Следующие три тематических содержания созданы вокруг испытательной камеры для экологической надежности аккумуляторов, с целью обеспечить ясную логику, профессионализм и читаемость:
I. Концепция отрасли испытательных камер для экологической надежности аккумуляторов для силовых батарей
Определение
Испытательные камеры для экологической надежности аккумуляторов для силовых батарей — это оборудование для тестирования, предназначенное для исследований и разработки, а также производства аккумуляторов для новых энергетических транспортных средств и систем хранения энергии. Моделируя сложные условия окружающей среды, такие как экстремальные климатические условия, механические вибрации и химическую коррозию, они проверяют долговечность, безопасность и стабильность характеристик силовых батарей в условиях реальной эксплуатации. Их основная функция — ускорение тестов старения батарей и выявление режимов отказа, что обеспечивает научную основу для оптимизации конструкции батарей, контроля качества и сертификации стандартов.
Отраслевой фон и значение
В условиях глобальной тенденции к углеродной нейтральности, силовые батареи, как ключевые компоненты новых энергетических транспортных средств и систем хранения энергии, напрямую влияют на пользовательский опыт и репутацию отрасли в аспектах безопасности и срока службы. Испытания на экологическую надежность являются важной частью процесса разработки батарей, помогая предприятиям избегать рисков, таких как дефекты материалов и структурные повреждения, до массового производства. В то же время, с ускоренной итерацией химических систем батарей (например, ternary lithium, литий-железо-фосфат и твердооксидные батареи), оборудование для тестирования должно быть совместимо с несколькими технологиями батарей, что ведет отрасль к автоматизации, интеллектуализации и повышенной точности.
Сценарии применения
Охватывая тестирование на уровне элементов, модулей, сборок и систем, основные группы клиентов включают производителей транспортных средств, производителей батарей, сторонние испытательные организации и научно-исследовательские институты. В последние годы, с внедрением новых форм продукции, таких как батареи высокого напряжения 800 В и крупные цилиндрические батареи 4680, испытательные камеры должны быть адаптированы к более высоким напряжениям (>1000 В), большим токам (>500 А) и экстремальным условиям температурных колебаний (-70°C до 150°C).
II. Определение и характеристики испытательной камеры для экологической надежности батарей
Техническое определение
Испытательная камера для экологической надежности батарей — это специализированное оборудование с основными функциями точного контроля температуры и влажности, механического моделирования и воспроизведения химической эрозии. Ее конструкция должна соответствовать требованиям тестирования на протяжении всего жизненного цикла батареи, включая:
Возможность моделирования экстремальных условий окружающей среды: поддержка экстремальных температур (-80°C до 180°C), влажных и сухих циклов (RH 51% до 98%), а также моделирование низкого давления (высотное моделирование).
Применение динамической нагрузки: встроенная вибрационная платформа или устройство падения для моделирования условий транспортировки и ударов;
Мониторинг безопасности: в реальном времени контроль ключевых параметров, таких как напряжение, внутреннее сопротивление, объем газообразования и температура теплового разгона.
Отличительные особенности
По сравнению с общим оборудованием для испытаний окружающей среды, камера для испытаний аккумуляторных батарей должна соответствовать особым требованиям аккумуляторной промышленности:
Химическая совместимость: материал внутренней камеры (например, нержавеющая сталь, тефлон) должен быть устойчивым к коррозии электролита литий-железо-фосфатных аккумуляторов;
Проектирование электробезопасности высокого напряжения: степень защиты IP ≥ IP54, оснащена модулями защиты от перенапряжения и утечки.
Спецификация прослеживаемости данных: соответствует международным и отечественным стандартам испытаний, таким как UN 38.3 и GB 31485, с встроенными функциями шифрования данных и генерации отчетов о соответствии.
Тенденции в технологической эволюции
В настоящее время основные продукты на рынке совершенствуются в направлении высокой точности (колебания температуры ±0,3℃), высокой интеграции (совместное тестирование нескольких факторов окружающей среды) и подключения к облачной платформе (удаленный мониторинг + анализ данных с помощью ИИ). Некоторые ведущие предприятия запустили модули предиктивного тестирования на базе ИИ, которые моделируют кривую долгосрочного деградации батарей на основе исторических данных.
III. Классификация камер для испытаний окружающей среды аккумуляторов
Классификация по размерам испытаний
Камеры для испытаний с одним фактором окружающей среды
Камера для температурных циклов: сосредоточена на чередовании высоких и низких температур для проверки устойчивости материала к расширению и сжатию.
Камера для влажных и сухих чередующихся испытаний: изучает влияние проникновения влаги на разделители аккумуляторов и конструкции упаковки.
Камера для многосредовых испытаний
Комбинированная камера для испытаний температуры и влажности - вибрации: одновременно создает температурные градиенты и механические вибрации для моделирования сложных дорожных условий.
Комбинированная камера для испытаний температуры и химической коррозии: вводит коррозионные газы (например, SO₂, H₂S) для оценки сопротивляемости химическому воздействию.
