Die folgenden sind drei thematische Inhalte, die rund um die Umweltprüfkammer für Power-Batterien erstellt wurden, mit dem Ziel klarer Logik, Professionalität und Lesbarkeit:
I. Branchenkonzept der Umweltprüfkammern für Batterien für Power-Batterien
Definition
Umweltprüfkammern für Power-Batterien sind Testgeräte, die der Forschung, Entwicklung und Produktion von Fahrzeugen mit neuer Energie und Energiespeicherbatterien dienen. Durch die Simulation komplexer Umweltbedingungen wie extreme Klimazonen, mechanische Vibrationen und chemische Korrosion überprüfen sie die Haltbarkeit, Sicherheit und Leistungsstabilität von Power-Batterien unter realen Arbeitsbedingungen. Ihre Kernfunktion besteht darin, Batterienalterungstests zu beschleunigen und Ausfallmodi zu identifizieren, um eine wissenschaftliche Grundlage für die Optimierung des Batteriedesigns, die Qualitätskontrolle und die Normzertifizierung zu schaffen.
Branchenhintergrund und Bedeutung
Im Zuge des globalen Trends der Kohlenstoffneutralität beeinflussen Power-Batterien als Kernkomponenten von Fahrzeugen mit neuer Energie und Energiespeichersystemen direkt die Nutzererfahrung und den Ruf der Branche hinsichtlich Sicherheit und Lebensdauer. Umweltzuverlässigkeitstests sind ein entscheidender Bestandteil des Batterientwicklungsprozesses, der Unternehmen dabei hilft, Risiken wie Materialfehler und strukturelle Ausfälle vor der Serienproduktion zu vermeiden. Gleichzeitig erfordert die beschleunigte Weiterentwicklung chemischer Batteriesysteme (wie Ternär-Lithium, Lithium-Eisenphosphat und Feststoffbatterien), dass die Testgeräte mit mehreren Batterietechnologien kompatibel sind, was die Branche in Richtung Automatisierung, Intelligenz und Präzision vorantreibt.
Anwendungsszenarien
Abdeckung von Zell-, Modul-, Pack- und Systemtests, die Hauptkundengruppen umfassen Fahrzeughersteller, Batteriefabriken, unabhängige Prüfinstitute und Forschungseinrichtungen. In den letzten Jahren, mit der Einführung neuer Produktformen wie 800V Hochvolt-Batterien und 4680 großen Zylindermodulen, müssen die Prüfkammern an höhere Spannungen (>1000V), größere Ströme (>500A) und extreme Temperaturwechselbedingungen (-70°C bis 150°C) angepasst werden.
II. Definition und Eigenschaften der Umweltprüfkammer für Batterien
Technische Definition
Die Umweltprüfkammer für Batterien ist ein spezielles Gerät mit Kernfunktionen der präzisen Steuerung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, mechanischer Simulation und chemischer Korrosion. Das Design muss die Prüfanforderungen über den gesamten Lebenszyklus der Batterie erfüllen, einschließlich:
Simulation extremer Umweltbedingungen: Unterstützung extremer Temperaturen (-80°C bis 180°C), Nass- und Trockenzyklen (RH 5% bis 98%) und Hochaltitude (Niederdrucksimulation).
Dynamische Belastungsanwendung: Eingebaute Vibrationsplatte oder Fallvorrichtung zur Simulation von Transport- und Stoßbedingungen;
Sicherheitsüberwachung: Echtzeitüberwachung wichtiger Parameter wie Spannung, Innenwiderstand, Gasproduktion und Temperatur bei thermischem Durchgehen.
Unterscheidungsmerkmale
Verglichen mit allgemeiner Umweltprüfgeräte muss die Kraftbatterietestkammer die speziellen Anforderungen der Batteriewirtschaft erfüllen:
Chemische Kompatibilität: Das Material der Innenschale (wie Edelstahl, Teflon) muss beständig gegen die Korrosion des Lithium-Eisen-Phosphat-Elektrolyts sein;
Hochspannungs-Elektrosicherheitsdesign: IP-Schutzart ≥ IP54, ausgestattet mit Überspannungsschutz- und Leckageschutzmodulen.
Datenrückverfolgbarkeits-Spezifikation: Konform mit internationalen und nationalen Prüfnormen wie UN 38.3 und GB 31485, mit integrierter Datenverschlüsselung und Funktionen zur Erstellung von Compliance-Berichten.
