تعمل وحدات بطاريات المركبات الكهربائية في بيئة حرارية أكثر قسوة مما يتوقعه العديد من المشترين. قد تواجه الحزمة بداية صباحية متجمدة، وحرارة شحن سريع، ودرجات حرارة طرق صيفية، وتغير في لوحة التبريد، وتخزين في حاوية، وعمر خدمة طويل داخل منصة مركبة محكمة الإغلاق. لا تؤثر هذه التغييرات على أداء الخلايا فحسب، بل تضغط أيضًا على اللحامات، وقضبان التوصيل، والأختام، والمواد اللاصقة، وأجزاء العزل، ومبيتات الوحدات، وأجهزة الاستشعار، والموصلات.
توفر غرفة دورة درجة الحرارة لمهندسي البطاريات طريقة محكومة لتكرار ظروف الحرارة والبرودة هذه قبل وصول الوحدة إلى الطريق. بالنسبة لاختبار البطاريات الحرارية للمركبات الكهربائية، فهي تساعد في الكشف عن علامات الفشل المبكرة التي قد لا تظهر أثناء الثبات عند درجة حرارة عالية أو منخفضة واحدة. يمكن لغرفة حرارية مختارة جيدًا دعم التحقق من التصميم، وفحص المواد الواردة، وأخذ عينات الإنتاج، وفحص الإجهاد الحراري لوحدات البطاريات المستخدمة في سيارات الركاب، والمركبات التجارية، وأنظمة تخزين الطاقة، ومنصات الإلكترونيات الكهربائية.
ملاحظات من عميلنا
تُصنع وحدات البطاريات من العديد من المواد ذات معدلات تمدد مختلفة. تستجيب المبيتات المصنوعة من الألومنيوم، وقضبان التوصيل النحاسية، وألسنة النيكل، والحوامل البلاستيكية، ومركبات التغليف، والمواد المانعة للتسرب، والصفائح العازلة، وأجزاء لوحات الدوائر المطبوعة، وأجهزة استشعار درجة الحرارة بشكل مختلف عندما تنتقل درجة الحرارة من تحت الصفر إلى الحرارة العالية. على مدار دورة واحدة، قد يبدو التغيير صغيرًا. على مدار مئات الدورات، يصبح الحركة الصغيرة إجهادًا ميكانيكيًا.
فحص الإجهاد الحراري مفيد لأنه يجعل نقاط الضعف تظهر في وقت مبكر. قد يُظهر اللحام الذي يجتاز اختبارًا كهربائيًا أوليًا مقاومة أعلى بعد الدوران الحراري المتكرر لوحدة البطارية. قد ينكمش الختم الذي يبدو ثابتًا في درجة حرارة الغرفة عند درجة حرارة منخفضة ويلين عند درجة حرارة عالية. قد يجتاز الموصل اختبار الاهتزاز ولكنه يفشل عند إضافة التمدد والانكماش الحراري.
بالنسبة لمصنعي بطاريات المركبات الكهربائية، لا يقتصر هذا النوع من الاختبارات على اجتياز متطلب معملي فحسب. بل يتعلق بتقليل مخاطر الضمان واكتشاف مشاكل التجميع الصغيرة قبل أن تصبح أعطالًا ميدانية.
غرفة دورة درجة الحرارة تغير درجة حرارة الهواء حول العينة وفقًا لملف تعريف مبرمج. يتضمن الاختبار عادةً نقطة درجة حرارة منخفضة، وفترة احتباس، وارتفاعًا محكومًا إلى نقطة درجة حرارة عالية، وفترة احتباس أخرى، ثم العودة إلى درجة حرارة منخفضة. تتكرر هذه التسلسل لعدد الدورات المطلوب.
