UL 9540A Testmethode voor de beoordeling van de verspreiding van thermisch ontsnapte brand in batterijen

Inleiding
Is van toepassing op de totale hoeveelheid warmte die tijdens de verbranding wordt vrijgegeven door een enkele 21700 lithiumbatterij; individuele cellen zijn 48 mm in diameter en 80 mm hoog. 21700-5500mAh 3.6V/4.2V 19.8Wh.

Beginsel

Het is ontworpen op basis van het zuurstofverbruik, berekend op basis van de zuurstofconcentratie in de gasstroom van de verbrandingsproducten en de snelheid van warmteafgifte tijdens de verbrandingsproducten..Het apparaat kan nauwkeurig de warmteafgifte meten tijdens de verbranding van een enkele lithiumbatterij van 21700.

Toepassing
Elektrisch en elektronisch product
onderdelen en toebehoren van huishoudelijke apparaten

Normen

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. Zie GB/T16172-2007, ISO5660-1:2002 "Testmethode voor warmteafgifte van bouwmaterialen".

Kenmerken

1.Het besturingsonderdeel heeft een ingebouwde industriële computerbesturing, de signaalverzameling en -verwerking heeft een 16-bits hoge-precisie bordkaart, het nauwkeurigheidsniveau kan één procent bereiken,stabiele prestaties, goede herhaalbaarheid.
2.Computer bedieningsinterface: gebruik van geavanceerde apparatuur en instrumentatiesoftware voor professionele ontwikkeling (Labview), strenge interface, hoge mate van automatisering,alle omslappende procedures en bewerkingen zijn geïntegreerd in de computer, de reactiesnelheid is zeer snel, gemakkelijk te bedienen, gebruiksvriendelijke interface, onfeilbare werking.
3Operatiesoftware: Windows XP-interface, Labview-stijl, perfecte beveiligingsmechanismen.Real-time weergave van warmte-stroom - tijdcurve, totale warmteafgifte - tijdcurve, rookproductie tijdens de test.
4We hebben veel onderzoeksinstituten en wetenschappelijke onderzoeksunits om mee samen te werken, zoals: Sichuan Fire Research Institute van het Ministerie van Noodmanagement,Onderzoeksinstituut voor elektriciteitsnetten en dergelijke.

Technische parameters

1.Boksstructuur:De test- en besturingsbox kan worden geïntegreerd door de combinatie van analytische kast, analytische kast en experimentele bedieningskast.Het bovenste deel van het testplatform is voorzien van een waarnemingsraam van gehard glas als beschermend scherm., en de onderkant van het observatievenster is leeg als een drukverlichtingspoort om gasontploffing te voorkomen.
 

2.Sample trigger bron:
1 externe verwarmingsaansluiting:
2Samenstelling: constante drukbron + elektrische verwarming;
3constante drukbron: vermogen 0~5 kW, continu verstelbaar;
4elektrische verwarmingsplaat: 5kw elektrische verwarmingsplaat;
5Specificatie van elektrische verwarmingsplaat: lengte 150 mm, breedte 100 mm.
6Explosiebestendige frame 10 mm stalen plaat, specificatie 200mm*200mm;
7controle-modus: regelen van de elektrische verwarming door een constante drukbron om de thermische ontsnapping van het monster te bereiken die door externe verwarming wordt veroorzaakt.
8Installatiepositie van de verwarmingsaansluiting: het verwarmingsoppervlak van de verwarmingsaansluiting komt rechtstreeks in aanraking met het oppervlak van de batterijmonomeer.
 

3Lithiumbatterij overlaad trigger:
1Overladingsspanning: 0~10V instelbaar;
2Overladingsspanning: 30A;.
3Overlaadvermogen: 300VA.
4Explosiebestendige frame: 10 mm stalen plaat, specificatie 200 mm*200 mm;
 

