัลเซเนากล่าวว่า "นี่ไม่ใช่สถานการณ์ที่น่าพอใจเพราะใต้ท้องรถมองเห็นได้ค่อยข้างยาก บวกกับต้องใช้สายตาที่ผ่านการฝึกอบรมมาเพื่อประเมินความเสียหายที่แท้จริง" เพื่อช่วยในสถานการณ์นี้และทำให้การป้องกันใต้พื้นแบบเบาเป็นไปได้คอนติเนนทอลได้พัฒนาโซลูชันการตรวจจับแรงกระแทกของแบตเตอรี่ที่ใช้เซ็นเซอร์แรงดัน

ระบบนี้จะตรวจจับและจัดประเภทเหตุการณ์การกระแทกใต้พื้นเพื่อเตือนให้คนขับทราบว่าแบตเตอรี่ได้รับความเสียหายหรือไม่ วิธีนี้เจ้าของรถสามารถใช้ความระมัดระวังก่อนที่แบตเตอรี่ที่ถูกเจาะทะลุและจุดไฟได้ในภายหลัง “นอกจากนี้ BID ยังระบุพื้นที่ของความเสียหาย ดังนั้นการจัดการแบตเตอรี่จึงสามารถล้างเซลล์ในพื้นที่นั้น เพื่อป้องกันความเสี่ยงจากไฟไหม้” Clemm กล่าวเสริม

BID ครอบคลุมความเสี่ยงจากการกระแทกโดยทั่วไป 2 ประการ คือ หนึ่งการสัมผัสพื้นดินความเร็วต่ำ เช่น ระหว่างการซ้อมรบจอดรถเมื่อรถค่อย ๆ พลิกตัวบนขอบถนนและกระแทกกับพื้น ในระหว่างเหตุการณ์ประเภทนี้ สามารถใช้สัญญาณ BID เพื่อกระตุ้นระบบกันสะเทือนแบบแอคทีฟที่ออกฤทธิ์เร็ว เพื่อเพิ่มระยะห่างใต้พื้นชั่วคราวเพื่อลดความเสียหาย อีกกรณีการใช้งานหนึ่งคือการบุกรุกด้วยความเร็วสูง ซึ่งอาจเกิดจากวัตถุหนักที่หมุนวนไปมา เช่น หินบนถนน ด้วยความเร็วและแรงกระแทก วัตถุประเภทนี้สามารถสร้างความเสียหายให้กับใต้พื้นและอาจทะลุโครงสร้างแบตเตอรี่ได้

เมื่อเทียบกับโซลูชันปัจจุบัน การป้องกันใต้พื้นโดยใช้เซ็นเซอร์สามารถประหยัดน้ำหนักได้มากถึง 50 เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักของโซลูชันการป้องกันแบตเตอรี่ในปัจจุบันต่อรถยนต์หนึ่งคัน ดาวเทียมเซ็นเซอร์ความดันที่ใช้ใน BID ได้มาจากระบบป้องกันคนเดินถนน (PPS pSAT) ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ซึ่งได้รับการผลิตแบบต่อเนื่องและนำไปใช้ในยานพาหนะหลายล้านคันมานานกว่าสิบปี ตรวจพบการกระแทกใด ๆ ผ่านสัญญาณแรงดันที่เกิดขึ้นในท่อซิลิโคนที่เติมอากาศซึ่งรวมอยู่ในสายที่ด้านล่างของช่องใส่แบตเตอรี่ ความต่างของเวลาระหว่างการมาถึงของสัญญาณที่ดาวเทียมแรงดันทั้งสองที่ปลายทั้งสองของท่อทำให้สามารถคำนวณพื้นที่ที่กระทบได้ ความรุนแรงของผลกระทบสามารถจำแนกได้โดยใช้เกณฑ์สัญญาณที่ส่งสัญญาณเตือนไปยังผู้ขับขี่