UL 9540A Metodo di prova per la valutazione della propagazione del fuoco in fuga termica in batteria

Introduzioni
Si applica alla quantità totale di calore rilasciata da una singola batteria al litio 21700 durante la combustione; le singole celle hanno un diametro di 48 mm e un'altezza di 80 mm. 21700-5500mAh 3.6V/4.2V 19.8Wh.

Principio

Esso è progettato sulla base del consumo di ossigeno calcolato sulla base della concentrazione di ossigeno nel flusso di gas dei prodotti di combustione e del tasso di rilascio di calore durante i prodotti di combustione..Il dispositivo è in grado di misurare con precisione il tasso di rilascio di calore durante la combustione di una singola batteria al litio 21700.

Applicazione
Prodotto elettrico ed elettronico
Componenti e accessori di elettrodomestici

Norme

1. Refer to UL9540A "Test Method for Evaluating Thermal Runaway Fire Propagation in Battery Energy Storage Systems to evaluate the test method of thermal runaway fire propagation in battery energy storage systems" standard design;
2. Si rimanda alla norma GB/T16172-2007, ISO5660-1:2002 "Metodo di prova per il tasso di rilascio di calore dei materiali da costruzione".

Caratteristiche

1.La parte di controllo adotta il controllo del computer industriale incorporato, la raccolta e l'elaborazione del segnale adotta una scheda di scheda ad alta precisione a 16 bit, il livello di precisione può raggiungere l'uno per cento,prestazioni stabili, buona ripetibilità.
2.Interfaccia di controllo per computer: utilizzo di attrezzature di alto livello e software di sviluppo professionale di strumentazione (Labview), interfaccia rigorosa, elevato grado di automazione,tutte le procedure e le operazioni ingombranti sono state integrate nel computer, la velocità di risposta è molto veloce, facile da usare, user-friendly interface, foolproof operation.
3.Software operativo: interfaccia Windows XP, stile Labview, meccanismi di sicurezza perfetti. Dati di uscita del computer per il tasso di rilascio di calore da combustione, rilascio totale di calore, concentrazione di fumo.Visualizzazione in tempo reale del flusso di calore - curva temporale, velocità totale di rilascio di calore - curva temporale, produzione di fumo durante la prova.
4Abbiamo molti istituti di ricerca e unità di ricerca scientifica con cui cooperare, come:Istituto di Ricerca della Rete Elettrica di Stato.

Parametri tecnici

1.Struttura della scatola:La progettazione della scatola di prova e di controllo può essere integrata mediante la combinazione di armadi analitici, armadi analitici e armadi per il funzionamento sperimentale.La parte superiore della piattaforma di prova è montata con una finestra di osservazione in vetro temperato come schermo protettivo., e la parte inferiore della finestra di osservazione è vuota come porta di sollievo della pressione per prevenire l'esplosione di gas.
 

2.Sorgente di attivazione del campione:
1azionamento esterno di riscaldamento:
2Composizione: fonte a pressione costante + composizione di riscaldamento elettrico;
3sorgente a pressione costante: potenza regolabile continuamente da 0 a 5 kW;
4piatta elettrica di riscaldamento: 5kw di piatta elettrica di riscaldamento;
5Specificità della piastra elettrica di riscaldamento: lunghezza 150 mm, larghezza 100 mm.
6Framma a prova di esplosione, piastra di acciaio da 10 mm, specifiche 200 mm*200 mm;
7modalità di controllo: controllo del riscaldatore elettrico attraverso una fonte di pressione costante per ottenere la fuga termica causata dal riscaldamento esterno del campione.
8Posizione di installazione del dispositivo di scatto del riscaldamento: la superficie di riscaldamento del dispositivo di riscaldamento deve essere a contatto diretto con la superficie del monomero della batteria.
 

3.Trigger di sovraccarico della batteria al litio:
1Tensione di sovraccarico: 0~10V regolabile;
2Tensione di sovraccarico: 30A;
3Potenza di sovraccarico: 300VA.
4Framma a prova di esplosione: lamiera di acciaio di 10 mm, specifiche 200 mm*200 mm;
 

