無風(fēng)高低溫試驗(yàn)箱與傳統(tǒng)高低溫試驗(yàn)箱測(cè)試對(duì)比,助力鋰電研發(fā)精準(zhǔn)

2022-05-17 17:05 張工
 無風(fēng)高低溫試驗(yàn)箱
 高低溫試驗(yàn)箱

東莞卡文迪試驗(yàn)設(shè)備針對(duì)鋰電池行業(yè)的研究,與行業(yè)客戶聯(lián)合,對(duì)鋰電池做高低溫環(huán)境溫度模擬配合充放電測(cè)試,使用同一生產(chǎn)批次鋰離子動(dòng)力電芯,測(cè)試采用了7種方式:改變風(fēng)向、調(diào)整風(fēng)速、制作容器、電池表面貼板等等,在-20℃條件下進(jìn)行放電測(cè)試,(由于客戶不愿公布名稱和測(cè)試數(shù)據(jù),我們只做文字復(fù)述,不公布測(cè)試圖片及測(cè)試過程)7項(xiàng)測(cè)試方式分析如下:

1、(調(diào)整風(fēng)速)采用上出風(fēng)下回風(fēng)結(jié)構(gòu),通過變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,降低箱體內(nèi)循環(huán)風(fēng)的風(fēng)速;

①風(fēng)速降低到1m/s后,箱體內(nèi)的溫度均勻指標(biāo)與波動(dòng)指標(biāo)在溫度到達(dá)設(shè)定溫度后穩(wěn)定1個(gè)小時(shí),溫度波動(dòng)度滿足測(cè)試要求,但溫度均勻性就差很多只能勉勉強(qiáng)強(qiáng)能夠滿足測(cè)試要求;

②放電過程中,通過日置LR8431-30多路溫度測(cè)量?jī)x測(cè)得上層電池表面溫度最高升到2.3℃,下層電池表面溫度升到8.7℃

③放在上層的電池放電容量為13023mAH,下層電池放電容量20136mAH;上下層樣品試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)相差較大;

測(cè)試總結(jié):兩塊電池測(cè)試的溫度環(huán)境相差1.8℃,表面風(fēng)速有較大差異,即便是調(diào)整風(fēng)速降低到1m/s,兩處的風(fēng)速差異仍然很大(出風(fēng)口風(fēng)速為1m/s時(shí),回風(fēng)口風(fēng)速為0.2m/s),因此測(cè)試結(jié)果出現(xiàn)了比較大的差異。

2、電芯表面裝兩塊硅膠板,電芯表面夾裝兩塊鋁板測(cè)試,與未做過任何改裝的電芯對(duì)比測(cè)試;

測(cè)試環(huán)境:408升防爆高低溫試驗(yàn)箱,溫度測(cè)量工具為日置LR8431-30多路溫度測(cè)量?jī)x,風(fēng)速測(cè)量?jī)x器:希瑪AR866A手持式風(fēng)速儀,三種方式同時(shí)測(cè)試,均放在箱內(nèi)中間層,并排擺放,箱內(nèi)溫度設(shè)定-20℃,溫箱指標(biāo)均勻度在2℃以內(nèi),波動(dòng)度在0.6℃,溫度偏差±1℃以內(nèi),箱內(nèi)出風(fēng)口風(fēng)速2m/s,回風(fēng)口風(fēng)速0.6m/s

測(cè)試總結(jié):

①硅膠板:

放電容量為22685nAH,放電率81.20%;

測(cè)試過程中,電池表面溫度最高達(dá)到2.5℃;

硅膠板保溫效果好,電芯在-20℃下放電,電芯放電過程中產(chǎn)生熱量被硅膠板有效保護(hù),造成電池整體溫度升高,放電性能較好。

②鋁板:

放電容量為17263nAH,放電率53.62%;

測(cè)試過程中,電池表面溫度最高為-16.2℃;