4Verzamel-, meet- en regelingssysteem:
1 Samenstelling: door de opvangdeksel, rookpijp, rookafvoerventilator, gasgatplaat en meetinrichting voor de snelheid van de lucht onder differentialdruk,toestel voor het meten van de rookgastemperatuur met thermocouple, rooktemperatuursignaal aan het hoofdprogramma om deel te nemen aan de experimentele resultaten van de gegevensberekening, is de rookafvoer in de bovenkant van de kast.
2Axiale ventilator: windsnelheid verstelbaar, onder standaard temperatuur- en drukomstandigheden kan het uitlaatsysteem het uitlaatvolume (g / s) maken: 0 ~ 50, nauwkeurigheid (g / s): minder dan 0.1.
3Inzamelkap: een kegelvormig lichaam, rookopvangmond van 450 mm × 450 mm, op een vierkant van 150 mm × 150 mm, met een totale hoogte van 350 mm,de bodem van de rookopvangkap en de afstand van het oppervlak van het monster (210 ± 50) mm
4Orifisplaatstroommeter: het gebruik van een hoge-precisie digitale uitgang, de uitgang van 0-10v spanningssignaal via de I/0-plaat snelheidsmodule-transformatie,rechtstreeks van de computer om de stroom te regelen.
5Drosselopeningsplaat: in de rookopvangkap en de inlaatpijp is een gasopeningsplaat met een binnendiameter van (57 ± 3) mm aangebracht.om de componenten van de gasstroom te homogeniseren;
6Het gas wordt verzameld met behulp van een ringmonster die in de opvangkap (685±15) mm in het ventilatorinlaatkanaal is gemonteerd.om de gasstroomcomponenten te homogeniseren, zijn de gaten in de tegenovergestelde richting van de gasstroom om roetophoping te voorkomen.
7Meten van de luchtstroomtemperatuur; gemeten door een gewapende thermo-elektrische lek met een externe diameter van 1,5 mm. In de voorstroom van de openingsplaatstroommeter (100 ± 5) mm geïnstalleerd,de positie van de as van de uitlaatpijp.
Uitlaatpijp: van roestvrij staal, 114 mm diameter, ongeveer 1500 mm lengte, voorzien van ventilatoren, stroommeters, sensoren enz.na voltooiing van de test, kunnen de verbrandingsproducten uit de verbrandingskamer in de atmosfeer worden afgevoerd.en de luchtstroom moet worden beperkt tot een bepaald bereik om de nauwkeurigheid van de testresultaten te waarborgen..

                                               Verzamelings- en meetsystemen

5.Apparaat voor het verzamelen en voorbehandelen van gasmonsters:
1De gasmonsternamings- en voorbehandelingstoestel bestaat uit een ringmonsternammer, een filtratiesysteem, een zuigpomp, een condensator en andere onderdelen;
2Ringproefnemer ringproefnemer die in de uitlaatpijp is gemonteerd en concentrisch met de leiding is, met een homogeniserende luchtstroominrichting;
3Driefasige filtratie, bestand tegen hoge temperaturen, zuur- en alkalisch korrosie en oxidatie, met een filternauwkeurigheid van ten minste 0,45 ~ 50 μm;
4Installatie van filterpatronen met een eenvoudig te installeren en te ontmantelen structuur; secundaire filtratie-inrichting met afvoerfunctie van het luchtbeschermingsfilter,betrouwbare scheiding van vaste stoffen in het gas, met een filtratie nauwkeurigheid van ten minste 0,2 μm-20 μm; tertiaire filtratievoorziening voor het filteren van water in het monstergas na afkoeling.De filtercilinder is gemakkelijk te ontmantelen en het filtermedium te vervangen;
5De vacuümpomp voor het afnemen van het monstergas heeft een laag geluid en een geringe trilling, de pompstroom is 36 L/min en de maximale uitlaatdruk 7 kg;
6Uitgerust met compressie-koelcondensator: dauwpunttemperatuur 0 ~ 5 °C;
7Uitgerust met de door Duitsland ingevoerde KNF-diafragmapomp, stroom van 33 L/min, vacuüm: 700 mmHg, druk: 2,5 bar;
8Na afloop van het experiment kan een met een zelfreinigend systeem uitgeruste gasleiding voor de bemonstering worden ingesteld op het omgekeerd blazen van een schone gasleiding voor de bemonstering.
 

6.Kalibratie van de brander en het gasvoorzieningssysteem:
1De brander is uitgerust met messingbuizen enz. als kalibratiebrander en gebruikt de vezelvullings- en filterinrichting om het brandbare gas uit te breiden en gelijkmatig te verbranden.
2Kalibratiesysteem voor de gasvoorziening van de brander om te bepalen of regelaars, drukmeters, MFC's, enz. een stabiele gasbron voor de verbranding kunnen leveren.lineair ± 00,5% F.S., reactietijd ≤ 2 sec.
3De kalibratiebrander kan worden opgehangen en onder de stralingsconus worden gemonteerd met behulp van een bevestiging van het type clip, wat een gemakkelijke bediening en een nauwkeurige plaatsing vereist.
4Om de respons van het gehele testsysteem te kalibreren, wordt een messingbuis met een vierkante opening en een vierkante doorsnede gebruikt als kalibratiebrander.een gat met een oppervlakte van (500±100) mm2 wordt in het metaal gesneden in de vorm van een tuin, wordt de opening bedekt met een draadnet om het gas te verspreiden en wordt de buis gevuld met keramische vezels om de homogeniteit van de gasstroom te verhogen.