Trends in der technologischen Entwicklung
Die derzeit führenden Produkte auf dem Markt entwickeln sich in Richtung hoher Präzision (Temperaturfluktuation ±0,3℃), hoher Integration (gekoppelte Prüfung mehrerer Umweltfaktoren) und Anbindung an Cloud-Plattformen (Fernüberwachung + KI-Datenanalyse). Einige führende Unternehmen haben KI-gestützte Prognose-Testmodule eingeführt, die die langfristige Degradationskurve von Batterien anhand historischer Daten simulieren.
III. Klassifikation der Umweltzuverlässigkeitstestkammern für Batterien
Klassifikation nach Prüfdimensionen
Einzelne Umweltvariablen-Testkammern
Temperaturzyklustestkammer: Fokus auf Wechseltests zwischen hohen und niedrigen Temperaturen, um die Toleranz des Materials gegenüber Expansion und Kontraktion zu überprüfen.
Feucht- und Trockenwechsel-Testkammer: Untersuchung des Einflusses von Feuchtigkeitsdurchdringung auf Batterieseparatoren und Verpackungsstrukturen.
Mehrumfeld-Kopplungstestkammer
Temperatur- und Feuchtigkeits-Vibrationen-Kombinationstestkammer: Anwenden von Temperaturgradienten und mechanischen Vibrationen zur Simulation komplexer Straßenbedingungen.
Temperatur-chemische Korrosions-Kombinationstestkammer: Einbringen von korrosiven Gasen (wie SO₂, H₂S), um die Resistenz gegen chemische Erosion zu bewerten.
Klassifikation nach Anwendungsszenarien
F&E-Testkammern
Kleine Größen (Volumen: 0,5 - 3 m³), hohe Präzision (±0,1% RH), mit Fokus auf Material- oder Einzelzellen-Batterietests.
Produktionsqualitätskontroll-Testkammer
Programmgesteuertes Chargentesten, kompatibel mit automatischen Be- und Entladesystemen, unterstützt 24/7 Dauerbetrieb.
Extrem-Simulationstestkammer
Es erfüllt die extremen Bedingungstests wie Überladung in Teil 3 und Kurzschluss im externen Teil 16 von UN 38.3 und ist mit einem explosionsgeschützten Druckentlastungsdesign ausgestattet.
Umgebungstestschränke für Batterien spielen in verschiedenen Bereichen eine bedeutende Rolle. Hier ist eine detaillierte Einführung in ihre wichtigsten Anwendungsszenarien für Sie:
1. Batterieforschung und -entwicklungsphase
Materialauswahl und Formulierungsoptimierung: Bei der Entwicklung neuer Batterietypen ist es notwendig, verschiedene Batteriematerialien hinsichtlich ihrer Leistung zu bewerten und auszuwählen. Durch den Einsatz von Umwelttestschränken, um unterschiedliche Bedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit und Vibration zu simulieren, können die Stabilität und Leistung der Materialien unter verschiedenen Umgebungen schnell getestet werden, um die geeignetsten Materialien auszuwählen und die Batterierezeptur zu optimieren. Zum Beispiel können bei der Entwicklung von Lithium-Ionen-Batterien Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsprüfungen durchgeführt werden, um die Korrosionsbeständigkeit der Elektrodenmaterialien und die Stabilität der Elektrolyte zu bewerten, und anschließend das Batteriedesign entsprechend zu verbessern.
Verifizierung des strukturellen Designs: Das strukturelle Design von Batterien beeinflusst direkt ihre Leistung und Sicherheit. Durch die Simulation verschiedener mechanischer Umgebungen im tatsächlichen Gebrauch, wie Vibration, Stoß und Kollision, mit Umwelttestschränken kann das strukturelle Design von Batterien überprüft und optimiert werden. Zum Beispiel können bei der Gestaltung von Batteriepacks für Elektrofahrzeuge Vibrationsprüfungen durchgeführt werden, um die strukturelle Zuverlässigkeit des Batteriepacks während der Fahrt zu erkennen und Sicherheitsunfälle durch Lockerung oder Beschädigung zu verhindern.
2. Produktzertifizierung und -tests
Einhaltung von Industriestandards: Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Batterien zu gewährleisten, haben verschiedene Länder und Regionen entsprechende Industriestandards und Zertifizierungsanforderungen festgelegt. Umwelttestschränke können Batterieunternehmen bei der Durchführung von Produktzertifizierungstests unterstützen, um die Einhaltung der relevanten Standards sicherzustellen. Zum Beispiel schreibt die chinesische GB 31485 - 2015 "Sicherheitsanforderungen und Prüfverfahren für Antriebsbatterien für Elektrofahrzeuge" sowie die IEC 62660-Serie der Internationalen Elektrotechnischen Kommission alle Leistungs- und Sicherheitsprüfungen für Batterien unter verschiedenen Umweltbedingungen vor.
