UL 9540A Método de ensaio para avaliação da propagação do fogo por fuga térmica na bateria

Introduções
Aplica-se à quantidade total de calor liberada por uma única bateria de lítio 21700 durante a combustão; as células individuais têm 48 mm de diâmetro e 80 mm de altura. 21700-5500mAh 3.6V/4.2V 19.8Wh.

Princípio

É concebido com base no consumo de oxigénio calculado a partir da concentração de oxigénio no fluxo de gases dos produtos de combustão e da taxa de liberação de calor durante os produtos de combustão..O dispositivo pode medir com precisão a taxa de liberação de calor durante a combustão de uma única bateria de lítio 21700.

Aplicação
Produto eléctrico e eletrónico
Componentes e acessórios de aparelhos domésticos

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. Ver a norma GB/T16172-2007, ISO5660-1:2002 "Método de ensaio para a taxa de liberação de calor dos materiais de construção".

Características

1. A parte de controlo adota o controlo industrial incorporado no computador, a recolha e processamento de sinal adota um cartão de placa de alta precisão de 16 bits, o nível de precisão pode atingir 1%,desempenho estável, boa repetibilidade.
2.Interface de controlo por computador: utilização de equipamento de alta qualidade e software de desenvolvimento profissional de instrumentação (Labview), interface rigorosa, elevado grau de automação,todos os procedimentos e operações complicados foram integrados no computador, a velocidade de resposta é muito rápida, fácil de operar, interface fácil de usar, operação infalível.
3.Software operacional: interface Windows XP, estilo Labview, mecanismos de segurança perfeitos. Dados de saída do computador para taxa de liberação de calor de combustão, liberação total de calor, concentração de fumaça.Impressão em tempo real do fluxo de calor - curva temporal, taxa total de liberação de calor - curva de tempo, produção de fumaça durante o ensaio.
4Temos muitos institutos de pesquisa e unidades de pesquisa científica para cooperar, tais como: Instituto de Pesquisa de Incêndio de Sichuan do Ministério de Gestão de Emergências,Instituto Estadual de Investigação da Rede Elétrica e assim por diante.

Parâmetros técnicos

1Estrutura da caixa:A combinação de gabinetes analíticos, de gabinetes analíticos e de gabinetes de operação experimental pode ser integrada no projeto da caixa de ensaio e de controlo.A parte superior da plataforma de ensaio é montada com uma janela de observação de vidro temperado como um ecrã de proteção., e a parte inferior da janela de observação está vazia como uma porta de alívio de pressão para evitar a explosão de gás.
 

2.Fonte de disparo da amostra:
1 gatilho de aquecimento externo:
2Composição: fonte de pressão constante + composição do aquecimento eléctrico;
3Fonte de pressão constante: potência 0 a 5 kW ajustável continuamente;
4placa de aquecimento elétrica: 5kw de placa de aquecimento elétrica;
5Especificação da placa de aquecimento eléctrico: comprimento 150 mm, largura 100 mm.
6Framagem à prova de explosão de chapa de aço de 10 mm, especificação 200 mm*200 mm;
7Modo de controlo: controlo do aquecedor eléctrico através de uma fonte de pressão constante para atingir a fuga térmica da amostra provocada pelo aquecimento externo.
8Posição de instalação do dispositivo de disparo de aquecimento: a superfície de aquecimento do dispositivo de aquecimento estará em contacto direto com a superfície do monómero da bateria.
 

3.Ativador de sobrecarga da bateria de lítio:
1Tensão de sobrecarga: 0~10V ajustável;
2Tensão de sobrecarga: 30A;
3 Potência de sobrecarga: 300VA.
4Cadeira à prova de explosão: chapa de aço de 10 mm, especificação 200 mm*200 mm;
 

4Sistema de recolha, medição e controlo:
Composição: pela tampa de recolha, tubo de fumo, ventilador de escape de fumo, placa do orifício do acelerador e dispositivo de medição da velocidade do ar sob pressão diferencial,Dispositivo de medição da temperatura dos gases de combustão com termocouple, sinal de temperatura de fumaça para o programa de controlo principal para participar nos resultados experimentais do cálculo dos dados, o dispositivo de escape de fumaça está localizado na parte superior do gabinete.
2Ventilador axial: velocidade do vento ajustável, em condições de temperatura e pressão padrão, o sistema de escape pode fazer o volume de escape (g / s): 0 ~ 50, precisão (g / s): inferior a 0.1.
3Capota de recolha: corpo cónico, boca de recolha de fumaça de 450 mm × 450 mm, num quadrado de 150 mm × 150 mm, com uma altura total de 350 mm,o fundo do capô de recolha de fumaça e a distância da superfície da amostra (210 ± 50) mm
4Defluímetro de placa de orificio: utilização de saída digital de alta precisão, saída de sinal de tensão de 0-10v através da transformação do módulo de velocidade da placa I/0,diretamente do computador para controlar o seu fluxo.
5Placa de orifício de aceleração: no capô de captação de fumaça e no tubo de admissão é equipada com uma placa de orifício de aceleração com um diâmetro interno de (57 ± 3) mm,para homogeneizar os componentes do fluxo de gás;
6O gás é colhido com um mostrador de anel, instalado no capô de recolha (685±15) mm no interior do canal de admissão do ventilador.para homogeneizar os componentes do fluxo de gás, os furos estão na direção oposta ao fluxo de gás para evitar a deposição de fuligem.
7Medida da temperatura do fluxo de ar; medida por uma fuga termoelétrica blindada com um diâmetro externo de 1,5 mm. Instalada no montante do medidor de caudal da placa do orifício (100 ± 5) mm,posição do eixo do tubo de escape.
8Tubo de escape: feito de aço inoxidável, diâmetro de 114 mm, comprimento de cerca de 1500 mm, equipado com ventiladores, medidores de caudal, sensores, etc.Após a conclusão do ensaio, os produtos de combustão podem ser descarregados da câmara de combustão para a atmosfera.e a taxa de fluxo de ar deve ser limitada a um certo intervalo para garantir a precisão dos resultados dos ensaios.