1Oxygen (O2) analysator: Duitsland (Siemens) SIEMENS, paramagnetisch type.

a.Meetbereik: (0-25)%.

b.Signaaluitgang: 4-20mA;

c.Resolutie 100×10-6

Relatieve luchtvochtigheid: < 90% (geen condensatie)

e. lineaire afwijking: < ± 0,1% O2;

f.Null drift: ≤ 0,5%/maand;

g.Range drift: ≤ 0,5%/maand

h.interne signaalverwerkingstijd van minder dan 1 s;

j.Reactietijd: T90 < 5 seconden

k.Herhaalbaarheid: < ± 0,02% O2;

l.Lokaal display: LCD-plaat met vloeibare kristallen (met achtergrondverlichting)

m.Analooguitgang: 4 ‰ 20 mA 750Ω

n.omgevingstemperatuur: 5 °C tot +45 °C; stroomtoevoer: 220 VAC ± 10%, 50 ~ 60 Hz.

o.De geluidsverschuiving van de analysator binnen 30 minuten bedraagt niet meer dan 0,01%; de resolutie van de gegevensopname is beter dan 0,01%6;

7.CO2-analysator: oorsprong Duitsland AGM Sensors nondiscriminerende infrarood (NDIR) sensor module:

1) Meetbeginsel: niet-discriminerend infrarood NDIR, dubbele golflengte, enkelstraal.

2)Meetbereik: 0-10%;

3) Reactietijd: ≤ 6 s.

4)Nauwkeurigheid: volle schaal ± 2% FS

5) Stabiliteit: volle schaal ± 2% FS (meer dan 12 maanden)

6) Herhaalbaarheid: ±0,2% (bij nulpunt), 1% (bij monstergas)

7)Minimum detectiewaarde: < 1% FS van de volledige schaal

8)Lineariteitsfout: < 2%FS van de volledige schaal

9)Stand/foutcontrole: tweekleurig LED-display

10)Status/foutuitgang: +5V HCMOS op 34-pin-connector

11) Analooguitgang: 420mA 750Ω

12) Omgevingstemperatuur:5°C+45°C

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

(14) 30 min analysator geluidsverschuiving zijn niet meer dan 100 × 10-6

8. koolmonoxide-CO-analysator: oorsprong Duitsland AGM Sensors non-discriminating infrarood (NDIR) sensor module: (facultatief)

1) meetbereik: 0 ‰ 1%;

2) Reactietijd: < 6 s

3) Herhaalbaarheid: 0,1 ppm

4) Nulldrift: ≤ 2%/week

5) Range drift: ≤ 2%/week

6) Lineaire afwijking: < ± 1%

9.Analysator in de gasstroom van 3,5 L/min, het gascircuit is uitgerust met een stroommeter om overbelasting van de analysator te voorkomen; stroommeterbereik 0,5 ~ 5 L/min;met een afleidingsinrichting voor het leegmaken van het overtollige gas.

10.De kalibratie-interface is voorbehouden voor de kalibratie van de gassensoren van de gasanalysator.

11.Systeem voor het meten van de rookdichtheid:

het rookdichtheidsmetingssysteem is in de uitlaatpijp gelegen, nabij het einde van de uitlaatventilator, door het opstarten van de lichtbron, het corrigeringsmechanisme, het temperatuurmetingsapparaat, enz.;meetproces als gevolg van de ophoping van rookstof, mag de lichtdoorlaatbaarheid niet met meer dan 5% worden verminderd.

13Lichtbron:

de lichtbronemissie-inrichting is een helium-neonlaser die een rode lichtbron met een spectrale golflengte van 632,8 nm en willekeurige polarisatie kan produceren voor het testen van de rookconcentratie;de lineariteit van de regelaar aan de ontvangende kant van de lichtbron ≥ 990,8% en de instabiliteit is < 0,1%;

De lichtbronkanaal is ontworpen met een kalibratie-mechanisme dat 100% en 0% van de ontvangst van de lichtbron kan corrigeren;aan de ene zijde van het lichtelement is een thermocouple geïnstalleerd om de temperatuur van de rook te meten, en geven signalen aan het hoofdcontroleprogramma om deel te nemen aan de berekening van de gegevens van de experimentele resultaten.

14.Lens:

Convexe lens met een diameter van 50 mm en een brandpuntsafstand van 60 mm, zodat de parallelle straal door de rookuitlaatpijp 30 mm in diameter is.