4.Sistema di raccolta, misura e controllo:
1 Composizione: dal coperchio di raccolta, tubo di fumo, ventilatore di scarico di fumo, piastra dell'apertura dell'acceleratore e dispositivo di misura della velocità dell'aria a pressione differenziale,dispositivo di misura della temperatura dei gas di combustione a termocoppia, segnale di temperatura del fumo al programma di controllo principale per partecipare ai risultati sperimentali del calcolo dei dati, il dispositivo di scarico del fumo è situato nella parte superiore dell'armadio.
2Ventilatore assiale: velocità del vento regolabile, in condizioni di temperatura e pressione standard, il sistema di scarico può rendere il volume di scarico (g / s): 0 ~ 50, precisione (g / s): inferiore a 0.1.
3Capo raccoglitore: corpo conico, bocca di raccolta fumo di 450 mm × 450 mm, su un quadrato di 150 mm × 150 mm, altezza totale di 350 mm,la parte inferiore della cappa di raccolta del fumo e la distanza dalla superficie del campione per (210 ± 50) mm
4Deflusometro a piastra di orifizio: utilizzo di uscita digitale ad alta precisione, uscita di segnale di tensione da 0 a 10v attraverso la trasformazione del modulo di velocità a piastra I/0,direttamente dal computer per controllare il suo flusso.
5Piatta di foro di accelerazione: nella cappa di raccolta fumo e nel tubo di entrata è dotata di una piatta di foro di accelerazione di diametro interno di (57 ± 3) mm,per omogeneizzare le componenti del flusso di gas;
6Il gas viene prelevato con un campionatore ad anello, montato nella cappa di raccolta (685±15) mm all'interno del condotto di aspirazione del ventilatore.per omogeneizzare i componenti del flusso di gas, i fori sono nella direzione opposta al flusso di gas per evitare la deposizione di fuliggine.
7Misura della temperatura del flusso d'aria, misurata da una perdita termoelettrica blindata con un diametro esterno di 1,5 mm. Installato a monte del flussometro della piastra dell'orificio (100 ± 5) mm,posizione dell'asse del tubo di scarico.
8Pippi di scarico: in acciaio inossidabile, diametro di 114 mm, lunghezza di circa 1500 mm, dotati di ventilatori, misuratori di portata, sensori ecc. Assicurarsi che l'apparecchiatura disponga di un buon sistema di ventilazione,dopo il completamento della prova, i prodotti di combustione possono essere scaricati dalla camera di combustione nell'atmosfera.e il flusso d'aria deve essere limitato a un certo intervallo per garantire l'accuratezza dei risultati delle prove.

                                               Sistemi di raccolta e misura

5.Dispositivo di prelievo e pretrattamento del gas:
1Il dispositivo di prelievo e pretrattamento dei campioni di gas è costituito da un campionatore ad anello, un sistema di filtrazione, una pompa di aspirazione, un condensatore e altri componenti;
2 campionatore ad anello campionatore ad anello installato nel tubo di scarico e concentrico con il tubo, con dispositivo di omogeneizzazione del flusso d'aria;
3Filtrazione a tre fasi, resistente alle alte temperature, alla corrosione acida e alcalina e all'ossidazione, con una precisione del filtro non inferiore a 0,45 ~ 50um;
4installazione della cartuccia filtrante con struttura facile da installare e smontare; dispositivo di filtrazione secondaria con funzione di drenaggio del filtro di protezione dell'aria,separazione affidabile dei solidi contenuti nel gas, con una precisione di filtrazione non inferiore a 0,2 μm-20 μm; dispositivo di filtrazione terziaria per filtrare l'acqua nel gas campione dopo raffreddamento.Il cilindro del filtro è facile da smontare e sostituire il mezzo filtro;
5adottando una pompa a vuoto per estrarre il gas da campionamento, la pompa a vuoto ha un basso rumore e una piccola vibrazione, il flusso di pompaggio è di 36L/min e la pressione massima di uscita è di 7KG;
6Equipaggiato con condensatore di refrigerazione a compressione: temperatura del punto di rugiada di 0 ~ 5 °C;
7Equipaggiato con pompa a diaframma KNF tedesca importata, portata di 33 L/min, vuoto: 700 mmHg, pressione: 2,5 bar;
8Propulsore di gas di campionamento dotato di sistema di auto-pulizia, dopo il completamento dell'esperimento può essere impostato per invertire il soffio del gas di campionamento pulito.
 

6.Calibrazione del bruciatore e del suo sistema di alimentazione del gas:
1Equipaggiato con tubi di ottone, ecc. come bruciatore di taratura, il bruciatore adotta il dispositivo di riempimento e filtraggio delle fibre per espandere il gas combustibile e bruciare uniformemente.
2sistema di alimentazione del gas del bruciatore di taratura per i regolatori, i manometri, la MFC, ecc., per determinare se può fornire una fonte stabile di gas per la combustione.lineare ± 00,5% F.S., tempo di risposta ≤ 2 secondi.
3Il bruciatore di taratura può essere sospeso e montato sotto il cono di radiazione mediante un apparecchio di tipo clip, che richiede un'operazione facile e un posizionamento preciso.
4Per calibrare la risposta dell'intero sistema di prova, viene utilizzato come bruciatore di calibrazione un tubo di ottone con apertura quadrata e sezione quadrata.un foro con una superficie di (500±100) mm2 viene tagliato nel metallo a forma di giardino, l'apertura è coperta da una rete di filo per diffondere il gas e il tubo è riempito di fibre ceramiche per aumentare l'omogeneità del flusso di gas.

1Analisatore di ossigeno (O2): Germania (Siemens) SIEMENS, tipo paramagnetico.

a.Gamma di misura: (0-25)%.

b.uscita del segnale: 4-20mA;

c. Risoluzione 100×10-6

d.Umidità relativa: < 90% (senza condensazione)

e. deviazione di linearità: < ± 0,1% di O2;

f.Drift zero: ≤ 0,5%/mese;

g.Drivazione di intervallo: ≤ 0,5%/mese

h. Tempo di elaborazione del segnale interno inferiore a 1 s;

j.Tempo di risposta: T90 < 5 secondi

k.Ripetibilità: < ± 0,02% di O2;

Display locale: display a cristalli liquidi LCD (con retroilluminazione)

m.Uscita analogica: 420mA 750Ω

n.Temperatura ambiente: 5 °C ~ +45 °C; alimentazione: 220 VAC ± 10%, 50 ~ 60 Hz.

o.La deriva del rumore dell'analizzatore entro 30 minuti non è superiore allo 0,01%; la risoluzione dell'output di acquisizione dei dati è superiore allo 0,01%6;

7.analizzatore di anidride carbonica (CO2): origine: modulo sensore a infrarossi non discriminanti (NDIR) AGM Sensors Germania:

1) Principio di misura: NDIR infrarosso non discriminante, doppia lunghezza d'onda, raggio singolo.

2)Varietà di misura: 0-10%;

3)Tempo di risposta: ≤ 6 s.

4)Precisione: scala completa ± 2% FS

5) Stabilità: a scala completa ± 2% FS (più di 12 mesi)

6) Ripetibilità: ±0,2% (al punto zero), 1% (al gas campionato)

7)Valore minimo di rilevamento: < 1% FS della scala completa

8)Errore di linearità: < 2%FS di scala completa

9)Controllo dello stato/del guasto: display LED bicolore

10)Stato/uscita del guasto: +5V HCMOS sul connettore a 34 pin

11) Uscita analogica: 420mA 750Ω

12)Temperatura ambiente:5°C+45°C

(13) Fornitura di alimentazione: 220VAC ± 10%, 50 ~ 60Hz 5000W

(14) 30 min di deriva del rumore dell'analizzatore non sono superiori a 100 × 10-6

8.analizzatore di monossido di carbonio CO: origine Germania Modulo sensore a infrarossi non discriminante (NDIR) AGM Sensors: (facoltativo)

1) Intervallo di misura: 0 ‰ 1%;

2) Tempo di risposta: < 6 s

3) Ripetibilità: 0,1 ppm

4) Drift zero: ≤ 2%/settimana

5) Diffrazione di intervallo: ≤ 2%/settimana

6) deviazione lineare: < ± 1%

9.analizzatore nella portata del gas di 3,5 L/min, il circuito del gas è dotato di un flussometro per evitare il sovraccarico dell'analizzatore; la portata del flussometro è di 0,5 ~ 5 L/min;dotato di un dispositivo di deviazione disperso per svuotare il gas in eccesso.

10.L'interfaccia di taratura è riservata alla taratura dei sensori di gas dell'analizzatore di gas.

11.Sistema di misura della densità di fumo:

il sistema di misura della densità di fumo è collocato nel tubo di scarico vicino alla fine della ventola di scarico, dal dispositivo di lancio della sorgente luminosa, dal meccanismo di correzione, dal dispositivo di misura della temperatura, ecc.,processo di misurazione dovuto all'accumulo di polveri di fumo, la trasmissione luminosa non deve essere ridotta di più del 5%.

13Fonte luminosa:

il dispositivo di emissione della sorgente luminosa è un laser a elio-neon in grado di produrre una sorgente di luce rossa con una lunghezza d'onda spettrale di 632,8 nm e una polarizzazione casuale per la prova della concentrazione di fumo;la linearità del regolatore all'estremità ricevente della sorgente luminosa è ≥ 990,8% e l'instabilità è < 0,1%;

il canale della sorgente luminosa è progettato con un meccanismo di taratura in grado di correggere il 100% e lo 0% della ricezione della sorgente luminosa;una termocoppia è installata su un lato dell'elemento luminoso per misurare la temperatura del fumo, e forniscono segnali al programma di controllo principale per partecipare al calcolo dei dati dei risultati sperimentali.

14.Lente:

Lenti convesse di diametro 50 mm e lunghezza focale 60 mm, in modo che il raggio parallelo attraverso il tubo di scarico sia di diametro 30 mm.

15.Elemento di ricezione fotoelettrica:

Giappone L'elemento fotoelettrico in silicio monocristallino Hamamatsu viene utilizzato per determinare la densità di fumo mediante la variazione dell'intensità del fascio luminoso ricevuto,e l'accuratezza della misura dell'intensità luminosa non deve essere inferiore al ± 5%..

16.L'accuratezza della funzione standard di cromaticità del rivelatore del sistema ottico non deve essere inferiore a ± 5%, e la linearità di uscita deve essere entro il 5%;

17.Il misuratore ottico della densità di fumo è installato nella posizione di distribuzione uniforme del fumo nel tubo di scarico, il fascio luminoso può passare attraverso il tubo di scarico verticalmente,l'installazione del misuratore ottico della densità di fumo non influisce sulla misurazione della velocità e sul campionamento, la finestra di vetro del misuratore ottico della densità di fumo è fatta di litro

18Sistema di controllo:
1Modo di interfaccia di controllo per computer: utilizzo di un computer + controllo software professionale, funzionamento guidato, facile da usare, sicuro e affidabile,tutte le procedure e le operazioni ingombranti sono state integrate nel computer, la velocità di risposta è molto veloce, facile da usare, user-friendly interface, foolproof operation.
2Il software adotta LabeView, un software di sviluppo speciale per strumenti e attrezzature, e la scheda di controllo di acquisizione dei dati; può visualizzare i dati di prova in tempo reale durante la prova di controllo,e realizzare il calcolo automatico dei dati, acquisizione e elaborazione, salvataggio e produzione di dati di rapporti sperimentali e risultati di misurazione; ha le caratteristiche di un'alta intelligenza, di un funzionamento guidato dei menu,semplicità e funzionamento intuitivo, il che rende i risultati dei test più accurati.
3Procedimenti di pre-calibrazione e di calibrazione di lavoro integrati nell'apparecchiatura, che possono essere convenienti per pesare la precisione dell'apparecchiatura, cono di radiazione sotto diverse temperature di cono di illuminazione da radiazione,correzione zero del circuito ottico, l'analizzatore di ciascuna taratura di precisione del sensore;
4Possono essere impostate modalità di taratura dei sensori individuali, compresa la taratura in singolo o doppio punto dell'analizzatore dell'ossigeno, dell'analizzatore del biossido di carbonio, dell'analizzatore del monossido di carbonio,trasduttore di micropressione differenziale, sistema di misura della densità di fumo, pesatore, controllo del flusso di massa, per ottenere la migliore linearità;
calibrazione con parametro 5C: la deviazione del fattore C di due calibrazioni non supera il 5% e l'apparecchiatura funziona in modo stabile dopo la calibrazione, il che garantisce risultati di misura reali e affidabili.
6Interfaccia di controllo dello stato, in grado di ottenere lo stato di funzionamento di ciascun componente del sensore dello strumento in un colpo d'occhio; può registrare i valori di funzionamento di ciascun sensore,compresi i sensori di micropressione differenziale, temperatura del camino, analizzatore di ossigeno, analizzatore di anidride carbonica e analizzatore di monossido di carbonio; il modello di relazione è in formato EXCELL, che può visualizzare le modalità di valore grafica e numerica.
7può misurare direttamente le proprietà del materiale, compresa la velocità di rilascio di calore, il tempo di accensione, il calore di accensione, il tasso di perdita di massa, il tasso di rilascio di fumo, il calore effettivo di combustione, la generazione di CO2, CO, ecc.;l'uscita dei dati di prova, può essere salvata e stampata; con funzionalità potenti, in particolare può essere confrontata con più curve,si può confrontare intuitivamente la differenza tra le caratteristiche di combustione del materiale.
8Il sistema di acquisizione può raccogliere e registrare la concentrazione di ossigeno, la temperatura, il tasso di rilascio di calore, il flussometro della piastra di orifizio, le termocoppie, il flusso di gas di combustione caldo,tempo di accensione e di estinzione del campione, consumo totale di ossigeno, tasso di perdita di massa, rilascio totale di calore, curve di generazione di anidride carbonica e di monoossido di carbonio, tutto il processo di curve quantitative e dati in tempo reale.Può essere salvato e stampato.
9Sistema di accensione: generatore di scintille ad alta tensione con dispositivo di arresto di sicurezza, accensione automatica ad alta tensione, posizionamento automatico, il campione nella piattaforma di combustione mediante accensione dell'accenditore,velocità di accensione è rapida, può garantire l'accuratezza dei risultati delle prove.

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