UL 9540A Método de ensayo para evaluar la propagación del fuego por fuga térmica en una batería

Introducciones
Se aplica a la cantidad total de calor liberada por una sola batería de litio 21700 durante la combustión; las células individuales tienen un diámetro de 48 mm y una altura de 80 mm. 21700-5500mAh 3.6V/4.2V 19.8Wh.

Principio

Está diseñado sobre la base del consumo de oxígeno calculado a partir de la concentración de oxígeno en el flujo de gases de los productos de combustión y la tasa de liberación de calor durante los productos de combustión..El dispositivo puede medir con precisión la velocidad de liberación de calor durante la combustión de una sola batería de litio 21700.

Aplicación
Productos eléctricos y electrónicos
Componentes y accesorios de electrodomésticos

Las normas

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. Consulte la norma GB/T16172-2007, ISO5660-1:2002 "Método de ensayo para la tasa de liberación de calor de los materiales de construcción".

Características

1.La parte de control adopta el control de la computadora industrial integrada, la recogida y procesamiento de la señal adopta una tarjeta de placa de alta precisión de 16 bits, el nivel de precisión puede alcanzar el uno por ciento,rendimiento estable, buena repetibilidad.
2.Interfaz de control por ordenador: uso de equipos de alta calidad y software de desarrollo profesional de instrumentación (Labview), interfaz rigurosa, alto grado de automatización,todos los procedimientos y operaciones engorrosas se han integrado en la computadora, la velocidad de respuesta es muy rápida, fácil de operar, interfaz fácil de usar, funcionamiento a prueba de tontos.
3.Software operativo: interfaz Windows XP, estilo Labview, mecanismos de seguridad perfectos. Datos de salida del ordenador para la tasa de liberación de calor de combustión, liberación total de calor, concentración de humo.Indicación en tiempo real del flujo de calor - curva de tiempo, velocidad total de liberación de calor - curva de tiempo, producción de humo durante el ensayo.
4Tenemos muchos institutos de investigación y unidades de investigación científica para cooperar, como: Instituto de Investigación de Incendios de Sichuan del Ministerio de Gestión de Emergencias,Instituto Estatal de Investigación de la Energía Eléctrica y demás.

Parámetros técnicos

1.Construcción de las cajas:La caja de ensayo y control mediante la combinación de gabinetes analíticos, gabinetes analíticos y gabinetes de operación experimental se puede diseñar de forma integrada.La parte superior de la plataforma de ensayo está instalada con una ventana de observación de vidrio templado como pantalla protectora., y la parte inferior de la ventana de observación está vacía como un puerto de alivio de presión para evitar la explosión de gas.
 

2Fuente de activación de la muestra:
1disparador de calefacción externo:
2Composición: fuente de presión constante + composición de calefacción eléctrica;
3fuente de presión constante: potencia de 0 a 5 kW ajustable continuamente;
4placa de calefacción eléctrica: 5kw de calefacción por placa de calefacción eléctrica;
5Especificación de la placa de calefacción eléctrica: longitud 150 mm, anchura 100 mm.
6marco a prueba de explosión de 10 mm de placa de acero, especificación 200 mm*200 mm;
7modo de control: control del calentador eléctrico mediante una fuente de presión constante para lograr el escape térmico provocado por el calentamiento externo de la muestra.
8Posición de instalación del dispositivo de disparo de calefacción: la superficie de calefacción del dispositivo de calefacción estará en contacto directo con la superficie del monómero de la batería.
 

3.Trigger de sobrecarga de la batería de litio:
1Voltaje de sobrecarga: 0~10V ajustable;
2Voltaje de sobrecarga: 30A;.
3Poder de sobrecarga: 300VA.
4Marco a prueba de explosiones: placa de acero de 10 mm, especificación 200 mm*200 mm;
 

