Méthode d'essai d'UL 9540A pour évaluer la propagation thermique d'incendie d'emballement dans la batterie

Présentations
S'applique à la quantité totale de chaleur dégagée par une seule batterie au lithium 21700 lors de la combustion ;les cellules individuelles mesurent 48 mm de diamètre et 80 mm de hauteur.21700-5500mAh 3,6V/4,2V 19,8Wh.

Principe

Il est conçu sur la base de la consommation d'oxygène calculée à partir de la concentration en oxygène dans le flux gazeux des produits de combustion et du taux de dégagement de chaleur lors des produits de combustion.L'appareil peut mesurer avec précision le taux de dégagement de chaleur lors de la combustion d'une seule batterie au lithium 21700.

Application
Produit électrique et électronique
Composants et accessoires d'appareils électroménagers

Normes

1. Reportez-vous à la conception standard UL9540A « Méthode de test pour évaluer la propagation du feu par emballement thermique dans les systèmes de stockage d'énergie par batterie » pour évaluer la méthode de test de propagation du feu par emballement thermique dans les systèmes de stockage d'énergie par batterie ;
2. Reportez-vous à la norme GB/T16172-2007, ISO5660-1:2002 « Méthode de test du taux de dégagement de chaleur des matériaux de construction ».

Caractéristiques

1. La partie de contrôle adopte un contrôle informatique industriel intégré, la collecte et le traitement du signal adoptent une carte de haute précision 16 bits, le niveau de précision peut atteindre 1 %, des performances stables, une bonne répétabilité.
2. interface de contrôle informatique: utilisation d'un logiciel de développement professionnel d'équipements et d'instruments de haute qualité (Labview), interface rigoureuse, haut degré d'automatisation, toutes les procédures et opérations fastidieuses ont été intégrées dans l'ordinateur, la vitesse de réponse est très rapide, facile à utiliser, interface conviviale, fonctionnement infaillible.
3. Logiciel d'exploitation : interface Windows XP, style Labview, mécanismes de sécurité parfaits.Données de sortie informatique pour le taux de dégagement de chaleur de combustion, le dégagement de chaleur total et la concentration de fumée.Affichage en temps réel du flux thermique - courbe temps, taux de dégagement de chaleur total - courbe temps, production de fumée pendant le test.
4.Nous avons de nombreux instituts de recherche et unités de recherche scientifique avec lesquels coopérer, tels que : l'Institut de recherche sur les incendies du Sichuan du ministère de la gestion des urgences, l'Institut de recherche sur l'énergie électrique du réseau national, etc.

paramètres techniques

1. Structure de la boîte :le boîtier de test et de contrôle grâce à la combinaison d'armoires analytiques, d'armoires analytiques et d'armoires d'opération expérimentales peut être une conception intégrée.La partie supérieure de la plate-forme d'essai est installée avec une fenêtre d'observation en verre trempé comme écran de protection, et le bas de la fenêtre d'observation est vide comme orifice de décompression pour empêcher l'explosion de gaz.
 

2. Exemple de source de déclenchement :
①déclencheur de chauffage externe :
②Composition : source de pression constante + composition de chauffage électrique ;
③source de pression constante : puissance 0~5kW réglable en continu ;
④Plaque chauffante électrique : plaque chauffante électrique 5 kW ;
⑤Spécifications de la plaque chauffante électrique : longueur 150 mm, largeur 100 mm.
⑥Cadre antidéflagrant en plaque d'acier de 10 mm, spécifications 200 mm x 200 mm ;
⑦Mode de contrôle : contrôlez le chauffage électrique via une source de pression constante pour obtenir l'emballement thermique déclenché par le chauffage externe de l'échantillon.
⑧Position d'installation du dispositif de déclenchement du chauffage : la surface chauffante du dispositif chauffant sera en contact direct avec la surface du monomère de la batterie.
 

3. Déclencheur de surcharge de la batterie au lithium :
①Tension de surcharge : 0 ~ 10 V réglable ;
②Tension de surcharge : 30 A ;.
③Puissance de surcharge : 300 VA.
④Cadre antidéflagrant : plaque d'acier de 10 mm, spécification 200 mm*200 mm ;
 