Drittanbieter-Testeinrichtungen: Drittanbieter-Testeinrichtungen sind in der Regel mit verschiedenen fortschrittlichen Umwelttestschränken ausgestattet, um professionelle Batterietests für Kunden durchzuführen. Diese Einrichtungen führen umfassende Umwelttests an Batterien durch und stellen autoritative Prüfberichte aus, die eine Garantie für den Markteintritt von Batterieprodukten bieten.
Praktische Anwendungsszenarienbewertung
Elektrofahrzeugbereich: Batterien von Elektrofahrzeugen müssen unter verschiedenen Umweltbedingungen betrieben werden, wie heißen Sommern, kalten Wintern und komplexen Straßenverhältnissen. Durch die Simulation dieser tatsächlichen Nutzungsszenarien mit Umwelttestschränken können die Leistung und Sicherheit der Batterien von Elektrofahrzeugen bewertet werden, um Daten für die Optimierung der Batteriemanagementsysteme (BMS) bereitzustellen. Zum Beispiel stellt das Testen der Lade- und Entladeleistung der Batterien in Hochtemperaturumgebungen sowie die Startfähigkeit der Batterien in Kältebedingungen sicher, dass Elektrofahrzeuge unter verschiedenen klimatischen Bedingungen normal funktionieren.
Energiespeicherbereich: Energiespeicherbatterien müssen in der Regel während des Langzeitbetriebs stabile Leistungen aufrechterhalten und sich an verschiedene Klimazonen und Umweltbedingungen anpassen. Umwelttestschränke können Langzeitzyklustests und Extremumgebungstests an Energiespeicherbatterien durchführen, um ihre Zuverlässigkeit und Lebensdauer unter verschiedenen Arbeitsbedingungen zu bewerten und Referenzen für das Design und den Betrieb von Energiespeichersystemen bereitzustellen. Zum Beispiel können Umwelttests an Energiespeicherbatterien in Hochtemperatur- und Hochfeuchtigkeitsküstenregionen oder in kalten nördlichen Gebieten durchgeführt werden, um den sicheren und stabilen Betrieb der Energiespeichersysteme zu gewährleisten.
Kühlsystem:
| Nein. | Kategorie | Beschreibung |
|---|---|---|
| 1 | Funktionsprinzip | Mechanisches Kompressions-Kaskadenkühlsystem |
| 2 | Kühlkompressor | Hermetischer Kompressor "Tecumseh" oder Emerson Copeland |
| 3 | Hauptkühlkomponenten | Expansionsventil, Druckregler, Trocknerfilter, Kühlschlauchmagnetventil, Verflüssiger, Ölsammler usw. |
| 4 | Verdampfer | Finnenrohr-Wärmetauscher (funktioniert auch als Entfeuchter) |
| 5 | Kondensator | Luftgekühlter Typ: Lamellenrohr-Wärmetauscher |
| 6 | Drosselvorrichtung | Expansionsventil / Kapillarröhre |
| 7 | Kühlungssteuerungsmethode | Steuerungssystem passt den Betrieb der Kälteeinheit automatisch an die Testbedingungen an (einschließlich Kühlschlange des Kompressors) |
| 8 | Kältemittel | R404A (ODP=0) oder R23 |
Steuerungssystem
| Nein. | Systemkomponente | Technische Spezifikation |
|---|---|---|
| 1 | Steuerungsmodell | Professioneller Temperaturregler |
| 2 | Anzeige | 7-Zoll-HD-Farb-LCD-Touchscreen |
| 3 | Betriebsmodus | Programmiermodus / Fester-Wert-Steuerungsmodus |
| 4 | Einstimmungsmethode | Farb-Touchscreen-HMI Unterstützt zweisprachige Schnittstelle Deutsch/Englisch |
| 5 | Steuerungsalgorithmus | Anti-Integral-Sättigung PID + BTC (Temperaturausgleichskontrolle) |
| 6 | Temperatursensor | Klasse-A ummantelter PT100-Sensor (Genauigkeit ±0,15℃ @ 0-85℃) |
| 7 | Anzeigenpräzision | Temperatur: 0,01℃ Zeit: 1 Minute |
| 8 | Übertemperaturschutz | Unabhängiger Überhitzungsschutz (Automatisches Abschalten + Alarm auslösen) |
