Камера для испытаний на тепловой разгон новой энергетической батареи

В условиях стремительного развития индустрии возобновляемой энергии различные виды возобновляемых источников энергии играют важную роль в экономике и обществе.

Это также предъявляет более высокие технические требования к использованию, хранению и транспортировке новых энергетических батарей в условиях низкого напряжения.

Например, характеристики распространения теплового разгона и изменения характеристик новых энергетических батарей в условиях высокогорья и авиаперевозок являются чрезвычайно важными аспектами развития батарей. В настоящее время исследования характеристик теплового разгона и изменения характеристик новых энергетических батарей в условиях низкого напряжения в основном сталкиваются со следующими проблемами:

(1) Существующее оборудование для испытаний на тепловой разгон новых энергетических батарей в основном ориентировано на изучение поведения теплового разгона при нормальном давлении. Исследования характеристик теплового разгона батарей под воздействием давления окружающей среды относительно недостаточны. Необходимо провести дополнительные исследования влияния изменений давления на поведение теплового разгона.

(2) Изучение характеристик поведения батареи при горении и взрыве при различных давлениях окружающей среды имеет особенно важное значение для ранней разработки, среднесрочного использования и последующего предотвращения теплового разгона новых батарей.

Однако в настоящее время отсутствует точное устройство для моделирования изменения давления окружающей среды. Существуют серьезные проблемы в методах управления, что делает контроль давления окружающей среды крайне нестабильным. Трудно точно наблюдать изменения характеристик батареи в барокамере, и достоверность эксперимента низка.

(3) Кроме того, водородные топливные элементы, как новые энергетические батареи, также имеют вышеуказанные проблемы, и необходимо также проверить рабочие характеристики и спектр надежности батареи в условиях различной высоты. Однако из-за особенностей водородных топливных элементов, особенно потому, что водород является легковоспламеняющимся и взрывоопасным газом, при работе оборудования для моделирования давления окружающей среды вращающиеся механизмы в канале потока могут генерировать искры с высокой скоростью, которые затем могут воспламенить водород и вызвать взрыв. Это категорически недопустимо для экспериментального оборудования для моделирования окружающей среды.

В то же время, водород и воздух в топливном элементе реагируют, образуя воду, поэтому выхлопные газы содержат капли. Эти капли могут повредить вращающиеся детали при попадании в оборудование, что влияет на его надежность. Поэтому в устройствах имитации атмосферного давления водородных топливных элементов необходимо избегать этих проблем.

В ответ на вышеупомянутые проблемы и потребности в точном контроле давления окружающей среды в новых энергетических батареях и водородных топливных элементах, в данной статье предлагаются соответствующие решения. Эти решения в основном включают два следующих аспекта:

(1) Техническая модификация существующего устройства имитации давления окружающей среды литиевых батарей, использующая режим управления потоком для достижения программируемого и точного управления давлением окружающей среды в имитационном боксе, чтобы удовлетворить потребности большинства предприятий по производству новых энергетических батарей в имитации давления окружающей среды.

(2) Регулировочный регулятор давления Kao Lu , предназначенный для имитации давления окружающей среды водородных топливных элементов, может решить эту проблему!

Как пропорциональный регулятор давления от Kao Lu решает эту проблему?

Литий-ионные батареи подвержены тепловому разгону в условиях высоких температур, что опасно и может привести к возгоранию или даже взрыву. Для создания имитации условий высокой температуры и давления окружающей среды при тестировании батарей, решение заключается в размещении батареи в закрытом испытательном боксе и контроле давления воздуха внутри бокса для поддержания необходимого давления окружающей среды.

Затем литий-ионный аккумулятор нагревается снаружи, чтобы создать условия для термического воздействия, после чего изучаются изменения таких параметров, как температура и масса, с помощью таких устройств, как термопары и цифровые весы. Термопара измеряет изменение температуры в процессе теплового разгона, а цифровые весы измеряют изменение параметров качества батареи в процессе теплового разгона. Система управления всем испытательным устройством показана на рисунке 1.