4. Système de collecte, de mesure et de contrôle :
①Composition : par le couvercle de collecte, le tuyau de fumée, le ventilateur d'évacuation des fumées, la plaque à orifice du papillon et le dispositif de mesure de la vitesse de l'air à pression différentielle, le dispositif de mesure de la température des gaz de combustion à thermocouple, le signal de température de la fumée au programme de contrôle principal pour participer aux résultats expérimentaux du calcul des données , le dispositif d'évacuation des fumées est situé en haut de l'armoire.
②Ventilateur axial : vitesse du vent réglable, dans les conditions standard de température et de pression, le système d'échappement peut rendre le volume d'échappement (g/s) : 0 ~ 50, précision (g/s) : inférieure à 0,1.
③Capot collecteur : un corps conique, une bouche de collecte de fumée pour 450 mm × 450 mm, sur un carré de 150 mm × 150 mm, une hauteur totale de 350 mm, le bas du capot collecteur de fumée et la distance de la surface de l'échantillon pour (210 ± 50) mm
④Débitmètre à plaque à orifice : utilisation d'une sortie numérique de haute précision, sortie d'un signal de tension 0-10 V via la transformation du module de vitesse de la plaque I/0, directement depuis l'ordinateur pour contrôler son débit.
⑤Plaque à orifice d'étranglement : dans la hotte de collecte de fumée et le tuyau d'entrée est équipé d'une plaque à orifice d'étranglement d'un diamètre intérieur de (57 ± 3) mm, afin d'homogénéiser les composants du flux de gaz ;
⑥Le gaz est collecté à l'aide d'un échantillonneur annulaire installé dans la hotte de collecte (685 ± 15) mm à l'intérieur du conduit d'aspiration du ventilateur.L'échantillonneur annulaire comporte 12 petits trous d'un diamètre de (2,2 ± 0,1) mm ;pour homogénéiser les composants du flux gazeux, les trous sont dans la direction opposée au flux gazeux pour éviter le dépôt de suie.
⑦Mesure de la température du flux d'air ;mesuré par une fuite thermoélectrique blindée d'un diamètre extérieur de 1,5 mm.Installé en amont du débitmètre à plaque à orifice (100 ± 5) mm, la position de l'axe du tuyau d'échappement.
⑧Tuyau d'échappement : en acier inoxydable, diamètre du tuyau de 114 mm, longueur d'environ : 1500 mm, équipé de ventilateurs, de débitmètres, de capteurs, etc.Assurez-vous que l'équipement dispose d'un bon système de ventilation. Une fois le test terminé, les produits de combustion peuvent être évacués de la chambre de combustion vers l'atmosphère.Les performances de ventilation sont ajustées en fonction des exigences du test et le débit d'air doit être limité à une certaine plage pour garantir l'exactitude des résultats du test.

                                               Systèmes de collecte, de mesure

5. Dispositif de collecte et de prétraitement des gaz d'échantillon :
①Le dispositif de collecte et de prétraitement des gaz d'échantillonnage se compose d'un échantillonneur annulaire, d'un système de filtration, d'une pompe d'aspiration, d'un condenseur et d'autres composants ;
②Échantillonneur annulaire Échantillonneur annulaire installé dans le tuyau d'échappement et concentrique au tuyau, avec un dispositif d'homogénéisation du flux d'air ;
③Filtration en trois étapes, avec une résistance à haute température, une résistance à la corrosion et à l'oxydation aux acides et aux alcalis, une précision de filtre d'au moins 0,45 ~ 50 um ;
④Installation de la cartouche filtrante à l'aide d'une structure facile à installer et à démonter ;dispositif de filtration secondaire avec fonction de drainage du filtre de protection de l'air, séparation fiable des solides contenus dans le gaz, précision de filtration d'au moins 0,2 um-20 um ;dispositif de filtration tertiaire pour filtrer l'eau dans l'échantillon de gaz après refroidissement.Le cylindre filtrant est facile à démonter et à remplacer le média filtrant ;
⑤Adoptant une pompe à vide pour extraire l'échantillon de gaz, la pompe à vide a un faible bruit et de petites vibrations, le débit de pompage est de 36 L/min et la pression de sortie maximale est de 7 kg ;
⑥Équipé d'un condenseur de réfrigération à compression : température du point de rosée de 0 ~ 5 ℃ ;
⑦Équipé d'une pompe à membrane KNF allemande importée, débit de 33 L/min, vide : 700 mmHg, pression : 2,5 bar ;
⑧Un gazoduc d'échantillon équipé d'un système autonettoyant, une fois l'expérience terminée, peut être réglé sur un gazoduc d'échantillon propre à soufflage inversé.
 

6.Calibrage du brûleur et de son système d'alimentation en gaz :
①Équipé de tubes en laiton, etc. comme brûleur d'étalonnage, le brûleur adopte le dispositif de remplissage et de filtrage des fibres pour dilater le gaz combustible et brûler uniformément.
②Système d'alimentation en gaz du brûleur d'étalonnage pour régulateurs, manomètres, MFC, etc., pour déterminer peut fournir une source stable de gaz pour la combustion.Plage MFC de 10L/min, précision de ± 1% FS, linéaire ± 0,5% FS, temps de réponse ≤ 2sec.
③Le brûleur d'étalonnage peut être suspendu et monté sous le cône de rayonnement au moyen d'un dispositif de fixation de type clip, ce qui nécessite une utilisation facile et un positionnement précis.
④Afin de calibrer la réponse de l'ensemble du système de test, un tube en laiton avec une ouverture carrée et une section carrée est utilisé comme brûleur d'étalonnage.Le brûleur : un trou d'une superficie de (500±100)mm² est découpé dans le métal en forme de jardin, l'ouverture est recouverte d'un grillage afin de diffuser le gaz, et le tube est rempli de fibres céramiques afin d'augmenter l'homogénéité du flux gazeux.