| 9 | Alarmgrenze | Auslösung, wenn die Kammertemperatur den Sollwert um +5℃ übersteigt |
Systemwasserversorgung
Wasserversorgungsmodus: Pumpenhebung
Standort des Wasserversorgungsgeräts: Vorderer Wassertank, Schubladen-Wasserbefüllung
Wasserqualitätsanforderungen für die Wasserversorgung: Resistivität ≥ 500Ω·m
Sicherheitsvorrichtung
| System/Kategorie | Schutz/Funktion | Beschreibung |
|---|---|---|
| Kühlsystem | Kompressorkurzschluss | Auslösung, wenn die Temperatur des Kompressors den eingestellten Grenzwert überschreitet. |
| Kompressorlaste | Auslösung, wenn der Strom des Kompressors den Nennwert übersteigt. | |
| Kompressordrucküberwachung | Wird ausgelöst, wenn der Innendruck des Kompressors die sicheren Grenzen überschreitet. | |
| Kondensatorlüfterüberhitzung | Wird ausgelöst, wenn die Temperatur des Kondensatorlüfters zu hoch ist. | |
| Testkammer | Einstellbarer Übertemperaturschutz | Ermöglicht das Einstellen einer Temperaturgrenze; schaltet die Stromversorgung ab oder löst einen Alarm aus, wenn diese überschritten wird. |
| Schutz bei Fehlern im Umluftventilator der Kammer | Löst Schutz aus, wenn der Umluftventilator der Kammer ausfällt oder stoppt. | |
| Andere Schutzmaßnahmen | Schutz vor Phasenfolge- und Phasenausfall | Erkennt falsche Phasenfolge oder Phasenausfall und schaltet die Stromversorgung ab oder löst einen Alarm aus. |
| Leistungsschutz | Erkennt elektrischen Leckstrom und schaltet automatisch die Stromversorgung ab, um Stromschläge zu verhindern. | |
| Überlast- & Kurzschlussschutz | Erkennt Überlastung oder Kurzschluss im Stromkreis und schaltet die Stromversorgung ab, um Schäden zu vermeiden. | |
| Wiederherstellungsschutz bei Stromausfall | Startet automatisch oder hält einen sicheren Zustand aufrecht, wenn die Stromversorgung nach einem Ausfall wiederhergestellt wird. | |
| Rauchmelder | Rauchmelder | Löst bei Rauchentwicklung einen akustischen/optischen Alarm aus. |
| Rauchabzugssystem | Rauchabzugslüfter (mit Rauchmelder verbunden) | Startet automatisch, wenn die Rauchkonzentration den Grenzwert überschreitet. |
Leistung
| Parameter | Spezifikation | Bedingung/Hinweis |
|---|---|---|
| Temperaturbereich | -40℃ bis +150℃ | — |
| Temperaturstabilität | ≤ ±0,5℃ (bei Leerlauf, wenn die Temperatur stabil ist) | — |
| Temperaturabweichung | ±2,0℃ (bei Leerlauf, wenn die Temperatur stabil ist) | — |
| Heizzeit | -20℃ → +150℃ ≤ 60 Min. (bei Leerlauf, durchschnittlich nicht linear) | — |
| Wärmelast | ≤ 300W (aufgrund der Erwärmung der Batteriezelle während des Betriebs) | — |
| Feuchtigkeitsabweichung | ±3,0%RH (wenn RH > 75%RH) ±5,0%RH (wenn RH ≤ 75%RH) | — |
| Konformitätsstandards | GB/T 2423.1-2008 (Niedertemperatur-Testmethode Ab) GB/T 2423.2-2008 (Hochtemperatur-Testmethode Bb) GJB 150.3A-2009 (Hochtemperatur-Test) GJB 150.4A-2009 (Tieftemperaturprüfung) GB/T 10592-2008 (Technische Bedingungen für Umweltprüfkammern) |
Derui konzentriert sich auf die Forschung und Entwicklung von Umweltprüfkammer, bietet eine vollständige Palette an Geräten, einschließlich Salzsprühnebeltestkammern, Durchlaufprüfkammern, Xenonlampen-Alterungstests und mehr. Es simuliert präzise komplexe Arbeitsbedingungen wie Temperatur und Feuchtigkeit, Korrosion und Lichteinwirkung, um Branchen wie Neue Energien, Automobilindustrie und Luft- und Raumfahrt bei der Steigerung der Produktzuverlässigkeit und Verkürzung des F&E-Zyklus zu unterstützen.
