Aquecedor de temperatura e bateriaÉ um instrumento de análise térmica de alta precisão dedicado a medir as mudanças térmicas durante o carregamento e descarga da bateria, fornecendo suporte a dados críticos para gerenciamento térmico da bateria, avaliação de segurança e otimização de desempenho. Com base no princípio térmico de temperatura, como a compensação de potência, o componente de aquecimento elétrico é controlado por feedback para que a bateria mantenha a temperatura constante durante o processo de teste. Seu componente central é um bloco de medição isotérmica, composto por uma camada de fundo e uma camada de medição: a camada de fundo mantém a temperatura constante através do elemento Perther e a camada de medição registra as mudanças de potência do aquecedor elétrico para calcular com precisão o calor gerado ou absorvido pela bateria. O instrumento geralmente é equipado com uma bateria de referência para garantir a precisão da medição, eliminando interferências externas comparando o efeito térmico da bateria a ser testada com a bateria de referência.

　　Aquecedor de temperatura e bateriaTrabalha em conjunto com vários subsistemas de precisão. Os principais componentes são os seguintes:

1, Câmara térmica

Função: fornecer um ambiente termostático altamente estável e uniforme, que é a base da termometria isotérmica.

Estrutura e características:

Geralmente feitos de materiais altamente condutores de calor, como alumínio ou cobre, garantem uma distribuição uniforme da temperatura dentro da cavidade.

As paredes internas foram tratadas especialmente e têm boas propriedades de radiação térmica.

Equipado com camadas de isolamento de alta eficiência, como intermediários de vácuo ou materiais isolantes de camadas múltiplas, para minimizar a troca de calor com o ambiente externo.

As portas/tampas da cavidade têm um anel de vedação tipo O que garante a estanqueidade ao ar e impede a perturbação do fluxo de ar e a entrada de umidade.

2, sistema de controle de temperatura de precisão

Funcionalidade: Monitora a temperatura da câmara em tempo real e, por meio de aquecimento ou refrigeração, controla a temperatura dentro de uma faixa mínima de flutuação de valores definidos (por exemplo, 25 °C) (geralmente dentro de ± 0,1 °C).

Componentes-chave:

Sensores de temperatura de alta precisão: geralmente um termômetro de resistência de platina (Pt100 ou Pt1000), que serve como sonda de referência para monitorar a temperatura real da câmara em tempo real.

Componentes de aquecimento: tais como fios de aquecimento elétrico ou filmes de aquecimento, distribuídos ao redor da cavidade para compensar a perda de calor do sistema.

Unidade de refrigeração:

Refrigerador circular externo: mais comumente, o calor é retirado através de um líquido circulante, como uma solução de álcool etílico.

Refrigeração do compressor incorporado: integrado no interior do dispositivo.

Refrigeração com nitrogênio líquido: para modelos especiais que exigem temperaturas extremamente baixas.

Controlador de temperatura: recebe sinais do sensor para ajustar com precisão a potência de aquecimento / refrigeração através do algoritmo PID.

Sistema de medição e cálculo de fluxo de calor

Função: Este é o "cérebro" do calométrico, responsável pelo cálculo da produção real de calor da bateria com base na potência de compensação do sistema de controle de temperatura.

Princípio:

Em estado estável, quando a bateria não produz calor, o sistema de controle de temperatura fornece apenas uma pequena quantidade de energia para compensar o pequeno vazamento de calor da câmara para o ambiente.

Quando a bateria começa a gerar calor, para manter a temperatura da câmara constante, o sistema de controle de temperatura reduz automaticamente a potência de aquecimento (ou aumenta a potência de refrigeração).

Taxa de produção térmica da bateria = quantidade de mudança na potência compensada pelo sistema de controle de temperatura.

Modo de implementação:

Medir a potência de entrada de um elemento de aquecimento em tempo real através de um medidor de potência de alta precisão ou um sensor de corrente/tensão.

O sistema de coleta de dados registra as mudanças de potência e calcula o calor total produzido através de integrações de software.

4, mesa de amostras e conexão elétrica

Função: Fixe a bateria a ser testada e forneça uma conexão elétrica com o dispositivo de teste de bateria externo (carregador e descargador).

Estrutura:

Mesas de amostras: geralmente também são feitas de materiais altamente condutores de calor para garantir um equilíbrio rápido entre a bateria e a temperatura da câmara. Podem ser equipados com diferentes fixações para adaptar-se a diferentes formas de bateria, como cilindros, quadrados, embalagens macias.

Coluna de ligação de alta tensão/alta corrente: conecta os polos positivos e negativos da bateria ao carregador externo para suportar a alta corrente do teste da bateria.

Linha de amostragem de tensão: para medir com precisão a tensão do lado da bateria.

Interface termopar/RTD: Sensores de temperatura adicionais podem ser conectados para monitorar diretamente a temperatura da superfície da bateria.

5 Sistema de Gestão de Gás

Função: Gerenciar a atmosfera dentro da cavidade para a emissão segura de gases que a bateria pode produzir ou criar um ambiente inerte.

Componentes:

Entrada de gás inerte: pode entrar em nitrogênio (N₂) ou argônio (Ar), excluindo o oxigênio, evitando que a bateria queime e exploda e reduzindo a interferência da reação oxidativa.

Portas de escape: ligadas ao armário de ventilação do laboratório ou ao sistema de tratamento de gases de escape para a eliminação oportuna de gases perigosos (por exemplo, HF, CO, vapor orgânico).

Medidor de fluxo e válvulas: controle da velocidade do fluxo de gás e interrupções.

Tubo de equilíbrio de pressão: mantém o equilíbrio de pressão dentro e fora da cavidade para evitar pressão excessiva devido à geração de gás.

Sistemas de coleta e controle de dados

Funções: integrar todos os sinais, executar algoritmos de controle, exibir dados, armazenar resultados.

Composição:

Controle do computador principal: execute software específico.

Cartão de captura de dados: alta velocidade de captura de sinais múltiplos como temperatura, potência, tensão e corrente.

Software de controle:

Defina os parâmetros do experimento (temperatura objetivo, fluxo de gás, duração do experimento).

Mostra curvas de temperatura, corrente de calor, tensão e corrente em tempo real.

Calcula e emite automaticamente os resultados de produtividade térmica, produção de calor acumulada, capacidade térmica, etc.

Suporta a comunicação com dispositivos externos de teste de bateria (por exemplo, via CAN, USB ou Ethernet) para sincronização de carga e descarga e calibração térmica.

7 Sistema de proteção de segurança

Funcionalidade: Proteger equipamentos e pessoal, especialmente quando a bateria for descontrolada.

Medidas:

Alarme de sobretemperatura e parada automática: quando a temperatura ultrapassa o limiar de segurança, desconecte o aquecimento e inicie o resfriamento forçado.

Sensores de pressão: monitoram a pressão dentro da cavidade, alarmam ou ativam o escape de emergência em caso de elevação anormal.

Detector de gás (opcional): Detecta concentrações específicas de gases perigosos, como H2, CO.

Botão de parada de emergência: corte imediatamente a fonte de energia e o ar manualmente.

Válvula de escape anti-explosão: libera a pressão em situações extremas d.