鋁板導(dǎo)溫效果好,與硅膠板完全相反,測(cè)試結(jié)果相當(dāng)給電芯加大了散熱面積。

3、使用目前主流左吹右回式水平垂直送風(fēng)高低溫試驗(yàn)箱做-20℃充放電測(cè)試;

測(cè)試環(huán)境:408升防爆高低溫試驗(yàn)箱,溫度測(cè)量工具為日置LR8431-30多路溫度測(cè)量?jī)x,風(fēng)速測(cè)量?jī)x器:希瑪AR866A手持式風(fēng)速儀,箱內(nèi)溫度設(shè)定-20℃,溫箱指標(biāo)均勻度在2℃以內(nèi),波動(dòng)度在0.6℃,溫度偏差±1℃以內(nèi),電芯擺放4個(gè)在箱內(nèi)上層出風(fēng)口、下層出風(fēng)口、上層回風(fēng)口、下層回風(fēng)口,電芯擺放處風(fēng)速為箱內(nèi)上層出風(fēng)口2.2m/s、下層出風(fēng)口2.1m/s、上層回風(fēng)口0.6m/s、下層回風(fēng)口0.4m/s。

測(cè)試總結(jié):

①上層出風(fēng)口電芯測(cè)試過程中,電池表面溫度最高為-14.2℃;

②下層出風(fēng)口電芯測(cè)試過程中,電池表面溫度最高為-14.9℃;

③上層回風(fēng)口電芯測(cè)試過程中,電池表面溫度最高達(dá)到-8.3℃

④下層回風(fēng)口電芯測(cè)試過程中,電池表面溫度最高達(dá)到-7.8℃

4、出風(fēng)處做風(fēng)向引導(dǎo),改變風(fēng)循環(huán)方向測(cè)試,避免循環(huán)風(fēng)直吹電芯;

測(cè)試環(huán)境:408升防爆高低溫試驗(yàn)箱把出風(fēng)口遮擋,把風(fēng)引導(dǎo)從內(nèi)箱兩側(cè)下到回風(fēng)口,溫度測(cè)量工具為日置LR8431-30多路溫度測(cè)量?jī)x,風(fēng)速測(cè)量?jī)x器:?,擜R866A手持式風(fēng)速儀,箱內(nèi)溫度設(shè)定-20℃,溫箱指標(biāo)均勻度在2℃以內(nèi),波動(dòng)度在0.6℃,溫度偏差±1℃以內(nèi),電芯擺放在箱內(nèi)正中間,電芯擺放處風(fēng)速為0.2m/s

測(cè)試總結(jié):

①高溫試驗(yàn),結(jié)果溫度均勻性可以達(dá)到要求;熱空氣往蔓延上涌基本滿足要求;

②低溫條件下箱體內(nèi)部的溫度均勻性達(dá)不到要求,溫度偏差超過2℃;冷空氣密度大,自然下落,內(nèi)箱循環(huán)風(fēng)沒有直吹電芯,因此,箱內(nèi)有風(fēng)的位置與電芯擺放位置的溫度相差較大,電芯擺放處低溫始終無法穩(wěn)定

5、使用東莞卡文迪自主研發(fā)的無風(fēng)高低溫試驗(yàn)箱,多個(gè)電芯放入多格測(cè)試箱內(nèi)做-20℃充放電測(cè)試;

測(cè)試環(huán)境:無風(fēng)高低溫試驗(yàn)箱,溫度測(cè)量工具為日置LR8431-30多路溫度測(cè)量?jī)x,箱內(nèi)溫度設(shè)定-20℃,溫箱指標(biāo)均勻度在0.8℃以內(nèi),波動(dòng)度在0.3℃,溫度偏差±0.8℃以內(nèi),共測(cè)試8個(gè)電芯,8個(gè)電芯各自擺放在單個(gè)容器內(nèi),電芯擺放處為無風(fēng)狀態(tài)。

測(cè)試總結(jié):