Как показано на рисунке 1, вся система управления в основном состоит из контура регулирования давления окружающей среды, контура регулирования температуры нагрева батареи, устройства измерения качества и устройства сбора данных. Их соответствующие функции и техническое содержание следующие:

(1) Контур регулирования давления окружающей среды

Его функция заключается в управлении программируемым давлением газа в испытательном боксе и может автоматически регулировать ряд различных заданных значений давления. Контур управления состоит из пропорционального регулятора давления Kao Lu , вакуумметра, вакуумного насоса, регулятора вакуумного давления и вакуумного трубопровода. Один пропорциональный регулятор давления Kao Lu управляет входным потоком, другой — выходным потоком, а вакуумметр измеряет степень вакуума в камере. Кроме того, он передает сигнал контроллеру, который сравнивает полученный вакуумный сигнал с заданным значением и затем изменяет степень открытия пропорционального регулятора давления Kao Lu , быстро доводя вакуумное давление в камере до заданного значения. Следует отметить, что здесь используется режим управления на выходе, при котором степень открытия входного пропорционального регулятора давления фиксирована, а степень открытия выходного пропорционального регулятора давления изменяется. Это позволяет достичь более высокой точности и стабильности управления давлением в камере.

(2) Контур регулирования температуры нагрева батареи

Его функция заключается в нагреве и регулировании температуры батареи для имитации изменений температуры во время теплового отказа батареи. Контур управления состоит из нагревателя, батареи, неподвижной пластины, термопары и двухканального контроллера. Термопара измеряет температуру батареи и передает ее контроллеру. Контроллер сравнивает полученный температурный сигнал с заданным значением перед началом движения.

(3) Устройство для измерения массы

Его функция заключается в измерении потери массы корпуса батареи в процессе теплового разгона. Прибор для измерения качества представляет собой, главным образом, подвесные цифровые весы. Цифровые весы, расположенные вне защитного бокса, измеряют качество батареи с помощью подвесного троса.

(4) Устройство сбора данных

Его функция заключается в одновременном сборе данных о температуре батареи, давлении окружающей среды и измерении качества, их отображении и сохранении в виде графиков. Устройство сбора данных в основном состоит из многоканального регистратора данных и компьютера. Многоканальный регистратор данных подключен к соответствующему датчику температуры и давления и цифровым весам. Компьютер взаимодействует с регистратором и использует программное обеспечение для отображения и сохранения результатов сбора данных.

Следует отметить, что в предлагаемом решении компьютер также может взаимодействовать с контроллером вакуумного давления и контроллером температуры, а также выполнять настройку параметров, управление работой и отображение кривой изменения параметров процесса управления контроллером посредством соответствующего программного обеспечения.

Система управления имитацией давления окружающей среды батареи, показанная на рисунке 1, не подходит для тестирования характеристик водородных топливных элементов. Это связано главным образом с тем, что механический роторный вакуумный насос может генерировать искры на высокой скорости и воспламенять водород, вызывая взрыв. В то же время в вакуумном трубопроводе будут образовываться капли воды, что приведет к повреждению клапанов и вращающихся частей вакуумного насоса во время испытаний.

Для решения этих двух проблем в предлагаемом в данной статье решении используются следующие две технологии:

(1) Замените вакуумный насос вакуумным генератором, который использует газ высокого давления для создания вакуума. Это позволит избежать опасности искрового возгорания, вызванной вращающимися механическими частями.

(2) Пропорциональный регулятор давления Kao Lu обладает очень хорошими вакуумными герметизирующими свойствами, а вращающаяся часть двигателя полностью изолирована от проходящего газа, что исключает опасность возгорания.

В заключение, данное решение позволяет эффективно предотвращать тепловой разгон различных батарей на новых источниках энергии в условиях переменного давления окружающей среды и высоких температур благодаря усовершенствованной технологии управления давлением окружающей среды на выходе, технологии создания вакуума под высоким давлением газа и технологии автоматического регулирования температуры. Решение обладает следующими выдающимися особенностями:

(1) Он позволяет осуществлять высокоточный контроль давления и температуры окружающей среды, что способствует более точному исследованию и тестированию характеристик батареи.

(2) Контроль давления и температуры окружающей среды может быть запрограммирован и управляем в соответствии с различными заданными значениями, и весь процесс тестирования характеристик батареи может быть осуществлен автоматически.

(3) Пропорциональный регулятор давления КаоЛу значительно снижает трудозатраты на изготовление устройства.


Для получения более подробной информации о пропорциональном регуляторе давления Kao Lu, пожалуйста, свяжитесь с нами!