배터리 열 특성 측정 시스템

1. 적용 범위:

배터리 열 특성 측정 시스템배터리 단량체가 연소할 때 방출열의 총량을 측정하는 데 적용된다.원통, 소프트백, 사각형 하드 케이스 등 각 유형 용량이 300Ah 이하인 배터리 단일 샘플을 만족시킬 수 있다.

연소산물 기류 중 산소 농도를 통해 계산된 산소 소비량과 연소산물 시열 방출 속도를 설계 원리로 한다.재료의 열 방출 속도도 재료 연소 성능에서 가장 중요한 매개 변수이다.이 설비는 재료 연소 과정 중의 열 방출 속도를 비교적 정확하게 측정할 수 있다.이 기구는 테스트가 편리하고 정확하여 화재의 위해와 그 난연예방퇴치처리를 예측하는데 극히 중요하다.

이 기구는 비표준 맞춤형이다.

2. 참조 기준:

2.1 GB/T27904-2011"화염인화가구와 부품의 연소성능시험방법"표준을 참고한다.

2.2 GB/T25207-2010"화재시험 표면제품의 실체 방화시험방법"과 ISO9705.1~2:2016 표준 참조

2.3 GB/T38031-2020"전기차용 동력축전지 안전요구"기준을 참고한다.

2.4 GB31241-2014"휴대용 전자제품용 리튬이온 배터리와 배터리 팩 안전 요구 사항 참조;

2.5 BYD의 블레이드 배터리 안전 요구 사항

이상의 표준 설계를 참고하였습니다.

3. 배터리 단일 연소 시 기술 분석:

3.1 배터리 단량체 및 BYD 블레이드 배터리 규격 (L905mm, H118mm, W13.5mm) 에 따라 예상 열 방출 총량은 700KW이다.

3.2 배터리 연소 시 수집 시스템;

3.2.1 연소 시 시험 기간에 연소하여 발생하는 모든 연기를 수집할 수 있어야 한다. 샘플은 1m*0.5m이고 수집탑은 3m*4.5m까지 해야 연기를 효과적으로 수집할 수 있다.표준 ISO9705.1-2016 섹션 7에 따릅니다.(GB/T25207 및 ISO9705500KW 연기 수집탑은 3m*3m;미국 The NIST 3 Megawatt Quantitative Heat Release Rate Facility 3MW 담배 수집탑은 9m*12m);

3.2.2 수집 파이프(즉, 측정 구간): 지름 0.4m, 길이 5m를 요구하며 배연 능력은 3.5m3/s보다 크다.

위의 기술 요구 사항에 따라 다음과 같이 설계되었습니다.

4. 계기의 주요특징:

4.1 제어 부분은 임베디드 공작 제어기 제어를 사용하고 신호의 수집과 처리는 16비트 고정밀 보드 카드를 사용하며 정밀도 등급은 1% 에 달할 수 있고 성능이 안정적이며 중복성이 좋다.

4.2 컴퓨터 제어 인터페이스: 고급 장비와 기기 전문 개발 소프트웨어(Labview)를 사용하고 인터페이스가 엄밀하며 자동화 수준이 높으며 모든 번거로운 프로그램과 연산이 컴퓨터에 통합되어 반응 속도가 매우 빠르고 조작이 편리하며 인성화된 인터페이스, 바보식 조작이다.

4.3 운영 소프트웨어: Windows xp 운영 인터페이스, Labview 스타일, 완벽한 보안 메커니즘.컴퓨터 출력 데이터는 연소열 방출 속도, 총 방출 열량, 품질 손실 속도, 연기 방출 속도, 화염 전파 지수, CO2 생성 속도, 연기 농도 등이다.테스트 기간 동안 실시간으로 열 흐름-시간 곡선, 질량 유량-시간 곡선, 총 열 방출률-시간 곡선, 이산화탄소 CO2 발생량, 일산화탄소 CO 발생량, 담배 발생량, 표면 온도-시간 곡선을 표시합니다.

