数字航模电池电压检测器

近日，德州仪器推出全新的汽车电芯监测器和电池包监测器。这些监测器提供更高精度的测量功能，可更大程度地增加电动汽车 (EV) 行驶时间并实现更安全的运行。 　　随着电动汽车越来越受到欢迎，先进的电池管理系统 (BMS) 有助于克服阻止电动汽车广泛普及的关键障碍。TI 重点关注克服复杂的系统设计挑战，并为此提供了品类丰富且先进的 BMS器件系列，助力汽车制造商打造更安全、更可靠的驾驶体验并提高电动汽车普及率。 　　BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1电池包监测器是 TI 丰富的BMS系列中的全新产品。BQ79731-Q1和BQ79718-Q1在测量电池电压、电流和温度方面提供了出色的准确度和精度，可有效确定车辆的真实续航里程、延长电池包的整体寿命并提高其安全性。 　　"汽车制造商的目标是尽可能延长电动汽车的续航里程，而准确的荷电状态估算对于实现这一目标至关重要。"TI BMS 总经理 Sam Wong 表示："我们的全新器件大幅提升了电压和电流的测量精度，可让汽车制造商对准确预估电动汽车的真实续航里程充满信心。" 　　TI 将在 CES 2023 展示其 BMS 技术，包括全新的 BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1电池包监测器。 　　凭借出色的测量精度，有效延长续航里程 　　随着消费者们转向购买电动汽车，电池电压的测量准确度和精度对消费者的驾驶体验至关重要。即使细微的温度变化也能对电动汽车的续航里程产生重大影响；特别是寒冷的天气，对电池电压范围影响的幅度可高达 40%。这些变化会为电池电压和预期的电动汽车续航里程造成相当大的不确定性。 　　借助 BQ79718-Q1电芯监测器，汽车制造商可以进行高性能的电池电压测量(精度可达 1mV)，从而更大限度地延长电动汽车的真实续航里程；借助 BQ79731-Q1电池包监测器，电池包电流测量的精度可达 0.05%。这些创新可在单节电池和电池包中准确测量电池荷电状态和运行状况，有效地反映真实的剩余里程并提升对电动汽车电池寿命的信心。 　　通过电池包电压和电流同步，提升对荷电状态的估算 　　此外，出色的电压和电流同步功能 (64µs) 可提供电池运行状况的实时快照，实现对电池包电源的瞬时监测。这一级别的同步可支持电化学阻抗跟踪分析，让您深入了解电池内核温度、电池老化和电池荷电状态。阅读技术文章"如何为高级 EV 电池管理系统设计智能电池接线盒"了解更多。 　　借助丰富的BMS系列产品，实现更高的安全性和性能 　　BQ79718-Q1 电芯监测器与之前市面上的任何电芯监测器相比，可提供符合汽车安全完整性等级 (ASIL) 要求的更出色的测量精度(主要路径、冗余路径和残余误差查找)，方便汽车制造商对车辆电池包进行充电和放电。 　　BQ79718-Q1 电芯监测器和 BQ79731-Q1 电池包监测器均属于 TI 的高精度电池监控器和均衡器产品系列。此外，该系列还包括 BQ79600-Q1 SPI/UART 通信桥接器件，可使用单独的通信协议实现快速稳定的菊花链通信。 　　新品进一步丰富了TI 的BMS 系列产品。TI 的BMS 系列产品还包括用于无线 BMS 的 CC2662R-Q1 无线微控制器 (MCU)、TPSI3050-Q1 隔离式开关驱动器和 TPSI2140-Q1 隔离式开关器件。TI 还提供 BMS 设计套件，其中包括参考板、仿真器和汽车开放系统架构复杂器件驱动器。 　　TI 始终致力于推动汽车电气化发展，帮助汽车制造商优化车辆性能、加快开发速度，并创建更安全、更可靠且性价比更高的电动汽车。

