Батарейный испытательный стенд для испытаний горения в имитируемой горячей среде

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Машинка для испытаний горения аккумуляторов в имитируемой горячей среде - это специализированное оборудование, используемое для оценки горючести аккумуляторов, особенно тех, которые применяются в потребительской электронике, такой как мобильные телефоны. Эта машина предназначена для имитации экстремальных условий, которые могут привести к перегреву, возгоранию или даже взрыву аккумулятора. Она позволяет убедиться, что аккумуляторы соответствуют стандартам безопасности, воспроизводя сценарии эксплуатации в реальном мире, таких как перегрев, пробитие, короткое замыкание и перезарядка. Ниже приведено подробное описание конструкции, функций и характеристик машины:

1. Палочная камера:

• Сердцем машины является ее палочная камера, которая спроектирована для выдерживания высоких температур и давлений, возникающих в ходе горения или термического сброса контроля аккумулятора. Она обеспечивает контролируемую среду для имитации экстремальных условий.

• Камера изготовлена из материалов, устойчивых к высоким температурам, что гарантирует ее способность выдерживать тепло, генерируемое отказывающими аккумуляторами, без риска для оператора или самой машины.

2. Управление и мониторинг температуры:

• В камеру встроены системы управления температурой с высокой точностью, которые позволяют точно регулировать температуру для имитации экстремальных нагревательных условий, которые могут вызвать термический сброс контроля аккумулятора.

• Машина обычно позволяет настраивать температуру в диапазоне от -40 °C до более 150 °C, в зависимости от тестовых стандартов и типа тестируемого аккумулятора.

• Тепловые датчики расположены в камере для непрерывного мониторинга температурных градиентов и обеспечения точных тестов.

3. Контроль и детекция газов:

• Возгорание или отказы аккумуляторов могут привести к выпуску токсичных газов, таких как фторwasserstoff (HF), углекислый газ (CO), диоксид углерода (CO2) и другие потенциально вредные вещества.

• Тестирующая машина оснащена газодетекторами для непрерывного мониторинга воздуха на предмет опасных газов в ходе теста. Это позволяет оценить экологические и безопасность риски, связанные с возгоранием аккумулятора.

• Машина может также быть оснащена системой очистки газов для нейтрализации или захвата опасных выбросов.

4. Система пожаротушения:

• Ввиду высокорискового характера испытаний горения, эти машины часто имеют встроенную систему пожаротушения. Эта система автоматически активируется, если огонь превышает предварительно установленные безопасные пределы.

• Общие системы тушения включают системы тушения на основе CO2 или распылителей водяного тумана.

5. Установка батареи и безопасные механизмы:

• Машина обычно имеет надёжную систему крепления для безопасного фиксации батареи во время испытаний. Это крайне важно для обеспечения того, чтобы батарея не двигалась при механических нагрузках или термических явлениях, что могло бы помешать получению точных результатов.

• Безопасные функции включают антишоковые подшипники, защитные экраны и регуляционные клапаны, чтобы защитить операторов от случайных взрывов или внезапных выбросов.

6. Тестирование на механические нагрузки:

• Некоторые передовые машины также могут имитировать механические нагрузки на аккумулятор, такие как пробитие, сдавливание или сжатие. Это позволяет оценить, как ведет себя аккумулятор при физических повреждениях.

• Это особенно важно для оценки риска термического бегания, когда в реальных условиях аккумулятор получает физические повреждения (например, пробивается острыми объектами, сбивается при ударе).

7. Регистрация и анализ данных в режиме реального времени:

• Машина оснащена системами реального времени регистрации данных для мониторинга важных параметров, таких как напряжение, ток, температура, уровень газов и другие показатели.

• Эти данные могут быть сохранены для последующего анализа и использованы для составления подробных отчетов о поведении аккумулятора при сгорании, в том числе, прошел он или не прошел критерии безопасности.

• Высокоскоростные камеры или термографические камеры также могут быть использованы для визуального документирования процесса отказа батареи для дальнейшего анализа.

8. Сценарии испытаний и соответствие требованиям безопасности:

• Испытания при перезарядке: Применение избыточного напряжения для проверки, может ли батарея выдерживать перезарядку без горения.

• Испытания при коротком замыкании: Создание короткого замыкания для имитации отказа батареи из-за неисправностей внутреннего провода.

• Тепловые испытания: Выставление батареи высоким температурам, чтобы определить, может ли она противостоять нагреву без зажигания.

• Испытания при проникновении и издавливании: Имитация физического повреждения, чтобы увидеть, как батарея реагирует при механических нагрузках.

• Тестирующее оборудование может имитировать различные условия нештатной эксплуатации в соответствии с международными стандартами и требованиями безопасности. Некоторые типичные испытания включают:

9. Контролируемая среда для сгорания:

• Некоторые машины обеспечивают контролируемую среду с регулируемой влажностью, потоком воздуха и уровнями кислорода. Это позволяет проводить испытания в различных окружающих условиях, чтобы определить, как эти факторы влияют на производительность батареи при сгорании.

10. Оценка и отчет после испытания:

• Профили температуры и давления.

• Уровни выброса газов.

• Режимы отказа батареи (например, термический бег, огонь, взрыв).

• После каждого испытания машина формирует подробные отчеты, которые включают анализ поведения батареи при сгорании. Эти отчеты содержат:

• Производители используют эти данные для усовершенствования дизайна своих батарей, улучшения безопасности и обеспечения соответствия своих продуктов стандартам безопасности, таким как UL 2054

, IEC 62133, и UN 38.3.

1. Симуляция термического пробега:

• Батарею подвергают высокой температуре, чтобы вызвать реакцию термического пробега. Это испытание имитирует ситуацию, когда батарея нагревается неконтролируемым образом и может привести к пожару или взрыву.

2. Испытание на перезаряд:

• Батареи заряжаются выше их номинальной емкости, чтобы оценить их поведение в таких условиях. Это испытание может имитировать неисправное заряжание, которое может привести к горению.

3. Испытание на механическое повреждение:

• Пробивают или раздавливают батарею, чтобы оценить ее восприимчивость к физическому повреждению и то, может ли она загораться или взрываться под давлением.

4. Испытание на переток и короткое замыкание:

• Симуляция короткого замыкания или условия перегрузки тока, чтобы наблюдать за реакцией батареи при ее попадании в аномальные электрические нагрузки.

• Производители батарей: Для обеспечения соответствия своих продуктов международным стандартам безопасности и для улучшения дизайна и безопасности своих батарей.

• Регуляторные органы: Для тестирования и сертификации батарей перед их продажей на рынке.

• Автомобильная промышленность: Для тестирования безопасности батарей, используемых в электромобилях (ЭВ) и гибридных автомобилях при экстремальных условиях.

• Потребительская электроника: Для оценки безопасности мобильных телефонов, ноутбуков и других портативных устройств при условиях горения.