5. 주요 성능 매개변수:

5.1 전체 기계는 시험대, 무게 측정 장치(품질 손실), 샘플 촉발원, 배기 점화 장치, 원추형 수집기, 배연 파이프, 측정 장치, 풍기, 가스 분석기 등으로 구성된다.

5.2 시험대 및 무게 측정 장치:

5.2.1 시험대: 길이 1200mm, 너비 500mm; 그림 2 참조;

5.2.2 무게 측정 장치: 양정 50kg, 정밀도 1g, RS485 출력 인터페이스를 가지고 컴퓨터가 실시간으로 데이터를 추적하고 수집하여 품질 손실과 시간의 곡선을 형성한다.

5.2.3 무게 측정 장치는 원격 전송 신호 기능을 가진다.

5.2.4 컴퓨터가 무게 측정 장치에서 오는 신호를 받아 품질 손실의 실시간 곡선을 감시하고 그릴 수 있다.

5.2.5 품질 손실을 테스트하는 장치는 내온 기능을 가진다.

5.2.6 배터리는 지면에서 127mm ± 76mm 떨어진 무게 측정대에 배치됩니다.

5.2.7 무게 측정대는 커버가 수집된 형상 중심의 바로 아래에 있습니다.

5.2.8 무게 측정 테이블은 500mm*500mm입니다.

5.3 샘플 트리거 소스:

5.3.1 외부 화염 점화 촉발원: 아래 그림 참조.

5.3.1.1 외부 화염 점화 촉발원은 표준 점화기와 가스 공급 시스템으로 구성된다.

5.3.1.2 표준 점화기 하우징은 1.0mm 강판을 선택하여 용접한다. 사이즈는 170 * 170 * 145mm이다. 하우징은 금속망에서 상하 2층으로 나뉘어 각각 자갈과 모래를 채운다. 하층 자갈의 채움 높이는 100mm이고 상층은 모래와 점화기의 상연이 평하며 모래의 입경은 2-3mm이고 자갈의 입경은 4-8mm이다.

5.3.1.3 가스원: 순도 95% 이상의 액상 프로판의 병조, 감압기, 안정기, 측정장치 및 송기관 등으로 구성된다.

5.3.2 외부 가열 트리거: 아래 그림 참조;

5.3.2.1 전기 가열판을 이용하여 가열하고 작열하여 연소한다.그 표면은 도자기 금속을 덮고 있다.

5.3.2.2 규격: 길이 500mm, 폭 350mm;

5.3.2.3 가열 전력: 3kw;

5.3.2.4 제어 방식: 항압원을 통해 전기 가열기를 제어한다.

5.3.2.5 가열 트리거 장치 설치 위치: 가열 장치의 가열면을 배터리 단일 표면과 직접 접촉한다.

5.3.3 침술 촉발: 그림과 같다.

5.3.3.1 구성: 가압장치와 바늘끝으로 구성;

5.3.3.2 자침 재료: 강재;

5.3.3.3 자침직경: 3mm~8mm;

5.3.3.4 바늘끝 모양: 원추형, 각도는 20~60°;

5.3.3.5 침술 속도: 0.1mm/s~10mm/s 설정 가능;

5.3.3.6 핀 위치 및 방향: 배터리 단량체에 열 제어가 되지 않는 위치와 방향을 선택합니다 (예: 극판에 수직인 방향).

5.3.3.7 가압톤수: 2톤;

5.3.3.8 회전 메커니즘: 서보 모터 + 롤러 철봉을 사용합니다.

5.4 배기 점화 장치:

5.4.1 측정된 샘플의 열 통제 불능 초기에 배출된 가연성 가스는 외부 점화 장치를 사용한다.

5.4.2 점화 방식: 고압 점화 방식으로 원격 제어한다.

5.4.3 점화 시간: 1~10s 설정 가능;

5.4.4에 불이 붙으면 이 장치는 자동으로 화원 밖으로 이동한다.