①Analyseur d'oxygène (O2) : Allemagne (Siemens) SIEMENS, type paramagnétique.

a.Plage de mesure : (0-25) %.

B. Sortie de signal : 4-20 mA ;

c.Résolution 100×10-6

d. Humidité relative : <90 % (pas de condensation)

E. Déviation de linéarité : <±0,1 % O2 ;

f.Zéro dérive : ≤0,5 %/mois ;

g. Dérive de plage : ≤0,5 %/mois

h. Temps de traitement du signal interne inférieur à 1 S ;

j. Temps de réponse : T90 <5 secondes

k.Répétabilité : <±0,02 % O2 ;

L. Affichage local : écran LCD à cristaux liquides (avec rétroéclairage)

m.Sortie analogique : 4～20mA 750Ω

n. Température ambiante : 5 ℃ ~ +45 ℃ ;alimentation : 220VAC ± 10%, 50 ~ 60Hz.

o.La dérive du bruit de l'analyseur dans un délai de 30 minutes ne dépasse pas 0,01 % ;la résolution de la sortie d'acquisition de données est meilleure que 0,01 %6 ;

7.Analyseur de dioxyde de carbone (CO2): l'origine est l'Allemagne Module de capteur infrarouge non discriminant (NDIR) des capteurs AGM:

1) Principe de mesure : NDIR infrarouge non discriminant, double longueur d'onde, faisceau unique.

2)Plage de mesure : 0-10 % ;

3) Temps de réponse : ≤6s.

4) Précision : pleine échelle ± 2 % FS

5) Stabilité : pleine échelle ± 2 % FS (plus de 12 mois)

6) Répétabilité : ±0,2 % (au point zéro), 1 % (au gaz échantillon)

7) Valeur de détection minimale : <1 % FS de la pleine échelle

8) Erreur de linéarité : <2 % FS de la pleine échelle

9)Contrôle d'état/défaut : affichage LED bicolore

10) Sortie état/défaut : +5 V HCMOS sur connecteur 34 broches

11) Sortie analogique : 4～20mA 750Ω

12) Température ambiante : 5℃～＋45℃

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

(14) La dérive du bruit de l'analyseur sur 30 minutes ne dépasse pas 100 × 10-6

8. Analyseur de monoxyde de carbone CO : origine de l'Allemagne Module de capteur infrarouge non discriminant (NDIR) AGM Sensors : (en option)

1) Plage de mesure : 0～1 % ;

2) Temps de réponse : ﹤6s

3) Répétabilité : 0,1 ppm

4) Dérive zéro : ≤2%/semaine

5) Dérive de plage : ≤2 %/semaine

6) Déviation linéaire : ＜±1 %

9. Analyseur dans un débit de gaz de 3,5 L/min, le circuit de gaz est équipé d'un débitmètre pour éviter une surcharge sur l'analyseur ;plage de débitmètre de 0,5 à 5 L/min ;équipé d'un dispositif de dérivation dispersé pour évacuer l'excès de gaz.

10. L'interface d'étalonnage est réservée à l'étalonnage des capteurs de gaz de l'analyseur de gaz.

11.Système de mesure de la densité de fumée :

Le système de mesure de la densité de la fumée est situé dans le tuyau d'échappement près de l'extrémité du ventilateur d'extraction, par le dispositif de lancement de la source lumineuse, le mécanisme de correction, le dispositif de mesure de la température, etc., le processus de mesure dû à l'accumulation de poussière de fumée, la transmission de la lumière ne doit pas être réduit de plus de 5 %.

13. Source lumineuse :

le dispositif émetteur de source lumineuse est un laser hélium-néon, qui peut produire une source de lumière rouge avec une longueur d'onde spectrale de 632,8 nm et une polarisation aléatoire pour les tests de concentration de fumée ;la linéarité du contrôleur à l'extrémité réceptrice de la source lumineuse est ≥99,8 % et l'instabilité est <0,1 % ;

Le canal de la source lumineuse est conçu avec un mécanisme d'étalonnage, qui peut corriger 100 % et 0 % de la réception de la source lumineuse ;un thermocouple est installé sur un côté de l'élément lumineux pour mesurer la température de la fumée et fournir des signaux au programme de contrôle principal pour participer au calcul des données des résultats expérimentaux.

14.Lentille :

Lentille convexe de 50 mm de diamètre et de distance focale de 60 mm, de sorte que le faisceau parallèle traversant le tuyau d'évacuation des fumées ait un diamètre de 30 mm.