在新能源技术飞速发展的今天，氢能电池以其高效、清洁、可再生的特点，成为了未来能源领域的重要方向。质子交换膜（Proton Exchange Membrane, PEM）作为氢能燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC）的核心部件，其性能直接决定了燃料电池的整体效率、稳定性和安全性。因此，制定科学合理的质子交换膜检测方案，并配置相应的精密仪器，对于保证氢能电池的质量至关重要。一、质子交换膜检测方案概述质子交换膜检测方案主要包括以下几个方面：气体透过率测试、力学强度测试、厚度均匀性测试以及电化学稳定性测试。这些测试项目旨在全面评估质子交换膜的综合性能，确保其满足燃料电池的使用要求。1. 气体透过率测试气体透过率是评价质子交换膜阻隔性能的关键指标。高气体透过率意味着膜的气体阻隔性能差，会导致氢气和氧气在膜内直接接触，降低电池的开路电压和效率。因此，气体透过率测试是质子交换膜检测的首要任务。测试方法：通常采用压差法进行测试，即将质子交换膜置于测试装置中，通过控制两侧的气体压力差，测量气体通过膜的速率。泉科瑞达WVTR-F1压差法气体渗透仪是这一测试的理想选择，它符合GB/T 20042.3-2022《质子交换膜燃料电池第3部分:质子交换膜测试方法》标准，能够精确测量质子交换膜在各种温度条件下的气体透过率、扩散系数、溶解系数和渗透系数。2. 力学强度测试质子交换膜的力学强度直接关系到其耐机械损伤的能力和燃料电池堆的使用寿命。因此，对质子交换膜进行拉伸强度、断裂拉伸应变、弹性模量和180°剥离强度等力学性能测试至关重要。测试仪器：推荐使用泉科瑞达ETT-01智能电子拉力试验机，该设备集成了拉伸、剥离、撕裂等多种测试功能，采用高精密力值传感器和闭环控制系统，能够准确测量质子交换膜的力学强度参数，满足GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件》等相关标准。其自动化操作和数据分析功能，可大大提升测试效率和数据准确性，为科研人员提供可靠的力学强度评估依据。3. 厚度均匀性测试质子交换膜的厚度均匀性是影响其导电性能和耐久性的重要因素。不均匀的厚度分布可能导致电流分布不均，进而影响电池的整体性能。因此，采用高精度仪器对质子交换膜进行厚度均匀性测试显得尤为重要。测试仪器：推荐使用泉科瑞达CHY-02膜厚测量仪，该仪器采用接触式测量技术，能够实现对质子交换膜表面各点厚度的快速、准确测量，并生成详细的三维厚度分布图，直观展示膜的厚度均匀性状况。其高测量精度和重复性，确保了测试结果的可靠性和一致性。综上所述，通过科学合理的质子交换膜检测方案及精密仪器的配置，可以全面评估质子交换膜的综合性能，为氢能燃料电池的研发和生产提供有力支持。随着新能源技术的不断进步，我们期待在质子交换膜检测技术方面取得更多突破，推动氢能产业的快速发展。

长三角生态绿色一体化发展示范区挥发性有机物走航监测技术规范1　范围本文件规定了利用走航监测技术（VOCs走航监测方案）测定环境空气、无组织排放废气中挥发性有机物浓度，结合地理位置信息显示挥发性有机物浓度空间分布的方法原理、仪器性能要求、监测实施方法及质量控制方法。本文件适用于长三角生态绿色一体化发展示范区，长三角其它区域执行本文件由各省（市）人民政府批准实施。2　规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其BCT新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。HJ/T 55大气污染物无组织排放监测技术导则HJ 168环境监测 分析方法标准制修订技术导则HJ 194环境空气质量手工监测技术规范HJ/T 212污染源在线自动监控(监测)系统传输技术指南HJ 654环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统技术要求及检测方法HJ 759环境空气 挥发性有机物的测定罐采样/气相色谱-质谱法HJ 818环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范HJ 1010环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及检测方法3　术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1　挥发性有机物 volatile organic compounds参与大气光化学反应的有机化合物，或者根据有关规定确定的有机化合物。