5.5 원추형 수집탑: 그림과 같다.

5.5.1 배터리 연소로 발생하는 담배 연기를 모두 수집한다.

5.5.2 수집탑: 하단 사이즈 3000 * 3000mm, 높이 1000mm, 하단과 무게 측정 장치의 표면은 150mm, 원추형 수집기의 상단은 900 * 900 * 900mm 입방체, 여류 효과를 증가시키기 위해 500 * 900mm의 강판 두 개를 상단의 정방체에 설치하여 연기 균일기를 형성한다.

5.6 배연 파이프: 그림과 같다.

5.6.1 연기 균일 혼합기의 출구에 설치되며 내경은 400mm, 직관 구간은 5M이다.

5.6.2 직관 구간의 양쪽 끝에 균류기를 설치하여 파이프 안의 기체가 고르게 흐르도록 해야 한다.

5.6.3 시스템의 측정 세그먼트는 배기 파이프의 직관 세그먼트와 가스 균일 혼합기의 위치에 설치해야 한다.

5.7 송풍기:

5.7.1 배기량은 15000M3/H로 파이프의 배연 능력이 3.5M3/s보다 크도록 보장한다;

5.7.2 풍기의 배기량은 주파수 변환기가 제어하여 연속적으로 조절할 수 있다;

5.7.3 송풍기 전력: 37kw, AC380V.

5.8 측정 세그먼트:

5.8.1 가스 부피 유량 측정 장치: 그림과 같다.

5.8.1.1 가스의 부피 유량은 양방향 프로브, 차압 변송기와 시간 상수가 0.1S보다 크지 않은 열전극으로 측정한다. 양방향 속도측정 프로브와 열전극은 배연 파이프 측정 구간의 파이프 단면 중심, 양방향 속도측정 프로브 구조, 차압 변송기는 용량형을 선택하여 해상도가 ±1%Pa보다 높고 측정 범위는 0~2000Pa이며 측정 오차는 0.5% 미만이어야 한다.

5.8.1.2 볼륨 트래픽의 측정 정밀도는 ±5% 이상이며 초기 상태에서 최종 상태 트래픽의 90% 까지 단계 변경에 대한 응답 시간은 1S 미만입니다.

5.8.2 프로판 유량계: 프로판 품질 유량계(MFC) 측정,

5.8.3 가스 분석: SERVOMEX 4100 가스 순도 분석기

5.8.3.1 산소:

5.8.3.1.1 측정 범위 0-25% O2

5.8.3.1.2 측정원리: 기계순자기

5.8.3.1.3 정밀도: <0.1% O2

5.8.3.1.4 선형도: <0.1% O2

5.8.3.1.5 반복성: < 판독의 0.1%

5.8.3.1.6 영점 표류 /h: <0.002%

5.8.3.1.7 양정 표류/h: <0.002%

5.8.3.2 이산화탄소 및 일산화탄소:

5.8.3.2.1 측정 범위 0 – 10% CO2

5.8.3.2.2 측정 범위 0~1% CO

5.8.3.2.3 측정원리: 관련 적외선

5.8.3.2.4 정밀도: < 양정의 1%

5.8.3.2.5 선형도: < 양정의 1%

5.8.3.2.6 반복성: < 측정의 1%

5.8.3.2.7 영점 표류/주: < 양정의 2%

5.8.3.2.8 표류/일: <판독수의 1%

5.8.3.2.9 디스플레이: LED LCD

5.8.3.2.10 아날로그 출력: 4소켓 격리 4-20mA 출력

5.8.3.2.11 출력 접점: 6소켓 전압과 무관한 단일 접점 출력(264VAC 또는 30VDC/ 1.0A)

5.8.3.2.12 디지털 통신 프로토콜: RS232/RS485 Modbus

5.8.3.2.13 유량계 없음, 내부 필터 없음

5.8.3.2.14 전원 공급 장치 170-264Vac, 50Hz

5.9 가스 샘플링 시스템

5.9.1 가스 샘플링 시스템은 샘플링 튜브, 2 단계 필터, 응축기, 스테인리스 스틸 카테터, 샘플링 펌프, 샘플 가스 분배기 등으로 구성됩니다.