4Sistema de recogida, medición y control:
Composición: por la cubierta de recogida, la tubería de humo, el ventilador de escape de humo, la placa del orificio del acelerador y el dispositivo de medición de la velocidad del aire a presión diferencial,Dispositivo de medición de la temperatura de los gases de combustión con termoparejo, la señal de temperatura de humo al programa de control principal para participar en los resultados experimentales del cálculo de datos, el dispositivo de escape de humo se encuentra en la parte superior del gabinete.
2Ventilador axial: velocidad del viento ajustable, en condiciones de temperatura y presión estándar, el sistema de escape puede hacer que el volumen de escape (g / s): 0 ~ 50, precisión (g / s): menos de 0.1.
3Gabón de recogida: cuerpo cónico, boca de recogida de humo de 450 mm × 450 mm, sobre un cuadrado de 150 mm × 150 mm, con una altura total de 350 mm,la parte inferior de la capucha de recogida de humo y la distancia de la superficie de la muestra (210 ± 50) mm
4Defluímetro de placa de orificio: el uso de salida digital de alta precisión, la salida de señal de voltaje de 0-10v a través de la transformación del módulo de velocidad de placa I/0,directamente desde el ordenador para controlar su flujo.
5Placa de orificio de aceleración: en el capó de captación de humo y en el tubo de entrada se dispone de una placa de orificio de aceleración de diámetro interno de (57 ± 3) mm,para homogeneizar los componentes del flujo de gas;
6El gas se recoge mediante un muestreo en anillo, instalado en la capucha de recogida (685±15) mm dentro del conducto de admisión del ventilador.para homogeneizar los componentes del flujo de gas, los orificios están en la dirección opuesta a la corriente de gas para evitar la deposición de hollín.
7Medición de la temperatura del flujo de aire, medida mediante una fuga termoeléctrica blindada con un diámetro exterior de 1,5 mm. Instalada en la parte superior del caudalímetro de placas de orificio (100 ± 5) mm,la posición del eje del tubo de escape.
8Tubes de escape: hechos de acero inoxidable, diámetro del tubo de 114 mm, longitud de aproximadamente: 1500 mm, equipados con ventiladores, medidores de caudal, sensores, etc. Asegúrese de que el equipo tenga un buen sistema de ventilación,después de la finalización del ensayo, los productos de combustión pueden ser descargados de la cámara de combustión a la atmósfera.y el caudal de aire debe limitarse a un cierto rango para garantizar la exactitud de los resultados de los ensayos..

                                               Sistemas de recogida y medición

5.Dispositivo de recogida de muestras de gas y de pretratamiento:
1El dispositivo de recogida y pretratamiento de muestras de gas consta de un muestreador en anillo, un sistema de filtración, una bomba de aspiración, un condensador y otros componentes;
2Ejemplificador de anillos: un muestreador de anillos instalado en el tubo de escape y concéntrico con el tubo, con un dispositivo de flujo de aire homogeneizador;
3Filtración en tres etapas, con resistencia a altas temperaturas, corrosión ácida y alcalina y resistencia a la oxidación, con una precisión de filtración no inferior a 0,45 ~ 50um;
4Instalación de cartuchos de filtro con estructura fácil de instalar y desmontar; dispositivo de filtración secundario con función de drenaje del filtro de protección del aire,separación fiable de los sólidos contenidos en el gas, con una precisión de filtración no inferior a 0,2 μm-20 μm; dispositivo de filtración terciaria para filtrar el agua en el gas de la muestra después de enfriamiento.El cilindro de filtro es fácil de desmontar y reemplazar el medio de filtro;
5Adoptando una bomba de vacío para extraer el gas de la muestra, la bomba de vacío tiene un bajo ruido y una pequeña vibración, el caudal de bombeo es de 36L/min y la presión máxima de salida es de 7KG;
6Equipado con condensador de refrigeración por compresión: temperatura del punto de rocío de 0 ~ 5 °C;
7Equipado con bomba de diafragma KNF alemana importada, caudal de 33 L/min, vacío: 700 mmHg, presión: 2,5 bar;
8La tubería de gas de muestreo equipada con sistema de autolimpieza, una vez finalizado el experimento, puede ser puesta a soplar en sentido inverso la tubería de gas de muestreo limpia.
 

6Calibración del quemador y de su sistema de suministro de gas:
1Equipado con tubos de latón, etc. como quemador de calibración, el quemador adopta el dispositivo de llenado y filtro de fibra para expandir el gas combustible y quemar uniformemente.
2Calibración del sistema de suministro de gas del quemador para reguladores, manómetros de presión, MFC, etc., para determinar si puede proporcionar una fuente estable de gas para la combustión.el valor de la luz de la luz0,5% F.S., tiempo de respuesta ≤ 2 segundos.
3El quemador de calibración puede ser suspendido y montado debajo del cono de radiación mediante un accesorio tipo clip, lo que requiere un manejo sencillo y un posicionamiento preciso.
Para calibrar la respuesta de todo el sistema de ensayo, se utiliza un tubo de latón con apertura cuadrada y sección cuadrada como quemador de calibración.se corta un agujero con un área de (500±100) mm2 en el metal en forma de jardín, la abertura está cubierta con una malla de alambre para difundir el gas, y el tubo está lleno de fibras cerámicas para aumentar la homogeneidad del flujo de gas.