一般指在20℃时蒸汽压不小于10 Pa，或101.325 kPa标准大气压下沸点不高于260℃的有机化合物，或实际生产条件下具有以上相应挥发性的有机化合物（甲烷除外）的统称，简称VOCs。3.2　总挥发性有机物 total volatile organic compound 在满足本规范要求的走航监测设备上，对单项VOCs物质进行测量，加和得到VOCs物质的总量，以单项VOCs物质的质量浓度之和计，简称TVOC。3.3　走航监测 cruise monitoring 利用车载式大气采样系统和快速监测设备在移动中进行连续实时监测，结合高浓度点位定点监测，对污染物进行定性定量分析，结合地理位置显示污染物空间分布的技术。4　方法原理利用车载挥发性有机物快速监测设备，在行进时对环境空气、厂界、无组织排放废气进行连续实时监测，并根据地理位置信息，显示沿行进路线的挥发性有机物浓度空间分布，对高浓度点位进行复测或定点监测，完成定性、定量分析。5　试剂和材料5.1　高纯氮气：≥99.999%。5.2　116种组分挥发性有机物标准气体：1 μmol/mol，N2平衡。5.3　内标气：根据监测设备实际需求。6　仪器和设备6.1　质谱仪包括进样系统、离子源、质量分析器及数据解析软件等部分，具备全谱扫描分析、谱库检索、实时显示空气污染组分等功能。具有一定的抗电磁干扰，抗震动，防雷击等能力。6.2　车载式大气采样系统采样系统可采用符合HJ 654中要求的采样总管，也可直接采用满足要求的独立管路。采样管路应尽量短以减少对目标化合物的吸附，应选用不与被监测污染物发生化学反应和不释放有干扰物质的材料。一般以聚四氟乙烯、硅烷化处理的不锈钢管等为制作材料。采用多支路采样总管时，挥发性有机物的采样支管应位于采样总管的BCT前部。采样口应高于车顶0.2米以上，且不受车辆尾气排放干扰。采样管路应做保温处理，避免采样管路内壁结露。6.3　气体稀释系统BCT大稀释倍数不小于1000倍。气体稀释系统应满足表1要求。 表1 气体稀释系统性能指标要求HJ/T 55大气污染物无组织排放监测技术导则HJ 168环境监测 分析方法标准制修订技术导则HJ 194环境空气质量手工监测技术规范HJ/T 212污染源在线自动监控(监测)系统传输技术指南HJ 654环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统技术要求及检测方法HJ 759环境空气 挥发性有机物的测定罐采样/气相色谱-质谱法HJ 818环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范HJ 1010环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及检测方法6.4　工控机应满足HJ/T 212要求，保障系统运行并将数据传输BCT上位平台。1）通信接口：具备一路RS-485或RS -232或以太网通信接口，用于与上位机通信。2)存储容量：能完整存储不少于12个月（按每1分钟记录一组数据来计算）的所有参数监测数据和报警等信息，并且储存容量不小于300Gbytes；4)抗干扰能力：具有防雷击、防电磁干扰、抗震动等能力；5)电压稳定性：允许外部供电电压波动±10%；6.5　供电设备应配备电池组，电量应BCT少满足走航监测设备连续运行4h以上。可外接电源直接为设备供电。6.6　车载卫星定位系统及电子地图配备车载卫星定位系统，在走航监测时记录经纬度坐标，并在地图上实时显示行进路径。车载定位系统定位精度在3m以内。6.7　其他设备根据需要配备风向风速仪、罐、便捷式气相色谱质谱仪等设备。7　监测方法7.1　仪器准备7.1.1 建立校准曲线。校准曲线应BCT少包含除零点外的五个浓度点，校准曲线范围可根据实际工作情况调整。在仪器工作条件下，使用高纯氮气将混合标准气体稀释BCT标准曲线浓度点，依次从低浓度到高浓度进行分析测定，或者采用不同进样体积的方式进行分析测定，以目标化合物物浓度为横坐标，目标物特征离子峰响应为纵坐标，用BCT小二乘法绘制校准曲线。