Классификация по сценариям применения
Испытательные камеры для НИОКР
Маленькие размеры (объем: 0,5 - 3 м³), высокая точность (±0,1% RH), ориентированы на тестирование материалов или отдельных элементов батареи.
Испытательная камера для контроля качества производства
Программируемое пакетное тестирование, совместимо с автоматическими системами загрузки и разгрузки, поддерживает круглосуточную работу.
Камера для экстремальных испытаний
Он соответствует экстремальным тестам условий, таким как переразряд в Части 3 и внешнее короткое замыкание в Части 16 стандарта UN 38.3, и оснащен взрывозащитным дизайном предохранительного клапана.
Камеры испытаний экологической надежности аккумуляторов играют важную роль во многих областях. Вот подробное описание их основных сценариев применения для вас:
1、Этап разработки и проектирования аккумуляторов
Отбор материалов и оптимизация формулы: при разработке новых типов аккумуляторов необходимо оценить и отобрать различные материалы по их характеристикам. Используя камеры испытаний экологической надежности для моделирования различных условий, таких как температура, влажность и вибрация, можно быстро проверить стабильность и характеристики материалов в различных средах, тем самым выбирая наиболее подходящие материалы и оптимизируя формулу аккумулятора. Например, при разработке литий-ионных аккумуляторов можно проводить испытания на высокую температуру и влажность для оценки коррозионной стойкости электродных материалов и стабильности электролитов, а затем улучшать конструкцию аккумулятора соответственно.
Проверка структурного проектирования: конструкция аккумуляторов напрямую влияет на их характеристики и безопасность. Моделируя различные механические условия в реальных условиях эксплуатации, такие как вибрация, удары и столкновения, с помощью камер испытаний экологической надежности, можно проверить и оптимизировать конструкцию аккумуляторов. Например, при проектировании аккумуляторных блоков для электромобилей можно проводить вибрационные испытания для выявления структурной надежности аккумуляторного блока во время движения, предотвращая аварийные ситуации, вызванные ослаблением или повреждением конструкции.
2、Сертификация и испытания продукции
Соответствие отраслевым стандартам: чтобы обеспечить безопасность и надежность аккумуляторной продукции, различные страны и регионы установили соответствующие отраслевые стандарты и требования к сертификации. Камеры испытаний экологической надежности помогают предприятиям аккумуляторов проводить сертификационные испытания продукции для обеспечения соответствия соответствующим стандартам. Например, в России стандарты GB 31485 - 2015 "Требования безопасности и методы испытаний аккумуляторов для электромобилей" и серия стандартов IEC 62660 Международной электротехнической комиссии предусматривают испытания характеристик и безопасности аккумуляторов в различных условиях окружающей среды.
Третьесторонние испытательные организации: третьесторонние испытательные организации обычно оснащены различными современными камерами испытаний экологической надежности для предоставления профессиональных услуг по тестированию аккумуляторов клиентам. Эти организации проводят комплексные испытания экологической надежности аккумуляторов и выдают авторитетные отчеты о тестировании, обеспечивая гарантию выхода аккумуляторной продукции на рынок.
Практическая оценка сценариев применения
Область электромобилей: аккумуляторы электромобилей должны работать в различных условиях окружающей среды, таких как жаркое лето, холодная зима и сложные дорожные условия. Моделируя эти реальные сценарии использования с помощью камер испытаний экологической надежности, можно оценить характеристики и безопасность аккумуляторов электромобилей, а также получить данные для оптимизации систем управления аккумуляторами (BMS). Например, тестирование зарядных и разрядных характеристик аккумуляторов в условиях высокой температуры и проверка стартовой способности аккумуляторов при низких температурах обеспечивают нормальную работу электромобилей в различных климатических условиях.
Область хранения энергии: аккумуляторы для хранения энергии обычно должны сохранять стабильные характеристики в течение долгого времени и адаптироваться к различным климатам и условиям окружающей среды. Камеры испытаний экологической надежности могут проводить длительные циклические испытания и экстремальные условия на аккумуляторах для хранения энергии, чтобы оценить их надежность и срок службы в различных рабочих условиях, предоставляя рекомендации для проектирования и эксплуатации систем хранения энергии. Например, проведение испытаний на адаптивность к окружающей среде в условиях высокой температуры и влажности прибрежных районов или низких температур северных регионов обеспечивает безопасную и стабильную работу систем хранения энергии.
