Calorimètre isotherme à batterieIl s'agit d'un instrument d'analyse thermique de haute précision conçu pour mesurer les variations de chaleur de la batterie pendant la charge et la décharge, fournissant un support de données critiques pour la gestion thermique de la batterie, l'évaluation de la sécurité et l'optimisation des performances. Basé sur le principe calorimétrique isotherme de compensation de puissance, l'élément chauffant électrique est contrôlé par rétroaction, de sorte que la batterie reste toujours à une température constante pendant le test. Son composant central est un bloc de mesure isotherme constitué d'une couche inférieure et d'une couche de mesure: la couche inférieure est maintenue à température constante par un élément Peltier et la couche de mesure enregistre les variations de puissance du chauffage électrique, ce qui permet de calculer avec précision la chaleur produite ou absorbée par la batterie. L'instrument est généralement équipé d'une batterie de référence qui assure la précision de la mesure en comparant les effets thermiques de la batterie à mesurer à ceux de la batterie de référence, en excluant les interférences extérieures.

　　Calorimètre isotherme à batterieTravailler ensemble par plusieurs sous - systèmes de précision. Les principales composantes sont les suivantes:

1, cavité thermostatique

Fonction: fournit un environnement à température constante très stable et uniforme, qui est la base de la calorimétrie isotherme.

Structure et caractéristiques:

Il est généralement fait d'un matériau hautement conducteur de la chaleur, tel que l'aluminium ou le cuivre, qui assure une répartition uniforme de la température à l'intérieur de la cavité.

Les parois internes sont spécialement traitées pour avoir de bonnes caractéristiques de rayonnement thermique.

Équipé d'une isolation thermique efficace (par exemple, intercalaire sous vide ou isolant multicouche) qui minimise les échanges thermiques avec l'environnement extérieur.

La porte / couvercle de la cavité avec Joint o garantit l'étanchéité à l'air et empêche les perturbations du flux d'air et l'entrée d'humidité.

2. Système de contrôle de température de précision

Fonction: surveiller la température de la cavité en temps réel et contrôler la température dans une plage de fluctuations extrêmement faibles (généralement ± 0,1 ° c) de valeurs de consigne telles que 25 ° C par des moyens de chauffage ou de réfrigération.

Composants clés:

Capteur de température de haute précision: généralement un thermomètre à résistance de platine (pt100 ou pt1000) qui sert de sonde de référence pour surveiller la température réelle de la cavité en temps réel.

Élément chauffant: tel qu'un fil chauffant électrique ou une membrane chauffante, distribué autour de la cavité pour compenser les pertes de chaleur du système.

Unité de réfrigération:

Refroidisseur à circulation externe: le plus souvent, la chaleur est évacuée par circulation d'un liquide tel qu'une solution aqueuse d'éthylène glycol.

Refroidissement par compresseur intégré: intégré à l'intérieur de l'appareil.

Réfrigération à l'azote liquide: pour les modèles spéciaux nécessitant des températures extrêmement basses.

Régulateur de température: reçoit le signal du capteur pour réguler avec précision la puissance de chauffage / refroidissement via l'algorithme PID.

3, système de mesure et de calcul du flux de chaleur

Fonction: C'est le "cerveau" du calorimètre qui est chargé de calculer la production de chaleur réelle de la batterie en fonction de la puissance de compensation du système de contrôle de la température.

Principe:

En régime permanent, lorsque la batterie ne produit pas de chaleur, le système de contrôle de la température ne fournit qu'une petite quantité d'énergie pour compenser les petites fuites de chaleur de la cavité vers l'environnement.

Lorsque la batterie commence à produire de la chaleur, le système de contrôle de la température réduit automatiquement la puissance de chauffage (ou augmente la puissance de refroidissement) pour maintenir la température de la cavité inchangée.

Thermogenèse de la batterie = quantité de variation de la puissance compensée par le système de contrôle de la température.

Mode de réalisation:

La puissance d'entrée de l'élément chauffant est mesurée en temps réel à l'aide d'un compteur de puissance de haute précision ou d'un capteur de courant / tension.

Le système d'acquisition de données enregistre les variations de puissance et calcule la production totale de chaleur par intégration logicielle.

4, table d'échantillon avec connexion électrique

Fonction: fixe la batterie à tester et fournit une connexion électrique avec un équipement externe de test de batterie (moteur de charge et de décharge).

Structure:

Table d'échantillon: généralement également faite de matériaux à haute conductivité thermique, assurant une égalisation rapide de la température de la cellule et de la cavité. Peut être équipé de différents pinces pour s'adapter à différentes formes de batterie telles que cylindre, carré, softback, etc.

Borne haute tension / courant élevé: connectez le pôle positif et négatif de la batterie à un moteur de charge et de décharge externe, capable de résister au courant élevé du test de batterie.

Ligne d'échantillonnage de tension: pour une mesure précise de la tension à l'extrémité de la batterie.

Interface thermocouple / RTD: des capteurs de température supplémentaires peuvent être connectés pour surveiller directement la température de surface de la batterie.

5, système de gestion de gaz

Fonction: gestion de l'atmosphère à l'intérieur de la cavité pour évacuer en toute sécurité les gaz pouvant être produits par la batterie ou pour créer un environnement inerte.

Composants:

Entrée de gaz inerte: peut passer à l'azote (n₂) ou à l'argon (AR), ce qui exclut l'oxygène, empêche les explosions de feu de la batterie et réduit les perturbations de la réaction d'oxydation.

Sortie d'air: se connecter à un placard de ventilation de laboratoire ou à un système de traitement des gaz d'échappement pour évacuer les gaz nocifs (par exemple, HF, Co, vapeurs organiques) à temps.

Débitmètre et vanne: contrôle du débit de gaz et ouverture.

Tube d'équilibrage de pression: maintenir l'équilibre de pression à l'intérieur et à l'extérieur de la cavité pour éviter que la pression ne soit trop élevée en raison de la production de gaz.

6, système d'acquisition et de contrôle de données

Fonctions: intégration de tous les signaux, exécution des algorithmes de contrôle, affichage des données, stockage des résultats.

Composition:

Ordinateur maître: exécutez un logiciel spécialisé.

Carte d'acquisition de données: haute vitesse d'acquisition de signaux multiplex tels que la température, la puissance, la tension, le courant, etc.

Logiciel de contrôle:

Réglage des paramètres expérimentaux (température cible, débit de gaz, durée de l'expérience).

Affichage en temps réel des courbes de température, de flux de chaleur, de tension, de courant, etc.

Calculez et Produisez automatiquement les résultats de la production de chaleur, de la production de chaleur cumulée, de la capacité thermique, etc.

Prend en charge la communication avec un périphérique de test de batterie externe (par exemple via can, USB ou Ethernet), permettant la synchronisation de la charge et de la décharge avec la calorimétrie.

7, système de protection de sécurité

Fonction: garder l'équipement et le personnel en sécurité, en particulier en cas de perte de contrôle thermique de la batterie.

Mesures:

Alarme de surchauffe avec arrêt automatique: lorsque la température dépasse le seuil de sécurité, coupez le chauffage et activez le refroidissement forcé.

Capteur de pression: surveille la pression à l'intérieur de la cavité, alarme ou déclenche un échappement d'urgence en cas d'élévation anormale.

Détecteur de gaz (facultatif): détecte la concentration de gaz nocifs spécifiques (p. ex. h₂, CO).

Bouton d'arrêt d'urgence: coupez immédiatement l'alimentation et la source d'air manuellement.

Soupape de surpression antidéflagrante: relâchez la pression au pôle D.