一氧化碳傳感器在電動(dòng)汽車(chē)及儲(chǔ)能電站中的應(yīng)用

近年來(lái)，我國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)蓬勃發(fā)展，各電動(dòng)汽車(chē)品牌如雨后春筍般涌現(xiàn)，大有將傳統(tǒng)燃油汽車(chē)取而代之的氣勢(shì)，雖然電動(dòng)汽車(chē)的市占率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上燃油車(chē)。

相比較于傳統(tǒng)燃油車(chē)，新能源電動(dòng)車(chē)有以下幾大優(yōu)勢(shì)：

1、環(huán)境污染小。盡管電動(dòng)汽車(chē)用的電很大程度來(lái)源于火力發(fā)電，但是相比較燃油車(chē)而言確實(shí)是污染更小。

2、噪音小。大家都知道燃油車(chē)轟油門(mén)時(shí)候的噪聲有多大吧，而電動(dòng)汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中基本是寧?kù)o的聲音特別小。

3、高效率。特別是在城區(qū)道路，城區(qū)道路相對(duì)擁擠，紅路燈多，車(chē)速相對(duì)要低很多。在低速環(huán)境下，電動(dòng)汽車(chē)的能源利用率要比燃油車(chē)高得多，怠速情況下燃油車(chē)基本都在做無(wú)用功。平常開(kāi)車(chē)的朋友們會(huì)發(fā)現(xiàn)在市區(qū)開(kāi)車(chē)的油耗相比于郊外或者高速上要高得多。

4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修保養(yǎng)簡(jiǎn)便。電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)相對(duì)燃油車(chē)來(lái)講要簡(jiǎn)單很多，沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)、沒(méi)有變速箱。我國(guó)也掌握了先進(jìn)的電機(jī)技術(shù)，不像燃油車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的核心技術(shù)都受限于國(guó)外。

5、電費(fèi)便宜、耗能低。

基于上述優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)電動(dòng)汽車(chē)保有量越來(lái)越多。電動(dòng)汽車(chē)有其優(yōu)點(diǎn)也有其缺點(diǎn)，電動(dòng)汽車(chē)的的電池基本都是鋰電池，無(wú)論是三元鋰、還是磷酸鐵鋰，都是通過(guò)鋰離子得失電子來(lái)實(shí)現(xiàn)電能儲(chǔ)存的。而鋰離子作為已知最活躍的元素，只要接觸空氣，就會(huì)和氧氣發(fā)生反應(yīng)燃燒、爆炸。近年來(lái)電動(dòng)汽車(chē)電池起火的案例也層出不窮。2020年1－12月全年被媒體報(bào)道的燒車(chē)事故（自燃＋冒煙）就有124起。

雖然新能源汽車(chē)電池安全的相關(guān)法律法規(guī)已經(jīng)逐漸完善，動(dòng)力電池技術(shù)也在逐漸突破、成熟，但是目前為止還沒(méi)沒(méi)有辦法保證電池不會(huì)熱失控，從而導(dǎo)致起火甚至爆炸。

不僅僅是新能源電動(dòng)汽車(chē)存在這個(gè)困擾，儲(chǔ)能電站也存在這個(gè)困擾。隨著電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量的增加，對(duì)電力的需求也會(huì)日益增大，一般電動(dòng)汽車(chē)普通充電的功率有7KW、20KW、30KW，有些品牌的電動(dòng)汽車(chē)有快速充電的最高可達(dá)200KW，如果大量電動(dòng)汽車(chē)一起充電的話，可想而知電網(wǎng)的負(fù)載壓力有多大，這將是難以承受的。儲(chǔ)能電站就能很好地解決這個(gè)問(wèn)題，從而減緩電網(wǎng)的負(fù)荷。一般成室內(nèi)的儲(chǔ)能電站都是通過(guò)超級(jí)電池組進(jìn)行儲(chǔ)電的，本質(zhì)上也是鋰電池，既然是鋰電池，那么也會(huì)存在熱失控的危險(xiǎn)。并且由于儲(chǔ)能電站的鋰電池更大更多，所以一旦發(fā)生熱失控，其所造成的危害會(huì)更大，損失更嚴(yán)重。

2021年4月16日下午，北京市豐臺(tái)區(qū)發(fā)生一起儲(chǔ)能電站熱失控起火事故，該事故造成1名值班電工遇難、2名消防員犧牲、1名消防員受傷?；馂?zāi)造成直接財(cái)產(chǎn)損失1660．81萬(wàn)元?？梢?jiàn)儲(chǔ)能電站一旦發(fā)生事故是多么的可怕。

韓國(guó)，作為另一個(gè)鋰電池制造大國(guó)，自2017年至2021年，共發(fā)生32起儲(chǔ)能火災(zāi)，造成的財(cái)產(chǎn)損失達(dá)466億韓元（約合人民幣2．49億元）。在今年的一月份再次發(fā)生兩起類(lèi)似事故！

