电动汽车 （EV） 的核心是其电池组，模块单元连接系统是将各个电池连接到电池组高压输出的基础设施。如果两者都不能正常运行，电动汽车可能会遇到许多问题——从性能不佳到彻底故障。在电池组内部，电池连接系统将各个电池并联和串联配置，为电池组创造能量和功率，并向电池管理系统（BMS）提供关键传感器数据以控制电池组功能。
电动汽车电池组连接设计中包含的传感器
除了提供连接电池并允许电流流出和流向各个电池的母线外，电池连接系统还集成了用于测量电池单元和母线温度的温度传感器，这对于将电池温度控制在其最佳性能范围内以获得最佳性能和寿命至关重要。锂离子电池在10°C和45°C的温度之间表现最佳，电池热管理系统可以为电池提供热量和冷却，但必须具有高度准确的温度测量值，以便在驾驶和充电动态期间正确保持电池的适当温度管理。
电动汽车电池比传统的内燃机电池系统需要承受更大的压力。在典型的电动汽车中，电池组在其整个生命周期中可能会经历数千次充电和放电循环。电池组管理系统监控电池的电压、电流和温度在电池组和模块装配系统中应考虑的传感器：
- 温度
- 电压和电流
- 气体检测
- 水侵入/冷却液泄漏
1. 温度
温度传感器对于电动汽车电池包和电池连接系统这两部分的应用至关重要。简而言之，电动汽车的这两个部分都需要持续的热管理，以实现最佳性能和车辆乘员安全。
电动汽车电池的温度监测需求有两个方面：
(1)输出功率时 - 无论是为车辆供电还是作为电力来源，电池会发热。如果不加以控制，高温会损坏电池，导致它们退化并失去充电能力或容量（SOH 和 SOC）。在极端情况下，电池分解，开始热失控的连锁反应。此外，在极冷条件下，充电电池会导致锂枝晶生长，从而导致电池内部短路，这也可能导致热失控。
(2)未使用或者充电状态时，温度传感器允许BMS控制热管理系统，以将电池保持在最佳温度范围内，从而保持电池使用寿命。此外，如果电池单元出现任何问题，温度传感器可以向BMS提供关键的安全数据。一旦监测到电池组处于不安全状态，BMS可以立即通知车主。
与电池本身一样，电动汽车的电池连接系统也不能免受过热的影响。电动汽车电池组件（如母线）在使用时会变热。电池中电力流过并连接到每个电池单元的部分，来自电池连接系统的热量可以传递到每个单独的电池单元。对母线正确的热管理是设计坚固的电池系统的基本要素。
2.电压和电流
保持电动汽车的动力是一种综合平衡行为。
单元电池的电荷状态(SOC)是一个计算指标，用于描述电池可以容纳的电荷量。其中100%SOC (State Of Charge)是一个充满电的电池，而充电状态为20%的电池所剩无几的能量。如果锂离子电池的充电状态降至20%以下，集电器中的铜会进入电解液中的溶液，从而导致短路和火灾。如果电池过度充电超过 100% SOC，它也会发生热失控。为了计算SOC，需要高精度的电压、电流和温度测量。
在设计向安装在BMS上的电压和电流传感器提供信号的电路时，无论电池位于何处以及检测引线长度如何，确保检测电路中的电阻最小非常重要。在总线位置和BMS之间的数百个传感器连接中，每个都必须经过适当的设计和制造，以适应电池随着充电和放电的影响而膨胀和收缩时的热应力，夹层之间的应力和电池组间应力。为了适应这种情况，传感检测电路必须必须牢固地焊接到母线上的接触点，并且需要柔韧且不失功能。
成百上千个单独的电池为车辆提供动力，每个电池在长时间使用后可以具有不同的健康状况（SOH）。SOH 是另一个计算指标，近似于单元格中的剩余使用寿命。与 SOC 一样，计算非常依赖于随时间变化的可靠电压、电流和电压测量。
就电动汽车电池而言，当它们的 SOH 值远低于 80% 时，它们通常被认为不再有用。模块内的电池作为一个团队，其中模块性能由串中最弱的电池控制。为了管理这一点，BMS必须执行电池平衡，以确保单个电池既不会过度充电也不会低于某些SOC值，以保持所有电池的SOH尽可能高。由于即使是单个电池性能不佳也会降低模块的性能，从而更进一步降低电池包的性能，因此从嵌入式传感器能否获得最佳可用信息至关重要。
阻抗谱等新技术也正在成为获取锂离子电池健康最佳信息的技术。随着该技术的新控制电子设备的发展，包括更多靠近电池的传感器智能的电池连接系统将获得有机增长。
构成电动汽车电池的电池之间的平衡保持：
- 充电量和充电速率
- 车辆范围
- 电池健康与寿命
3. 气体
电池供电车辆中最具破坏性和最危险的事件之一是热失控。从过热开始的过程，随着电池单元的劣化，热失控会迅速扩散到更多电池组。除了异常高的电池组温度之外，热失控已经开始的一个明确迹象是存在排放的易燃气体，包括：
- 氢
- 挥发性碳氢化合物
- 一氧化碳和二氧化碳
- 碳酸二甲酯
- 氟化氢
- 乙腈
阻止热失控扩散到整个电池包，最佳时间是单个电池开始排放易燃气体的那一刻。您越早可以停止该过程，它造成的损害和危险就越小。新的电池连接系统设计可以将这些气体传感器技术直接整合到其表面，从而为故障电池提供最快的响应。
由于气体传感器嵌入在电池附近，热失控的早期检测内置于电动汽车最接近潜在故障点的部分。
4. 水侵入和冷却液泄漏检测
像任何车辆一样，即使是很小的泄漏对电动汽车来说也可能是一个大问题。在电动汽车中，冷却液和湿度的冷凝以及电池组外壳内的水侵入尤其成问题，主要有两个原因：
(1)水的存在或潮湿的冷凝会导致短路。对于电动汽车，短路的影响可能很小，例如保险丝熔断或车辆进入安全模式，当然也可能导致更大的问题，例如系统故障或热失控。即使是少量的水，也会导致关键电子设备的腐蚀问题，从而导致故障。
(2)Wate/乙二醇基冷却剂通常用于电动汽车电池组内的冷却管路中，以从电池中提取出热量。如果电池组内部的连接或冷却管路发生故障，冷却液会侵入电池空间后，此时电池内流动的导电液可能导致电池到处短路。冷凝水，除了给控制或高压电子设备短路创造机会外，冷凝或冷却液中的水在暴露于电池组中的电流导体时会水解，产生氢气和氧气，这也会产生问题。因此，保护电池连接系统中的电路走线免受潮湿和腐蚀也至关重要。
无论来源如何，电动汽车电池组内的液体都需要立即注意，以保持动力装置的功能。
使用传感器技术升级电动汽车电池组和电池连接系统外壳
电动汽车、电池组及其电池连接系统的决定性部件需要持续检测许多关键参数，以确保电池稳健的使用寿命。通过将传感器技术战略性地放置在整个电池连接系统中，将获得可靠、实时地保持电池电动汽车的健康状况和性能。
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