电子控制模块在除爆破领域的其他领域应用
思瀚产业研究院    2023-10-07

为了使电子控制模块满足安全性、可靠性、规模组网、抗强干扰等要求，以发行人为代表的业内企业的技术大多朝着低功耗芯片设计技术、大规模组网技术、精准延时技术、高效通讯技术和抗干扰技术等方向发展。

上述产品特征和技术方向与地质勘探、石油开采、应急管理与处置、新能源汽车安全系统等领域具备一定的共通性，可以延展应用于上述领域，具体如下：

（1）电子控制模块在地质勘探领域的应用

地震勘探是地质勘探的重要方法，是指采用人工方法激发弹性波，利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析人工地震产生的地震波在地下的传播规律，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。地震勘探是地球物理勘探和解决油气勘探问题最重要、最有效的方法。地震勘探作为钻探前勘测石油与天然气资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。

（2）电子控制模块在石油开采领域的应用

石油射孔是油井钻好后试油前的一道工序，电缆输送式套管射孔是常用的一种射孔方法。它是在套管内用电缆将射孔枪下至油井预定深度，靠射孔弹射开目的层位的套管及水泥环，构成地层至井筒的连通孔道，以便于采油、采气等作业。石油射孔的特点是油井较深，地下深度一般为 5~6km，温度高达 150°C~180°C，作业环境复杂，对设备及部件的要求较高。

目前石油射孔采用的是高温磁电雷管单发作业，每射孔一次后均需将射孔枪提升到井口进行下次射孔弹装配，射孔效率和可靠性较低，从而导致施工周期长、井控安全风险大。

为了提升射孔效率，一些石油企业研发了由电子雷管模块分级射孔系统和电子雷管起爆系统组成的电缆传输分级选发安全射孔系统。该系统用电子控制模块替代了传统的射孔起爆装置，可以通过起爆系统控制同一网络中的特定雷管起爆，实现低压起爆、提升安全性，起爆距离较长、满足油井深度要求，抗干扰性强、能够在极端环境中保证信号传输质量。

电子控制模块在上述领域的应用可以有效减少单井下井次数，提升电缆射孔的作业效率，保证了射孔作业的安全性与分级起爆的可靠性。

（3）电子控制模块在应急管理与处置领域的应用

在应急管理与处置方面，电子控制模块正在拓展应用于雪崩、地震等地质灾害处理与消防灭火，具体如下：

中国是一个幅员辽阔、地形地貌多样、地质灾害频发的国家，由于地震和雪崩引起的事故屡见不鲜。以西藏派墨公路多雄拉垭口为例，每年 11 月至次年 6月大雪封山，时有雪崩灾害严重制约着道路通行安全。

如何探测雪崩危害发生，甚至人工主动诱发雪崩提前消除潜在灾害等相关技术在国外已进行几十年的研究，国内也着手开展相关研究工作。在国家应急部支持下，西藏自治区科技厅将“极端环境下雪崩爆破与应急监测预警技术研究”科研课题列为 2023 年重点研发及转化项目之一，发行人正在配合课题承担单位围绕高寒高海拔极端环境下雪崩控制爆破技术需求，开展雪崩爆破诱发机理应急监测预警技术研究。

高层楼宇灭火一直是消防领域的难题，举高消防车在城市复杂环境下“进不去”、“展不开”、“够不着”，灾情得不到及时有效控制。为此，研发出可以地面发射或无人机装载的灭火弹不失是一种有效解决手段。灭火弹可内置电子控制模块，利用电子控制模块安全、可靠、起爆时间可控、耐冲击等特点实现负载环境作业条件下远距离、精准引爆，从而提升救援效率和灭火效果。

（4）电子控制模块在新能源汽车安全系统领域的应用

2022 年，我国新能源汽车销量达 688.7 万辆，连续 8 年居全球第一，新能源汽车新车销量达到汽车新车总销量的 25.6%。随着新能源汽车销量快速攀升，新能源汽车的电源安全问题愈发受到关注。目前，新能源汽车大都依赖锂电池作为动力来源，锂电池一旦发生燃烧，正极材料将会在高温之下释放氧气助燃，燃烧加剧，可能引发火灾或爆炸。

如何在锂电池短路初期（电流急剧增大）迅速阻断电路回路，从而切断锂电池内部自反应链条阻止燃烧，是预防新能源车电池起火的一种有效手段。传统的断电保护手段为“高压继电器+高压保险丝（熔断器）”的解决方案，当电流在一定的范围内，继电器可正常运行，控制回路的通断；只有在较高的故障电流下，熔断器才开始工作，通过熔断本体来切断回路电流。

这种方案在电流超出继电器工作范围但仍未达到保险丝熔断能量时，特别是伴随着高压保险丝老化之后阻抗提高，熔断响应时间变长时，足以损伤继电器等电路元件导致高温起火。

在此背景下，国外一些汽车安全系统企业提出“点火式断电安全保护开关”，断电安全保护开关在接收到外部碰撞信号或是电池管理系统 BMS 所监测到的故障信号同时，能在千分之一秒时间之内完成断路作业。目前，发行人应国内新能源汽车高压安全系统厂家要求，正在研发烟火式断路安全保护装置。