1Analisador de oxígeno (O2) de Alemania (Siemens) SIEMENS, tipo paramagnético.

a.Rango de medición: (0-25)%.

b. Salida de señal: 4-20 mA;

c.Resolución 100×10-6

d.Humedad relativa: < 90% (sin condensación)

e. Desviación de linealidad: < ± 0,1% de O2;

f.Driving cero: ≤ 0,5%/mes;

g.Alteración del rango: ≤ 0,5%/mes

h. Tiempo de procesamiento de señal interna inferior a 1 s;

j.Tiempo de respuesta: T90 < 5 segundos

k.Repetitividad: < ± 0,02% de O2;

l.Display local: pantalla LCD de cristal líquido (con luz de fondo)

m.Salidas analógicas: 420mA 750Ω

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

o. La deriva acústica del analizador en un lapso de 30 minutos no será superior al 0,01%; la resolución de la salida de adquisición de datos será superior al 0,01%6;

7.Analizador de dióxido de carbono (CO2): origen es el módulo de sensores infrarrojos no discriminatorios (NDIR) de Alemania AGM Sensors:

1) Principio de medición: NDIR infrarrojo no discriminatorio, doble longitud de onda, haz único.

2)Rango de medición: 0-10%;

3) Tiempo de respuesta: ≤ 6 s.

4)Exactitud: a escala completa ± 2% FS

5) Estabilidad: a escala completa ± 2% FS (más de 12 meses)

6) Repetibilidad: ±0,2% (en el punto cero), 1% (en el gas de la muestra)

7)Valor mínimo de detección: < 1% FS de la escala completa

8)Error de linealidad: < 2%FS de escala completa

9)Control de estado/defectos: pantalla LED de dos colores

10) Estado/salida de fallos: +5V HCMOS en el conector de 34 pines

11) Salida analógica: 420mA 750Ω

12)Temperatura ambiente: 5°C+45°C

(13) Fuente de alimentación: 220 VAC ± 10%, 50 ~ 60 Hz 5000 W

(14) La deriva del ruido del analizador de 30 min no es superior a 100 × 10-6

8Analisador de monóxido de carbono de CO: origen de Alemania Modulo de sensores infrarrojos no discriminatorios (NDIR) de AGM Sensors: (opcional)

1) Rango de medición: 0·1%;

2) Tiempo de respuesta: < 6 s

3) Repetibilidad: 0,1 ppm

4) Desviación cero: ≤ 2%/semana

5) Desviación del rango: ≤ 2%/semana

6) Desviación lineal: < ± 1%

9.Analisador en el caudal de gas de 3,5 L/min, el circuito de gas está equipado con un caudalímetro para evitar la sobrecarga en el daño del analizador; rango de caudalímetro de 0,5 ~ 5 L/min;equipado con un dispositivo de desvío dispersado para vaciar el exceso de gas.

10.La interfaz de calibración está reservada para la calibración de los sensores de gas del analizador de gases.

11.Sistema de medición de la densidad de humo:

el sistema de medición de la densidad de humo se ubica en el tubo de escape cerca del extremo del ventilador de escape, por el dispositivo de lanzamiento de la fuente de luz, el mecanismo de corrección, el dispositivo de medición de la temperatura, etc.,proceso de medición debido a la acumulación de polvo de humo, la transmitancia luminosa no debe reducirse en más del 5%.

13Fuente de luz:

el dispositivo emisor de la fuente de luz es un láser de helio-neón capaz de producir una fuente de luz roja con una longitud de onda espectral de 632,8 nm y polarización aleatoria para ensayos de concentración de humo;la linealidad del controlador en el extremo receptor de la fuente de luz es ≥ 990,8% y la inestabilidad es < 0,1%;

El canal de la fuente de luz está diseñado con un mecanismo de calibración que puede corregir el 100% y el 0% de la recepción de la fuente de luz.un termoparejo está instalado en un lado del elemento de luz para medir la temperatura del humo, y proporcionar señales al programa de control principal para participar en el cálculo de los datos de los resultados experimentales.