15.Élément de réception photoélectrique :

L'élément photoélectrique en silicium monocristallin Hamamatsu du Japon est utilisé pour déterminer la densité de la fumée en modifiant l'intensité du faisceau lumineux reçu, et la précision de la mesure de l'intensité lumineuse ne doit pas être inférieure à ± 5 %.

16. La précision de la fonction standard de chromaticité du détecteur du système optique ne doit pas être inférieure à ± 5 % et la linéarité de sortie est inférieure à 5 % ;

17. Le densimètre optique de fumée est installé dans la position de répartition uniforme de la fumée dans le tuyau d'échappement, le faisceau lumineux peut traverser le tuyau d'échappement verticalement, l'installation du densimètre optique de fumée n'affecte pas la mesure de la vitesse et l'échantillonnage, le la fenêtre en verre du densimètre optique de fumée est en quart

18. Système de contrôle :
①Mode d'interface de contrôle par ordinateur : utilisation d'un ordinateur + contrôle logiciel professionnel, opération guidée, facile à utiliser, sûr et fiable, toutes les procédures et opérations fastidieuses ont été intégrées dans l'ordinateur, la vitesse de réponse est très rapide, facile à utiliser, utilisateur- interface conviviale, fonctionnement à toute épreuve.
②Le logiciel adopte LabeView, un logiciel de développement spécial pour les instruments et équipements, et une carte de contrôle d'acquisition de données ;il peut visualiser les données de test en temps réel pendant le test de contrôle et réaliser le calcul, l'acquisition et le traitement automatiques des données, la sauvegarde des données et la sortie de rapports expérimentaux et de résultats de mesure ;il présente les caractéristiques d'une intelligence élevée, d'un fonctionnement guidé par menu, d'une simplicité et d'un fonctionnement intuitif, ce qui rend les résultats des tests plus précis.
③Les procédures de pré-étalonnage et d'étalonnage du travail intégrées à l'équipement peuvent être pratiques pour peser la précision de l'équipement, le cône de rayonnement sous différentes températures de cône d'éclairage de rayonnement, la correction du zéro du circuit optique, l'analyseur de chaque étalonnage de précision du capteur ;
④ Des modes d'étalonnage de capteur individuels peuvent être configurés, y compris l'étalonnage en un ou deux points de l'analyseur d'oxygène, de l'analyseur de dioxyde de carbone, de l'analyseur de monoxyde de carbone, du transducteur de micro-pression différentielle, du système de mesure de la densité de la fumée, du dispositif de pesée, du contrôle du débit massique, pour obtenir le meilleur linéarité;
⑤Étalonnage des paramètres C : l'écart du facteur C de deux étalonnages ne dépasse pas 5 % et l'équipement fonctionne de manière stable après l'étalonnage, ce qui garantit des résultats de mesure réels et fiables.
⑥Interface de vérification de l'état, qui peut obtenir en un coup d'œil l'état de fonctionnement de chaque composant du capteur de l'instrument ;il peut enregistrer les valeurs de fonctionnement de chaque capteur, y compris le capteur de micropression différentielle, la température de la cheminée, l'analyseur d'oxygène, l'analyseur de dioxyde de carbone et l'analyseur de monoxyde de carbone ;le modèle de rapport est au format EXCELL, qui permet d'afficher les modes de valeurs graphiques et numériques.
⑦peut mesurer directement les propriétés du matériau, notamment le taux de dégagement de chaleur, le temps d'allumage, la chaleur d'allumage, le taux de perte de masse, le taux de dégagement de fumée, la chaleur effective de combustion, le CO2, la génération de CO, etc. ;sortie de données de test, peut être enregistrée et imprimée ;avec des fonctionnalités puissantes, en particulier pouvant être comparées à plusieurs courbes, vous pouvez comparer intuitivement la différence entre les caractéristiques de combustion du matériau.
⑧Le système d'acquisition peut collecter et enregistrer la concentration d'oxygène, la température, le taux de dégagement de chaleur, le débitmètre à plaque à orifice, les thermocouples, le débit de gaz de combustion chauds, le temps d'allumage et d'extinction de l'échantillon, la consommation totale d'oxygène, le taux de perte de masse, le dégagement de chaleur total, la génération de dioxyde de carbone et courbes de génération de monoxyde de carbone, tout le processus de courbes quantitatives et de données en temps réel.Il peut être enregistré et imprimé.
⑨Système d'allumage : générateur d'étincelles haute tension avec dispositif de coupure de sécurité, allumage automatique haute tension, positionnement automatique, l'échantillon dans la plate-forme de combustion par l'allumage de l'allumeur, la vitesse d'allumage est rapide, peut garantir l'exactitude des résultats du test.

Page d'exploitation du logiciel