一例例事故，觸目驚心。暫時(shí)又沒(méi)有能夠保證鋰電池不發(fā)生熱失控的方法，那有沒(méi)有方法能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋰電池失控的方法呢？能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，或許可以及時(shí)控制住，最不濟(jì)也能及時(shí)疏散人群，是損失減至最低。

我們可以從動(dòng)力鋰電池?zé)崾Э貢r(shí)產(chǎn)生的大量氣體入手，鋰離子電池熱失控的時(shí)候，電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生一些列的化學(xué)反應(yīng)，其中會(huì)有大量的一氧化碳釋放出來(lái)。一氧化碳不僅是易燃易爆的氣體，更可以與人體內(nèi)的血紅蛋白結(jié)合，使其失去與氧氣結(jié)合的能力，從而導(dǎo)致我們?nèi)毖跎踔林舷?。所以我們可以通過(guò)檢測(cè)一氧化碳的濃度來(lái)判斷電池?zé)崾Э亍Ｔ谶@里給大家推薦一款紐扣式一氧化碳傳感器（CO傳感器）TGS5141：

TGS5141一氧化碳傳感器CO傳感器是費(fèi)加羅研發(fā)的可電池驅(qū)動(dòng)的電化學(xué)式傳感器，使用一個(gè)特殊的電極取代了儲(chǔ)水器，由于去除了TGS5042中使用的儲(chǔ)水器，TGS5141與TGS5042相比，其外形尺寸縮減到只有后者的10％大小。非常適用于高集成電子產(chǎn)品，對(duì)CO的靈敏度高、將CO濃度線性輸出，設(shè)計(jì)方便，自帶出廠預(yù)標(biāo)定靈敏度系數(shù)，方便用戶使用與性能追溯，壽命長(zhǎng)達(dá)10年以上。

畢竟是事關(guān)我們的生命安全，對(duì)于精度還是有要求的，測(cè)量不準(zhǔn)的話又怎么能給出正確的警報(bào)呢？TGS5141輸出電流與一氧化碳濃度之間在0～1，000ppm范圍內(nèi)顯示了± 5％以內(nèi)偏差的較高直線性。不同濃度CO對(duì)應(yīng)的輸出電流可以參考下圖。

同時(shí)我們也要關(guān)注傳感器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，畢竟要求車(chē)主們頻繁更換是不太現(xiàn)實(shí)的。這就要求傳感器壽命足夠長(zhǎng)，更要求傳感器輸出長(zhǎng)期穩(wěn)定，不然會(huì)使報(bào)警值改變，造成早報(bào)晚報(bào)甚至不報(bào)等情況了。TGS5141的壽命長(zhǎng)達(dá)十年以上，長(zhǎng)期穩(wěn)定性也是十分優(yōu)秀，可以參考下圖。（Y軸顯示的是在任何時(shí)間點(diǎn)300ppm一氧化碳中的輸出電流（I）和測(cè)試第一天300ppm一氧化碳中的輸出電流（Io）的比值。）

汽車(chē)或者儲(chǔ)能電站內(nèi)會(huì)有各種各樣的氣味，要是傳感器抗干擾性不好的話，也是很容易造成誤報(bào)的，所以這個(gè)傳感器要求對(duì)CO靈敏度高，對(duì)其他氣體的靈敏度越低越好。TGS5141就很好，對(duì)大部分氣體的靈敏度都是非常低的，對(duì)CO靈敏度又很高的，見(jiàn)下圖。

并且考慮到汽車(chē)內(nèi)的溫度范圍是比較寬廣的，基本所有傳感器受溫度的影響又是比較明顯的，所以廠家針對(duì)TGS5141做出了溫度補(bǔ)償系數(shù)表，OEM客戶可以直接利用補(bǔ)償系數(shù)對(duì)傳感器進(jìn)行溫度補(bǔ)償，從而使傳感器在不同溫度下也能有高精度的輸出。補(bǔ)償系數(shù)見(jiàn)下圖。

由此可見(jiàn)TGS5141是一款十分優(yōu)秀的CO傳感器，性能優(yōu)異、質(zhì)量可靠，可以為我們的生命財(cái)產(chǎn)安全添加一層保障。以下是TGS5141的一些基本參數(shù)：

1）一氧化碳檢測(cè)范圍： 0－5000ppm

2）輸出電流：1．2－3．2nA／ppm

3）響應(yīng)時(shí)間表：＜ 60S

4）工作溫度：－10℃ ～ ＋50℃ （常用） －20℃ ～＋60℃（偶爾）

5）工作濕度：10 － 95％RH （不結(jié)露）

以下是TGS5141傳感器的一些優(yōu)勢(shì)：

1）超小體積；

2）可電池驅(qū)動(dòng)；

3）很高的線性輸出特性；

4）很好的對(duì)一氧化碳的選擇性和重復(fù)性；

5）校準(zhǔn)簡(jiǎn)便易行；

6）使用壽命長(zhǎng)；
7）取得UL認(rèn)證。

原文標(biāo)題:一氧化碳傳感器在電動(dòng)汽車(chē)及儲(chǔ)能電站中的應(yīng)用