بالنسبة للدوران الحراري لوحدة البطارية، يجب على الغرفة أن تفعل أكثر من مجرد أن تصبح ساخنة أو باردة. يجب أن تحافظ على تحكم مستقر بينما تمتص العينة نفسها الحرارة وتطلقها. الوحدة الثقيلة، خاصة تلك التي تحتوي على ألواح تبريد معدنية أو مجموعات خلايا كثيفة، لها كتلة حرارية أكبر من الإلكترونيات الصغيرة. وهذا يعني أن الغرفة تحتاج إلى طاقة تسخين وتبريد كافية لاتباع معدل الارتفاع المطلوب دون تجاوز كبير.
تدعم تكوينات غرفة دورة درجة الحرارة LIB نطاقات درجة حرارة من -20 درجة مئوية، أو -40 درجة مئوية، أو -70 درجة مئوية حتى +150 درجة مئوية. وهذا يجعل المعدات مناسبة لاختبارات التخزين البارد، والشيخوخة بدرجة حرارة عالية، والدوران الحراري السريع، وفحص الإجهاد البيئي. يمكن أن تصل معدلات التسخين والتبريد إلى 10 درجات مئوية/دقيقة، مع توفر 15 درجة مئوية/دقيقة لملفات تعريف أسرع، حسب التكوين. بالنسبة لاختبار البطاريات الحرارية للمركبات الكهربائية، فإن هذه الأرقام مهمة لأن التحولات البطيئة وغير المستقرة يمكن أن تفوت ظروف الإجهاد التي تظهر أثناء تغيرات درجة الحرارة السريعة في العالم الحقيقي.
يبدأ ملف تعريف الاختبار الجيد بهدف واضح. قد ترغب فرق البحث والتطوير في مقارنة تصميمين للوحدة. قد ترغب فريق الجودة في فحص عينات الإنتاج. قد يحتاج مختبر الاختبار إلى اتباع شروط يحددها العميل. يمكن لغرفة اختبار البطارية نفسها دعم كل حالة، لكن ملف تعريف الدورة، ونقاط القياس، ومعايير القبول يجب أن تكون مختلفة.
قبل تحميل وحدة البطارية في الغرفة، يجب على فريق الاختبار تحديد ما يجب أن يكشفه الاختبار. تشمل الأهداف الشائعة التحقق من استقرار اللحام، ومقاومة توصيل قضبان التوصيل، وموثوقية العزل، وانحراف المستشعر، وسلوك الختم، أو وظيفة الوحدة بعد الدوران الحراري.
بالنسبة لتصميم وحدة جديد، قد يتم تشغيل الاختبار مع المزيد من أجهزة الاستشعار وعدد دورات أطول. بالنسبة لأخذ عينات الإنتاج، غالبًا ما يكون التركيز على قابلية التكرار، والتعامل السريع، ومعايير النجاح أو الفشل الواضحة.
يجب أن يعكس نطاق درجة الحرارة التطبيق، وطريق الشحن، ومتطلبات العميل. قد يستخدم اختبار شائع لوحدة بطارية المركبات الكهربائية نقاط منخفضة مثل -40 درجة مئوية ونقاط عالية بين +85 درجة مئوية و +105 درجة مئوية، اعتمادًا على موقع الوحدة والغرض من الاختبار. للفحص الأكثر قسوة، فإن قدرة غرفة أوسع تصل إلى +150 درجة مئوية توفر مجالًا لفحص المواد الخاصة والمواد اللاصقة والمكونات.
عندما تكون متطلبات سلامة النقل متضمنة، غالبًا ما يتم مناقشة اختبار UN 38.3 T.2 الحراري لخلايا وبطاريات الليثيوم. تستخدم دورته الحرارية 72 ± 2 درجة مئوية لمدة 6 ساعات على الأقل، تليها -40 ± 2 درجة مئوية لمدة 6 ساعات على الأقل، مع أقصى فاصل زمني للنقل يبلغ 30 دقيقة بين درجات الحرارة القصوى. تتكرر التسلسل لمدة
English
русский
français
العربية
Deutsch
Español
한국어
italiano
tiếng việt
ไทย
Indonesia
