배터리 등온열계충전 및 방전 과정에서 배터리의 열 변화를 측정하고 배터리 열 관리, 안전 평가 및 성능 최적화를 위한 핵심 데이터 지원을 제공하는 고정밀 열 분석 기기입니다.전력 보상 등 온량 열 원리를 바탕으로 피드백을 통해 전기 가열 부품을 제어하여 배터리가 테스트 과정에서 항상 일정한 온도를 유지하도록 한다.그 핵심부품은 등온열측정블록으로서 밑층과 측정층으로 구성된다. 밑층은 펄첩소자를 통해 항온을 유지하고 측정층은 전기가열기의 전력변화를 기록하여 전지에서 발생하는 열이나 흡수되는 열을 정확하게 계산한다.계기는 일반적으로 비교배터리를 장착하여 측정할 배터리와 비교할 배터리의 열효과를 비교하여 외부의 간섭을 제거하고 측정의 정확성을 확보한다.
배터리 등온열계여러 개의 정밀 서브시스템이 협동하여 작업하다.주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
1. 항온강체
기능: 고도로 안정적이고 균일한 항온 환경을 제공하는데 이것은 등온량열법의 기초이다.
구조 및 특징:
일반적으로 알루미늄이나 구리와 같은 열전도성이 높은 재료로 만들어지며 챔버의 온도 분포가 균일하도록 보장합니다.
내벽은 특수 처리를 거쳐 양호한 열 복사 특성을 가지고 있다.
고효율 단열층 (예: 진공 메자닌 또는 다중 단열재) 을 배치하여 외부 환경과의 열 교환을 최소화합니다.
캐비티 도어/덮개는 O형 밀봉 코일이 있어 기밀성을 보장하고 기류의 교란과 습기의 진입을 방지한다.
2. 정밀온도제어시스템
기능: 챔버 온도를 실시간으로 모니터링하고 가열 또는 냉각 수단을 통해 온도를 설정값 (예: 25 °C) 의 극소 파동 범위 내 (일반 ± 0.1 °C 이내) 로 제어합니다.
주요 구성 요소:
고정밀 온도 센서: 일반적으로 백금 저항 온도계 (Pt100 또는 Pt1000) 이며 참조 프로브로서 챔버의 실제 온도를 실시간으로 모니터링합니다.
가열소자: 례를 들면 전기가열사나 가열막은 강체주위에 분포되여 시스템의 열량손실을 보상하는데 사용된다.
냉각 장치:
외장형 순환냉각기: 가장 흔히 볼 수 있으며 순환액 (예: 에틸렌글리콜 수용액) 을 통해 열을 가져간다.
내장형 압축기 냉각: 장치 내부에 통합됩니다.
액체 질소 냉각: 극저온이 필요한 특수 모델에 사용됩니다.
온도 컨트롤러: 센서 신호를 수신하여 PID 알고리즘을 통해 가열/냉방 전력을 정확하게 조절합니다.
3. 열흐름 측정 및 계산 시스템
기능: 이것은 온도 제어 시스템의 보상 전력에 따라 배터리의 실제 생산 열을 계산하는"두뇌"입니다.
원리:
안정된 상태에서 배터리가 열을 생산하지 않을 때, 온도 제어 시스템은 단지 소량의 출력을 제공하여 챔버가 환경으로 가는 미세한 열 누출을 보상하기만 하면 된다.
배터리가 열을 생산하기 시작하면 챔버의 온도를 그대로 유지하기 위해 온도 제어 시스템은 자동으로 가열 전력을 감소시킵니다 (또는 냉각 전력을 증가시킵니다).
배터리 열 생산율 = 온도 제어 시스템은 전력의 변화량을 보상한다.
구현 방법:
고정밀 전력계 또는 전류/전압 센서를 통해 가열 부품의 입력 전력을 실시간으로 측정합니다.
데이터 수집 시스템은 전력 변화를 기록하고 소프트웨어 포인트를 통해 총 생산 열량을 계산합니다.
4. 견본대와 전기연결
기능: 테스트 대기 배터리를 고정하고 외부 배터리 테스트 장비 (충전 및 방전기) 에 전기 연결을 제공합니다.
구조:
샘플대: 보통 고도열 재료로 만들어져 배터리와 챔버의 온도가 빠르게 균형을 이루도록 합니다.원통, 사각형, 소프트백 등 서로 다른 배터리 형태에 적응하기 위해 다른 클램프를 장착할 수 있다.
고압/대전류 배선기둥: 배터리 양음극에서 외부 충전기에 연결하여 배터리 테스트의 높은 전류를 견딜 수 있습니다.
전압 샘플링 라인: 배터리 단자의 전압을 정확하게 측정하는 데 사용됩니다.
핫 커플/RTD 커넥터: 추가 온도 센서를 연결하여 배터리 표면 온도를 직접 모니터링할 수 있습니다.
5. 가스 관리 시스템
기능: 배터리에서 발생할 수 있는 가스를 안전하게 배출하거나 불활성 환경을 조성하기 위해 챔버의 분위기를 관리합니다.
구성 요소:
불활성 가스 입구: 질소 가스 (N) 또는 아르곤 가스 (Ar) 를 통해 산소를 배출하고 배터리에 불이 나 폭발하는 것을 방지하며 산화 반응 방해를 줄일 수 있습니다.
배기구: 실험실 통풍장 또는 배기가스 처리 시스템에 연결하여 유해 가스 (예: HF, CO, 유기 증기) 를 적시에 배출합니다.
유량계와 밸브: 기체의 유속과 통단을 제어한다.
압력평형관: 강체 내외의 압력평형을 유지하여 기체의 발생으로 인한 압력이 지나치게 높아지는것을 방지한다.
6. 데이터 수집 및 제어 시스템
기능: 모든 신호 통합, 제어 알고리즘 실행, 데이터 표시, 결과 저장.
구성:
마스터 컴퓨터: 전용 소프트웨어를 실행합니다.
데이터 수집 카드: 고속 채집 온도, 출력, 전압, 전류 등 다중 신호.
제어 소프트웨어:
실험 매개변수 (목표 온도, 가스 흐름, 실험 시간) 를 설정합니다.
온도, 열류, 전압, 전류 등의 곡선을 실시간으로 표시한다.
산열률, 누적 산열량, 열용량 등의 결과를 자동으로 계산하여 출력한다.
CAN, USB 또는 이더넷과 같은 외부 배터리 테스트 장치와의 통신을 지원하여 충전 및 방전과 양열을 동기화합니다.
7. 보안 시스템
기능: 특히 배터리의 열 조절 실패가 발생할 경우 장비 및 직원의 안전을 보장합니다.
조치:
초온 경보 및 자동 정지: 온도가 안전 임계값을 초과하면 가열을 차단하고 강제 냉각을 시작합니다.
압력 센서: 챔버 내 압력을 모니터링하고 비정상적으로 상승 할 때 경보 또는 비상 배기를 작동합니다.
가스 탐지기(옵션): H₂, CO와 같은 특정 유해 가스의 농도를 측정합니다.
비상 중지 버튼: 수동으로 즉시 전원 및 가스 공급원을 차단합니다.
폭발 방지 유압 밸브: 극d 상황에서 압력을 방출한다.