15Foto-elektrische ontvanger:

Japan Hamamatsu monokristallijn silicium foto-elektrisch element wordt gebruikt om de rookdichtheid te bepalen door de verandering van de intensiteit van de ontvangen lichtstraal,en de nauwkeurigheid van de meting van de lichtsterkte mag niet minder zijn dan ± 5%..

16.De nauwkeurigheid van de chromatisiteitsstandaardfunctie van de detector van het optische systeem mag niet minder dan ± 5% bedragen en de lineariteit van de uitgang moet binnen 5% liggen;

17.Optische rookdichtheidsmeter is geïnstalleerd in de positie van eenvormige verspreiding van rook in de uitlaatpijp, de lichtbundel kan verticaal door de uitlaatpijp gaan,de installatie van de optische rookdichtheidsmeter heeft geen invloed op de snelheidsmeting en de bemonstering, het glazen raam van de optische rookdichtheidsmeter is gemaakt van kwart

18.Bestuurssysteem:
1Computer bedieningsinterface: gebruik van een computer + professionele software bedieningen, geleide bediening, gemakkelijk te bedienen, veilig en betrouwbaar,alle omslappende procedures en bewerkingen zijn geïntegreerd in de computer, de reactiesnelheid is zeer snel, gemakkelijk te bedienen, gebruiksvriendelijke interface, onfeilbare werking.
2De software gebruikt LabeView, een speciale ontwikkelsoftware voor instrumenten en apparatuur, en een gegevensverzamelingsbesturingskaart.en automatische gegevensberekeningen realiseren, verwerving en verwerking, gegevensopslag en output van experimentele rapporten en meetresultaten; het heeft de kenmerken van hoge intelligentie, geleide menu-operatie,eenvoud en intuïtieve werking, waardoor de testresultaten nauwkeuriger zijn.
3Ingebouwde uitrustingsvoorkalibratie en werkkalibratieprocedures, kunnen handig zijn voor het wegen van de nauwkeurigheid van de uitrusting, stralingsconus onder verschillende stralingsverlichtingsconustemperatuur,nulcorrectie van het optische circuit, de analysator van elke kalibratie van de sensornauwkeurigheid;
4Individuele sensorkalibratiemodi kunnen worden ingesteld, met inbegrip van kalibratie in één of twee punten van de zuurstofanalysator, kooldioxideanalysator, koolmonoxideanalysator,differentiële microdrukomvormer, systeem voor het meten van de rookdichtheid, weegtoestel, massa-stroomregeling, om de beste lineariteit te verkrijgen;
5C-parameterkalibratie: de C-factordeviatie van twee kalibraties bedraagt niet meer dan 5%, en de apparatuur werkt na de kalibratie stabiel, waardoor de werkelijke en betrouwbare meetresultaten worden gewaarborgd.
6Interface voor het controleren van de status, waarmee de werkstatus van elk sensorgedeelte van het instrument in één oogopslag kan worden verkregen; de werkwaarden van elke sensor kunnen worden geregistreerd;met inbegrip van differentiële microdruksensoren, schoorsteen temperatuur, zuurstof analysator, kooldioxide analysator en koolmonoxide analysator; het rapport sjabloon is in EXCELL-formaat, dat de grafische en numerieke waarden kan weergeven.
7 kan rechtstreeks de materiële eigenschappen meten, waaronder warmteafgifte, ontstekingstijd, ontstekingswarmte, massaverlies, rookafgifte, effectieve verbrandingswarmte, CO2, CO2-opwekking, enz.;de testgegevens kunnen worden opgeslagen en afgedrukt; met krachtige functies, met name kunnen met meerdere curves worden vergeleken,u kunt het verschil tussen de verbrandingskenmerken van het materiaal intuïtief vergelijken.
8Acquisitie systeem kan zuurstofconcentratie, temperatuur, warmteafgifte snelheid, opening plaat stroommeter, thermoparen, warm rookgas stroom snelheid,ontstekingstijd en blustijd van het monster, totale zuurstofverbruik, massaverlies, totale warmteafgifte, kooldioxide- en koolmonoxide-opwekkingskurven, alle processen van kwantitatieve curves en real-time gegevens.Het kan worden opgeslagen en afgedrukt.
9ontstekingssysteem: hoogspanningsvonkergenerator met veiligheids-afsluiting, automatische ontsteking met hoogspanning, automatische plaatsing, het monster in het verbrandingsplatform door ontsteking van de ontsteking,ontstekingssnelheid is snel, kan de nauwkeurigheid van de testresultaten garanderen.

Software bedieningspagina