5.9.2 샘플링관은 배연관의 측정구간에 설치되며 기체가 균일하게 혼합된 부위는 샘플링관이 공기구멍으로 들어가 아래로 내려가 연기때의 막힘을 피면한다.

5.9.3 샘플링관은 스테인리스강관을 선택하여 제조해야 하며 기체는 분석기구에 진입하기전에 2급려과 (1급 150µ~200µ, 2급 3µ) 를 거쳐 가스샘플을 5 ℃ 이하로 냉각해야 하며 샘플링관은 될수록 짧아야 한다.

5.9.4 가스 샘플은 샘플링 펌프에서 분석 기기로 보내지며, 샘플링 과정에서 기름이나 유사한 물질이 가스 샘플을 오염시키는 것을 피한다. 샘플링 펌프의 용량은 10~50L/min이고, 각 가스 분석기의 소모는 1L/min이며, 펌프에서 발생하는 압차는 약 10KPa이다.

5.9.5 가스 샘플은 배연 파이프라인에서 가스 분석 기기로 들어가는 시간 간격이 1S를 초과해서는 안 된다.

5.10 광학 담배 밀도 장치: 그림과 같다.

5.10.1 광학연밀도계: 광원, 렌즈, 광전소자 등으로 구성되며 측정과정에서 연기의 적진으로 인해 광투과률의 감소는 5% 를 초과해서는 안된다.

5.10.2 광원: 6V, 10W의 요오드 텅스텐 램프, 필라멘트의 작동 온도는 2900 ± 100K, 광원의 전원 공급 정밀도는 ± 2% 이다.

5.10.3 렌즈: 직경 50mm와 초점거리 60mm의 볼록렌즈로 배연 파이프를 통과하는 평행 빔의 직경을 30MM으로 한다.

5.10.4 광전 수신 소자: 단결정 실리콘 광소자를 사용하여 수신된 빔의 강도 변화를 통해 담배 밀도를 확정하고 광강도의 측정 정밀도는 ±5% 이상이어야 한다.

5.10.5 광학연밀도계는 배연관의 연기 분포가 균일한 위치에 설치해야 한다. 광속은 배연관을 수직으로 통과할 수 있다. 광학연밀도계의 설치는 속도 측정 및 샘플링에 영향을 주어서는 안 된다. 광학연밀도계의 유리창은 석영유리를 선택해야 한다.

5.10.6 광수신기 측정범위 및 정밀도: 파장범위(350-1000)mm, 이득조정가능, 전압출력 6V, 제어기 선형도≥99.8%, 불안정도<0.1%.광원 수신 정밀도 0.1%

5.11 데이터 수집: 데이터 수집 시스템은 산소 농도, 일산화탄소 농도, 이산화탄소 농도, 온도, 담배 밀도, 열 방출 속도, 품질 손실 등 시험 데이터를 수집하고 기록한다.데이터 수집 빈도와 데이터 처리 시간은 3s당 1회입니다.

5.12 이미지 수집: 고온에 견디는 카메라로 시험 과정을 촬영한다.

5.13 연소열 교정: MFC를 통과한 프로판의 질량 및 열값에 근거하여 계산된 연소열과 산소 소모량 원리에 근거하여 계산된 연소열의 경우, 양자의 편차는 5% 이내이다

5.14 25%, 50%, 75% 의 3개 조의 필터를 사용하여 자동교정을 진행하고 광로가 필터를 통과하는 광강도를 계산하여 계산수치와 필터리론값을 비교하는데 량자의 편차가 5% 이내이다.

5.15 운영 인터페이스:

6. 장치 구성 목록: