Оценка испытания литиевых батарей на взрывоопасность: знакомство с адиабатическим калориметром для больших батарей (BAC-420AE)

Испытание литиевых батарей на взрывоопасность С ростом распространенности литиевых батарей в различных приложениях приоритет их безопасности становится существенным. Учитывая риск взрыва, связанный с неправильно управляемыми литиевыми батареями, это подчеркивает важность проведения безопасных, точных и надежных адиабатических испытаний на тепловой разгон в лабораторных условиях.

Эти тесты имеют решающее значение для точной оценки запасов безопасности и потенциальных опасностей отказа аккумуляторных элементов. Большой адиабатический калориметр для аккумуляторов (BAC-420AE) является критически важным инструментом, разработанным для решения этих проблем безопасности. Этот передовой прибор объединяет комплексные методики тестирования, включая тепловые, электрические и механические испытания на злоупотребление, улучшенные с помощью видимой и инфракрасной визуализации, газового анализа и испытания удельной теплоты.

С помощью BAC-420AE можно точно определить такие важные параметры, как удельная теплоемкость аккумулятора, скорость тепловыделения во время циклов заряда/разряда, температуры начала теплового разгона, максимальные скорости теплового разгона и адиабатический рост температуры, что обеспечивает тщательную оценку соответствующих термодинамических характеристик процесса теплового разгона аккумулятора.

Предыстория испытания литиевой батареи на взрывоопасность

Растущий спрос на передовые решения по хранению энергии

По мере того, как электромобили (ЭМ) набирают обороты, а возобновляемые источники энергии все больше интегрируются в энергосистему, растет потребность в батареях, способных эффективно хранить большие объемы энергии. Этот спрос обусловлен желанием сократить зависимость от ископаемого топлива и смягчить воздействие на окружающую среду. Высокоемкостные батареи с высокой плотностью энергии необходимы для удовлетворения потребностей электромобилей в электроэнергии и обеспечения стабильности и надежности систем возобновляемой энергии.

Проблемы безопасности и производительности аккумуляторов

Несмотря на многообещающие перспективы передовых технологий аккумуляторов, сохраняются опасения относительно их безопасности и производительности. Литиевые аккумуляторы, в частности, подвержены тепловому разгону и деградации в экстремальных условиях, что создает значительные риски для безопасности. Более того, плотность энергии и срок службы обычных аккумуляторов не соответствуют меняющимся требованиям современных приложений. Решение этих проблем требует инновационных подходов к проектированию, тестированию и характеристике аккумуляторов. Современные методы, такие как ускоренная калориметрия скорости аккумулятора (ARC), хотя и ценны, недостаточны для полной оценки требований безопасности и разработки новых технологий литиевых аккумуляторов. Таким образом, существует настоятельная необходимость в усовершенствованных протоколах и технологиях тестирования для обеспечения безопасной и надежной работы систем хранения энергии следующего поколения.

Разработка BAC-420AE

В ответ на эти проблемы был разработан адиабатический калориметр для больших батарей (BAC-420AE)  . Он совершенствует тестирование, оценивая критические параметры, такие как температура начала теплового разгона, максимальная скорость повышения температуры, адиабатическое повышение температуры и удельная теплоемкость, а также измеряя тепловыделение во время зарядки/разрядки. Это позволяет более полно понять условия, которые приводят к отказам батарей.

Конструкция и компоненты BAC-420AE

Испытательный стенд для взрывоопасных литиевых батарей BAC-420AE тщательно разработан для повышения надежности и точности испытаний безопасности литиевых батарей.

Обзор конструкции калориметра

Калориметр имитирует идеальную адиабатическую среду, имеющую решающее значение для прямого измерения точных параметров теплового поведения. Эта установка имеет решающее значение для точного определения начала и развития теплового разгона в батареях.

Ключевые компоненты и их функции

BAC-420AE оснащен интегрированной системой, которая измеряет напряжение, ток, температуру и давление аккумулятора во время сценариев теплового разгона. Кроме того, он оснащен универсальным модулем зарядки и разрядки аккумулятора, который поддерживает переключение режимов и расчеты емкости аккумулятора в реальном времени.

Преимущества BAC-420AE по сравнению с традиционными методами

В отличие от традиционных методов, BAC-420AE обеспечивает более подробную и реалистичную оценку поведения аккумулятора в различных стрессовых условиях. Он соответствует мировым стандартам, включая GB/T 36276-2023, UL 9540A и другим, обеспечивая соответствие и актуальность в различных условиях тестирования. Этот комплексный подход позволяет лучше прогнозировать и предотвращать отказы аккумуляторов в новых энергетических транспортных средствах. Общая структура прибора разделена на три части: адиабатическая камера, взрывозащищенный ящик и электронная система управления. Серия сброса давления имеет превосходные возможности множественной защиты безопасности. Она использует конструкцию пружинного замка, где крышка печи может быстро подняться для быстрого сброса давления, когда внутреннее давление слишком высокое. Кроме того, внутри камеры для защиты установлены разрывные диски. Взрывозащищенный ящик использует механические устройства блокировки безопасности со стальной пластиной толщиной 3,5 мм и оснащен высокопроизводительной вытяжной системой для обеспечения безопасности эксперимента.

Процедура тестирования

Адиабатический калориметр большой батареи (BAC-420AE) является примером передовой технологии с его тщательно продуманной конструкцией, которая включает в себя конструкцию типа сброса давления, повышающую как удобство эксплуатации, так и безопасность. В этом разделе подробно описывается комплексная процедура тестирования, реализованная с помощью BAC-420A, что обеспечивает тщательную оценку безопасности литиевых батарей.

Подготовка образца литиевой батареи

Подготовка образца является критически важным начальным шагом. Согласно спецификациям, проводится обработка поверхности батареи, за которой следует активация и контроль состояния заряда (SOC), при этом регистрируются основные данные, такие как масса и напряжение батареи.

Загрузка батареи в калориметр

Конструкция BAC-420AE включает полость в структуре полости для двойной защиты и быстрого сброса давления, что значительно повышает безопасность. Аккумулятор аккуратно помещается в калориметр, обеспечивая правильное выравнивание с датчиками и соединениями для точного сбора данных.

Начало теста

Тестирование начинается с герметичного калориметра, с использованием взрывозащищенной коробки и пружинного замка для защиты экспериментального персонала и оборудования. Такая конструкция значительно снижает риски безопасности во время эксперимента. Последовательность испытаний может варьироваться в зависимости от конкретных целей, включая адиабатические испытания на тепловой разгон, адиабатические испытания на повышение температуры и многое другое.

Мониторинг и запись данных во время теста

На протяжении всего процесса тестирования BAC-420A последовательно соответствует теоретической скорости повышения температуры с впечатляющей погрешностью менее 0,002 ℃/мин. Этот точный контроль позволяет ему отслеживать и регистрировать мельчайшие изменения в батарее во время теплового разгона, предоставляя важные данные для анализа. Модульная конструкция прибора позволяет настраивать его с помощью дополнительных модулей, таких как моделирование атмосферы, испытание удельной теплоемкости и видеомониторинг, что обеспечивает гибкость для удовлетворения различных исследовательских потребностей.

Технические характеристики

Технические характеристики BAC-420AE подчеркивают его возможности и универсальность при тестировании безопасности аккумуляторных батарей:

• Размеры адиабатической печи: диаметр 420 мм, глубина 520 мм.
• Чувствительность обнаружения экзотермических процессов: лучше 0,02°C/мин.
• Равномерность температуры: Поддерживает разницу менее 0,5°C между печью и образцом при постоянных температурных условиях.
• Регулировка температуры: от комнатной температуры до 300°C, скорость отслеживания температуры от 0,002°C/мин до 13°C/мин.
• Допустимое давление: Герметичный баллон выдерживает давление в диапазоне от 0 до 2 МПа.
• Ход иглы: регулируется с помощью программного обеспечения, обеспечивая точный контроль параметров испытания.
• Диапазон тока: колонка заряда и разряда поддерживает диапазон тока от -500 А до 500 А, что позволяет использовать ее в самых разных сценариях тестирования.

Эти особенности делают BAC-420AE надежным инструментом для комплексной оценки тепловых характеристик литиевых аккумуляторов, что имеет решающее значение для совершенствования технологии аккумуляторов и повышения безопасности в транспортных средствах на новых источниках энергии.

Приложения и будущие направления

Адиабатический калориметр для больших батарей (BAC-420AE)  является важнейшим инструментом в развитии исследований безопасности батарей, а потенциальные области применения и усовершенствования обещают значительно расширить его влияние.

Потенциальные возможности применения BAC-420AE в исследованиях безопасности аккумуляторных батарей

BAC-420AE играет ключевую роль в тестировании как отдельных элементов аккумуляторной батареи, так и аккумуляторных блоков, предлагая важные сведения для снижения риска теплового разгона — существенной проблемы в работе аккумуляторной батареи. Он облегчает получение соответствующих термодинамических параметров и других данных, относящихся к процессу теплового разгона батареи. Эти результаты помогают исследователям глубже понять риски теплового разгона, связанные с литиевыми батареями, тем самым улучшая конструкции безопасности батарей.

Более того, они позволяют персоналу по разработке проводить комплексные оценки запасов безопасности и рисков отказов, связанных с ячейками аккумуляторов. Кроме того, они помогают пользователям внедрять эффективные стратегии управления температурой и оптимизировать конструкции аккумуляторов.

Интеграция с другими методиками тестирования для комплексной оценки безопасности аккумуляторов

Интеграция BAC-420AE с другими методиками тестирования может создать более целостный подход к безопасности аккумуляторов. Объединив его с ускоренными испытаниями на долговечность и системами мониторинга в реальном времени, исследователи могут получить многогранное представление о производительности и долговечности аккумуляторов. Связывание этих точек данных с облачными аналитическими платформами позволит обмениваться идеями в отрасли, способствуя более быстрому совершенствованию технологий аккумуляторов и стандартов безопасности.

В заключение испытания литиевой батареи на взрывоопасность

Дебют адиабатического калориметра для больших батарей (BAC-420AE) знаменует собой существенный прогресс в тестировании безопасности литиевых батарей. Благодаря инновационной конструкции со структурой сброса давления, усовершенствованным механизмам безопасности и тщательному управлению температурой, BAC-420A призван произвести революцию в оценке безопасности батарей. Он предоставляет подробные и достоверные данные о тепловом разгоне и других важных показателях безопасности, облегчая создание более безопасных и эффективных батарей. Разработанный для удовлетворения современных требований к тестированию, BAC-420A также обладает гибкостью для адаптации к будущим технологическим разработкам, что гарантирует его постоянную значимость и эффективность в улучшении технологии батарей и протоколов безопасности в различных секторах.