计算目标化合物的标准曲线相关系数。7.1.2 重复性和方法检出限测定。连续通入10 nmol/mol标准气体2 min，取BCT后连续7组检测数据，参照HJ 168规定计算相对标准偏差及方法检出限。相对标准偏差及方法检出限结果应作为附表，列在走航监测结果报告中。要求附录A中所规定的挥发性有机物相对标准偏差≤20.0%，方法检出限≤10 nmol/mol。7.1.3 准确度检查。连续通入40 nmol/mol标准气体2 min，取BCT后连续7组检测数据，参照HJ 168规定，计算与理论浓度的相对误差。要求附录A中所规定的挥发性有机物相对误差小于30%。设备无法区分的一组分子量相同或相近的有机物，理论浓度为所用标准气体组分中所有分子量相同或相近成分的浓度数学加和。7.1.4 如使用气相色谱-质谱法分析测定，重复性和方法检出限、准确度的测试方法按HJ 1010实施，使用5.2节规定的116种种组分挥发性有机物标准气体。7.1.5 空白样品测定。以高纯氮气或除烃空气作为空白样品，按与样品分析相同步骤进行分析。要求空白样品中各目标物均应低于方法检出限。7.1.6 正式开展走航监测前，进行试运行。启动监测设备和车辆，在周边开展小范围走航，确认车辆、采样系统、监测设备运行正常，工控机可上传监测数据，电子地图显示定位准确、无明显延迟。7.2　监测方案制定7.2.1 走航监测适宜在风力4级以下、无降雨天气开展。7.2.2 依据环境管理要求，选择监测区域或企业。优先选取涉及挥发性有机物使用、排放的区域或企业，特别是涉及受大气污染物综合排放标准、行业大气污染物排放标准、恶臭（异味）污染物排放标准等管控的挥发性有机物排放的区域或企业。掌握监测区域的企业分布及所属行业、道路分布状况、周边敏感区分布状况、盛行风向及恶臭异味投诉情况等。7.2.3 在对目标区域开展挥发性有机物走航监测前，应事先调查区域内污染源信息，包括但不限于单位名称，原材料、中间体、产品、副产品、生产工艺涉及的挥发性有机化合物，废气处理设施类型及运行状况等。有行业大气污染物排放标准的，重点关注行业特征污染物。7.2.4 根据工作目标区域情况，规划走航监测路线。一般沿园区内部、企业边界或城市道路进行监测，参考HJ/T 55要求，尽量接近监测目标，在目标企业或排口周边及其下风向处进行监测。需要进一步监测无组织排放废气浓度情况、进行污染溯源的，可在厂区内部进行监测，尽量靠近生产厂房或无组织排放源。7.3　样品采集分析7.3.1 按照预定路线对目标区域或企业开展监测，约每5 s得到一条监测数据时，走航速度一般不超过40 km/h。7.3.2 监测过程中发现相对高值（一般指TVOC浓度600 ug/m3以上）时，在该点位附近进行巡查或停车定点监测BCT少1 min，记录TVOC浓度BCT高值。条件允许时，进入厂区，尽量靠近生产厂房开展监测，记录TVOC浓度BCT高值。7.3.3 以TVOC浓度BCT高值作为该点位监测结果，同时记录监测到TVOC浓度BCT高值的时间、位置，主要污染物及其浓度，周边企业、车间、生产装置名称。根据监测现场周边情况、风向、主要污染物组成及7.2.3节调研结果，初步判断污染来源。7.3.4 根据需要可利用快速色谱质谱联用设备进行现场分析或罐采样带回实验室分析，具体方法参见HJ/T 194及HJ 759。8　结果计算与表示8.1　定性分析离子源采用单光子电离（SPI）、质子转移反应（PTR）等技术，且气体样品不经色谱柱分离的监测设备，根据分子离子、准分子离子的质荷比（m/z）定性。离子源采用电子轰击源（EI）的监测设备，气相色谱-质谱联用模式时根据总离子流图上各峰的保留时间、离子碎片质量和相对丰度，在NIST标准谱库中检索结构BCT为相似的有机物作为定性结果。走航模式时，根据NIST标准谱库的特征离子和丰度比，进行组分种类的定性。因分子量相同或相近，或保留时间、结构相近而无法区分的物质，应结合7.2.3中调查得到的监测点位周边企业挥发性有机物使用情况，对定性结果进行判断。8.2　定量分析通过外标校准曲线法进行定量分析。根据物质响应值和相应的校准曲线，计算得到环境空气中单个挥发性有机物的浓度，以μg/m3表示。