14. Objetivo:

Lente convexa de 50 mm de diámetro y 60 mm de distancia focal, de modo que el haz paralelo a través del tubo de escape de humo tenga un diámetro de 30 mm.

15.Elemento receptor fotoeléctrico:

Japón El elemento fotoeléctrico de silicio monocristalino Hamamatsu se utiliza para determinar la densidad de humo mediante el cambio de la intensidad del haz de luz recibido.y la precisión de la medición de la intensidad luminosa no será inferior al ± 5%..

16.La precisión de la función estándar de cromaticidad del detector del sistema óptico no será inferior al ± 5%, y la linealidad de salida no excederá del 5%;

17.El medidor óptico de densidad de humo está instalado en la posición de distribución uniforme del humo en la tubería de escape, el haz de luz puede pasar por la tubería de escape verticalmente,la instalación del medidor óptico de densidad de humo no afecta a la medición de la velocidad y la toma de muestras, la ventana de vidrio del medidor óptico de densidad de humo está hecha de cuarzo

18- Sistema de control:
1Modo de interfaz de control por ordenador: uso de ordenador + control de software profesional, operación guiada, fácil de operar, segura y fiable,todos los procedimientos y operaciones engorrosas se han integrado en la computadora, la velocidad de respuesta es muy rápida, fácil de operar, interfaz fácil de usar, funcionamiento a prueba de tontos.
2El software adopta LabeView, un software de desarrollo especial para instrumentos y equipos, y una tarjeta de control de adquisición de datos; puede ver los datos de ensayo en tiempo real durante el ensayo de control,y realizar el cálculo automático de datos, la adquisición y el procesamiento, el almacenamiento de datos y la salida de informes experimentales y resultados de medición; tiene las características de alta inteligencia, operación guiada de menús,sencillez y funcionamiento intuitivo, lo que hace que los resultados de las pruebas sean más precisos.
3Procedimientos de precalibración y calibración de trabajo del equipo incorporados, que pueden ser convenientes para pesar la precisión del equipo, cono de radiación bajo diferentes temperaturas de cono de iluminación de radiación,corrección cero del circuito óptico, el analizador de cada calibración de precisión del sensor;
Se pueden configurar modos de calibración de sensores individuales, incluida la calibración en punto único o doble del analizador de oxígeno, el analizador de dióxido de carbono, el analizador de monóxido de carbono,un transductor de micropresión diferencial, sistema de medición de la densidad de humo, dispositivo de pesaje, control de flujo de masa, para obtener la mejor linealidad;
Calibración con parámetros de 5C: la desviación del factor C de dos calibraciones no es superior al 5% y el equipo funciona de forma estable después de la calibración, lo que garantiza los resultados reales y fiables de las mediciones.
6Interfaz de control de estado, que puede obtener de un vistazo el estado de funcionamiento de cada componente del sensor del instrumento; puede registrar los valores de funcionamiento de cada sensor,incluido el sensor de micropresión diferencial, temperatura de la chimenea, analizador de oxígeno, analizador de dióxido de carbono y analizador de monóxido de carbono; la plantilla de informe está en formato EXCELL, que puede mostrar los modos de valor gráfico y numérico.
7puede medir directamente las propiedades del material, incluida la tasa de liberación de calor, el tiempo de ignición, el calor de ignición, la tasa de pérdida de masa, la tasa de liberación de humo, el calor efectivo de combustión, la generación de CO2, CO, etc.;salida de datos de ensayo, puede guardarse e imprimirse; con características potentes, especialmente puede compararse con múltiples curvas,se puede comparar intuitivamente la diferencia entre las características de combustión del material.
8El sistema de adquisición puede recoger y registrar la concentración de oxígeno, la temperatura, la velocidad de liberación de calor, el caudal de la placa de orificio, los termopares, el caudal de los gases de combustión calientes,tiempo de encendido y tiempo de extinción de la muestra, el consumo total de oxígeno, la tasa de pérdida de masa, la liberación total de calor, la generación de dióxido de carbono y las curvas de generación de monóxido de carbono, todo el proceso de curvas cuantitativas y datos en tiempo real.Se puede guardar e imprimir.
9Sistema de encendido: generador de chispas de alto voltaje con dispositivo de corte de seguridad, encendido automático de alto voltaje, posicionamiento automático, la muestra en la plataforma de combustión por el encendido del encendedor,velocidad de encendido es rápida, puede garantizar la exactitud de los resultados de los ensayos.

Página de operación del software