①高溫試驗(yàn),8個(gè)容器內(nèi)的溫度接近一致,8個(gè)電芯測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果幾乎一致。

②低溫試驗(yàn),8個(gè)容器內(nèi)的溫度接近一致,8個(gè)電芯測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)果幾乎一致。

在無風(fēng)環(huán)境下,電芯產(chǎn)生的熱量被容器內(nèi)的溫度均勻消耗了,幾個(gè)電芯都是在同一種溫度環(huán)境,并且沒有風(fēng)循環(huán)給每個(gè)電芯不一樣的風(fēng)速和受風(fēng)面,電芯測(cè)試結(jié)果出奇的接近,是非常理想的測(cè)試設(shè)備。

6、冷卻板夾具測(cè)試,將電芯表面用冷卻板直接貼合,冷卻板內(nèi)溫度控制在-20℃進(jìn)行循環(huán),并放進(jìn)高低溫試驗(yàn)箱做-20℃溫度循環(huán);

測(cè)試總結(jié):

測(cè)試過程中,電池兩個(gè)大面完全與冷卻板貼為一體;

冷卻板制冷效果相當(dāng)好,在給電芯做溫度測(cè)試時(shí)溫度比較穩(wěn)定,測(cè)試結(jié)果比加鋁板測(cè)試結(jié)果還要差。

7、將電芯進(jìn)容器內(nèi)密封,容器采用1.5mm不銹鋼滿焊,放進(jìn)高低溫試驗(yàn)箱內(nèi);

①用1.5mm304不銹鋼做4個(gè)四方的盒子,其中一面開口,放進(jìn)充放電測(cè)試線,在盒子內(nèi)連接好電芯;

②用1.5mm鋁板焊接做4個(gè)四方的盒子,其中一面開口,放進(jìn)充放電測(cè)試線,在盒子內(nèi)連接好電芯;

影響測(cè)試的因素


電芯完全沒有接觸到高低溫箱內(nèi)的循環(huán)風(fēng),通過盒子傳導(dǎo)溫度到電芯,溫度穩(wěn)定后盒子內(nèi)的均勻度非常好!完全無風(fēng)的狀態(tài)下,讓電芯發(fā)揮了原有的性能指標(biāo)。

缺點(diǎn):盒子裝電芯流程繁瑣,溫度穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng),不銹鋼相對(duì)鋁板溫度更慢。

從以上測(cè)試中可以看出,多個(gè)產(chǎn)品同時(shí)放電時(shí)放電效率的一致性要求較高,需要解決兩個(gè)問題:

1、多個(gè)電芯放置處的風(fēng)速要一致;風(fēng)速一致,風(fēng)速的大小偏差,直接影響到電芯發(fā)熱量,目前市面上所有的高低溫箱均不符合要求或浪費(fèi)空間太大。

2、多個(gè)電芯放置處的溫度要一致;單箱體空間太大,溫度均勻度要控制相當(dāng)好,風(fēng)吹得到的地方和風(fēng)吹不到的地方,盡量不要放電芯,盡量都放在同一水平線的位置。

測(cè)試總結(jié):

環(huán)境試驗(yàn)箱設(shè)計(jì)需要考慮的因素比較多,比如:安全、防爆、泄壓、排氣、制冷控制、循環(huán)方式、循環(huán)風(fēng)影響等,因此鋰電池的環(huán)境試驗(yàn)箱應(yīng)該是行業(yè)專用,以往老式強(qiáng)制空氣循環(huán)式的環(huán)境箱可能要遭到淘汰。



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為客戶提供研發(fā)高精尖試驗(yàn)儀器, 為客戶品質(zhì)把好關(guān)。
公司主營(yíng)電池?cái)D壓試驗(yàn)機(jī)、拉力試驗(yàn)機(jī)、防爆高低溫試驗(yàn)箱、
防爆高溫箱鹽霧試驗(yàn)箱、電池檢測(cè)設(shè)備等產(chǎn)品。
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