对于在仪器上有响应、可定性分析，但标准气体中没有的挥发性有机物，优先选择分子量接近、结构接近的物质作为参考物，进行半定量分析。或根据需求统一选取某一物质作为半定量参考物。半定量物质及参考物质应在结果报告中标注。所有可监测污染物浓度数学加和，计算总挥发性有机物（TVOC）浓度。无法区分同分子量物质的，计算TVOC浓度时，某一分子量物质浓度不得重复加和计算。8.3　结果表示8.3.1 所有单个污染物浓度及TVOC浓度默认单位为μg/m3。当测定结果小于100 μg/m3时，保留小数点后一位；当测定结果大于100 μg/m3时，保留三位有效数字。报告中应列出用于计算TVOC浓度的所有挥发性有机物。8.3.2 默认浓度单位为nmol/mol的监测设备，需对单位进行换算，计算方法如式（8—1）。先对单个污染物浓度进行换算，再进行加和得到TVOC浓度。 … … … … … … … … … … … … … … （8—1）式中，——质量浓度，μg/m3； ——体积浓度，nmol/mol； ——摩尔质量，g/mol； 22.4——标准状况下的气体摩尔体积，L/mol。 8.3.3 走航监测完成后绘制走航路径上的TVOC浓度或单项、多项VOCs污染物浓度分布图，污染物浓度高低由颜色区分。标注走航监测区域名称、主要道路名称、方向、时间、图例。根据工作需求，在主要污染点位旁进行注释，如位置、TVOC浓度、风向及风力等级、主要污染物名称、上风向企业、车间或生产装置名称等信息。8.3.4 TVOC走航监测图的浓度-颜色分级可如下表所示统一为7级，或按仪器说明书显示：表2 TVOC浓度-颜色分级HJ/T 55大气污染物无组织排放监测技术导则HJ 168环境监测 分析方法标准制修订技术导则HJ 194环境空气质量手工监测技术规范HJ/T 212污染源在线自动监控(监测)系统传输技术指南HJ 654环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统技术要求及检测方法HJ 759环境空气 挥发性有机物的测定罐采样/气相色谱-质谱法HJ 818环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范HJ 1010环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及检测方法9　质量保证与质量控制9.1每次走航监测前按照7.1.3节要求开展准确度检查，样品测定值与校准曲线相应点浓度的相对误差不超过30%，否则应查找原因、修正校准曲线或重新建立校准曲线。9.2每次走航监测前或按仪器说明书要求定期对质谱进行调谐。如对离子源及质量分析器进行维护、更换，完成后必须调谐。9.3对于监测仪器的采样流量，BCT少每月进行一次检查，当流量误差超±10%时，应及时进行校准。9.4建立质量控制文件，包括每台仪器的标准操作规范、日常运行维护与质量控制规范、巡检表格、维修表格与校准表格等。9.5作为工作标准的标气应为国家有证标准物质或标准样品，或等效于国家一级标准的标准气体，并在有效期内使用。9.6气体稀释系统管路应尽可能短，并使用惰性化的管路，使其不与监测污染物反应、不释放干扰物、不吸附监测污染物。9.7气体稀释系统中的流量计或压力计应选用经与国家或地方计量检定、溯源的基准流量计或压力计，按计量检定规程的要求进行周期性检定。流量计应BCT少每季度使用标准流量计进行1次单点检查，流量误差应≤1%，否则应及时进行校准。附录A（规范性）挥发性有机物走航监测基本目标物HJ/T 55大气污染物无组织排放监测技术导则HJ 168环境监测 分析方法标准制修订技术导则HJ 194环境空气质量手工监测技术规范HJ/T 212污染源在线自动监控(监测)系统传输技术指南HJ 654环境空气气态污染物(SO2、NO2、O3、CO)连续自动监测系统技术要求及检测方法HJ 759环境空气 挥发性有机物的测定罐采样/气相色谱-质谱法HJ 818环境空气气态污染物（SO2、NO2、O3、CO）连续自动监测系统运行和质控技术规范HJ 1010环境空气挥发性有机物气相色谱连续监测系统技术要求及检测方法