Система охлаждения:
| Нет. | Категория | Описание |
|---|---|---|
| 1 | Принцип работы | Механическая каскадная система холодильного компрессора |
| 2 | Компрессор холодильной системы | Герметичный компрессор французской марки "Tecumseh" или компрессор Emerson Copeland |
| 3 | Основные компоненты холодильной системы | Расширительный клапан, регулятор давления, осушитель-фильтр, электромагнитный клапан холодильной системы, аккумулятор, масляный сепаратор и др. |
| 4 | Испаритель | Теплообменник с ребристыми трубками (также выполняет функцию осушителя) |
| 5 | Конденсатор | Тип с воздушным охлаждением: теплообменник с ребристыми трубками |
| 6 | Регулирующее устройство | Расширительный клапан / капиллярная трубка |
| 7 | Метод управления холодильным оборудованием | Система управления автоматически регулирует работу холодильного агрегата в зависимости от условий тестирования (включая охлаждение всасывающей линии компрессора) |
| 8 | Хладагент | R404A (ОЗП=0) или R23 |
Система управления
| Нет. | Компонент системы | Технические характеристики |
|---|---|---|
| 1 | Модель контроллера | Профессиональный температурный контроллер |
| 2 | Дисплей | 7-дюймовый цветной ЖК-экран с высоким разрешением |
| 3 | Режим работы | Режим программного управления / режим фиксированного значения |
| 4 | Метод настройки | Цветной сенсорный дисплей HMI Поддержка двуязычного интерфейса на китайском и английском языках |
| 5 | Алгоритм управления | PID с анти-интегральной насыщенностью + BTC (Баланс температуры) |
| 6 | Датчик температуры | Датчик PT100 типа «шитый» класса А (Точность ±0.15℃ при 0-85℃) |
| 7 | Точность дисплея | Температура: 0.01℃ Время: 1 минута |
| 8 | Защита от перегрева | Независимая защита от перегрева (Автоматическое отключение + срабатывание тревоги) |
| 9 | Порог тревоги | Срабатывает, когда температура камеры превышает установленное значение на +5℃ |
Система подачи воды
Режим подачи воды: Насос поднимает воду
Местоположение устройства подачи воды: Передний бак, заливка воды в ящике
Требования к качеству воды для подачи: Удельное сопротивление ≥ 500Ω·м
Защитное устройство
| Система/Категория | Защита/Функция | Описание |
|---|---|---|
| Система охлаждения | Перегрев компрессора | Срабатывает, когда температура компрессора превышает установленный лимит. |
| Перегрузка компрессора | Срабатывает, когда ток компрессора превышает номинальное значение. | |
| Переполнение компрессора | Срабатывает, когда внутреннее давление компрессора превышает безопасные пределы. | |
| Перегрев вентилятора конденсатора | Срабатывает, когда температура вентилятора конденсатора слишком высокая. | |
| Испытательная камера | Регулируемая защита от перегрева | Позволяет установить лимит температуры; отключает питание или срабатывает сигнал тревоги при превышении. |
| Защита циркуляционного вентилятора камеры | Активирует защиту при неисправности или остановке циркуляционного вентилятора камеры. | |
| Другие защиты | Защита последовательности фаз питания и от потери фазы | Обнаруживает неправильную последовательность фаз или потерю фазы и отключает питание или срабатывает сигнал тревоги. |
| Защита от утечек | Обнаруживает утечку электроэнергии и автоматически отключает питание для предотвращения поражения электрическим током. | |
| Защита от перегрузки и короткого замыкания | Обнаруживает перегрузку цепи или короткое замыкание и отключает питание для предотвращения повреждений. | |
| Защита восстановления питания | Автоматически запускается или поддерживает безопасное состояние при восстановлении питания после отключения. | |
| Датчик дыма | Детектор дыма | Вызывает звуковой/визуальный сигнал тревоги при обнаружении дыма. |
| Система вытяжки дыма | Вентилятор вытяжки дыма (связанный с детектором дыма) | Автоматически запускается при превышении концентрации дыма лимита. |
Производительность
| Параметр | Спецификация | Условие/Примечание |
|---|---|---|
| Диапазон температуры | -40℃ до +150℃ | — |
| Стабильность температуры | ≤ ±0.5℃ (при отсутствии нагрузки, при стабильной температуре) | — |
| Отклонение температуры | ±2.0℃ (при отсутствии нагрузки, при стабильной температуре) | — |
| Время нагрева | -20℃ → +150℃ ≤ 60 мин (при отсутствии нагрузки, среднее нелинейное) | — |
| Тепловая нагрузка | ≤ 300Вт (из-за нагрева батарейных элементов во время работы) | — |
| Отклонение влажности | ±3.0%RH (при влажности > 75%RH) ±5.0%RH (при влажности ≤ 75%RH) | — |
| Стандарты соответствия | GB/T 2423.1-2008 (Метод испытаний при низких температурах Ab) GB/T 2423.2-2008 (Метод испытаний при высоких температурах Bb) GJB 150.3A-2009 (Испытание при высокой температуре) GJB 150.4A-2009 (Испытание при низких температурах) GB/T 10592-2008 (Технические условия для климатической камеры) |
Derui сосредоточена на исследованиях и разработках экологическая камера для испытаний, предоставляя полный спектр оборудования, включая камеры испытаний на коррозию с соляным туманом, камеры испытаний с проходом, камеры старения с ксеноновой лампой и т. д. Она точно моделирует сложные условия работы, такие как температура и влажность, коррозия и воздействие света, помогая отраслям, таким как новая энергия, автомобили и аэрокосмическая промышленность, повышать надежность продукции и сокращать цикл НИОКР.