                                               Sistemas de recolha e medição

5Dispositivo de recolha e pré-tratamento de amostras de gás:
1O dispositivo de colheita e pré-tratamento de amostras de gás é constituído por um amostrador de anel, sistema de filtragem, bomba de sucção, condensador e outros componentes;
2Anel de amostragem Anel de amostragem instalado no tubo de escape e concêntrico com o tubo, com um dispositivo de homogeneização do fluxo de ar;
3Filtração em três fases, com resistência a altas temperaturas, corrosão ácida e alcalina e resistência à oxidação, com uma precisão do filtro não inferior a 0,45 ~ 50um;
Instalação de cartuchos de filtro com estrutura fácil de instalar e desmontar; dispositivo de filtragem secundária com função de drenagem do filtro de protecção do ar,separação fiável dos sólidos contidos no gás, com precisão de filtragem não inferior a 0,2 μm-20 μm; dispositivo de filtragem terciária para filtragem de água no gás da amostra após arrefecimento.O cilindro do filtro é fácil de desmontar e substituir o meio de filtragem;
5Adoptando uma bomba de vácuo para extrair o gás da amostra, a bomba de vácuo tem baixo ruído e baixa vibração, a taxa de caudal de bombeamento é de 36L/min e a pressão máxima de saída é de 7KG;
6Equipado com condensador de refrigeração por compressão: temperatura do ponto de orvalho de 0 ~ 5 °C;
7Equipado com bomba de diafragma KNF alemã importada, caudal de 33 L/min, vácuo: 700 mmHg, pressão: 2,5 bar;
8O gasoduto de amostragem equipado com um sistema de autolimpeza pode, após a conclusão da experiência, ser ajustado para inverter o sopro do gasoduto de amostragem limpo.
 

6.Calibração do queimador e do seu sistema de abastecimento de gás:
1Equipado com tubos de latão, etc., como queimador de calibração, o queimador adota o dispositivo de enchimento e filtragem de fibras para expandir o gás combustível e queimar uniformemente.
2Calibração do sistema de alimentação de gás do queimador para os reguladores, manômetros de pressão, MFC, etc., para determinar se pode fornecer uma fonte estável de gás para combustão.linear ± 00,5% F.S., tempo de resposta ≤ 2 segundos.
3O queimador de calibração pode ser suspenso e montado sob o cone de radiação por meio de uma fixação do tipo pinça, o que exige uma operação fácil e um posicionamento preciso.
Para calibrar a resposta de todo o sistema de ensaio, utiliza-se um tubo de latão com abertura quadrada e secção transversal quadrada como queimador de calibração.um buraco com uma área de (500±100) mm2 é cortado no metal em forma de jardim, a abertura é coberta por uma malha de arame para difundir o gás e o tubo é preenchido com fibras de cerâmica para aumentar a homogeneidade do fluxo de gás.

Analisador de oxigénio (O2): Alemanha (Siemens) SIEMENS, tipo paramagnético.

a.Área de medição: (0-25)%.

b.Saída de sinal: 4-20 mA;

c. Resolução 100×10-6

d.Umidade relativa: < 90% (sem condensação)

e. Desvio de linearidade: < ± 0,1% de O2;

f. Desvio zero: ≤ 0,5%/mês;

g.Alteração do intervalo: ≤ 0,5%/mês

h. Tempo de processamento de sinal interno inferior a 1 s;

j.Tempo de resposta: T90 < 5 segundos

k.Repetitividade: < ± 0,02% de O2;

l.Exposição local: ecrã LCD de cristal líquido (com luz de fundo)

m.Saída analógica: 420mA 750Ω

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

o. A deriva de ruído do analisador num intervalo de 30 minutos não é superior a 0,01%; a resolução da saída de aquisição de dados é superior a 0,01%6;

7.Analisador de dióxido de carbono (CO2): origem: módulo de sensores infravermelhos (NDIR) AGM Sensors não discriminantes da Alemanha:

1) Princípio de medição: NDIR infravermelho não discriminatório, de duplo comprimento de onda, feixe único.

2) Faixa de medição: 0-10%;

3) Tempo de resposta: ≤ 6 s.

4) Precisão: escala total ± 2% FS

5) Estabilidade: ± 2% FS em escala completa (mais de 12 meses)

6) Repetitividade: ±0,2% (a ponto zero), 1% (a gás da amostra)

7) Valor mínimo de detecção: < 1% FS da escala completa

8)Erro de linearidade: < 2%FS da escala completa

9)Controle de estado/falha: ecrã LED bicolor

10) Saída de estado/falha: +5V HCMOS no conector de 34 pines

11) Saída analógica: 420mA 750Ω

12) Temperatura ambiente:5°C+45°C

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

(14) A deriva do ruído do analisador durante 30 min não é superior a 100 × 10-6

8Analisador de monóxido de carbono de CO: origem da Alemanha Modulo de sensores infravermelhos não discriminatórios (NDIR) da AGM Sensors: (facultativo)

1) Faixa de medição: 0 ‰ 1%;

2) Tempo de resposta: < 6 s

3) Repetitividade: 0,1 ppm

4) Desvio zero: ≤ 2%/semana

5) Desvio de faixa: ≤ 2%/semana

6) Desvio linear: < ± 1%

9.Analisador no caudal de gás de 3,5 L/min, o circuito de gás está equipado com um caudalímetro para evitar a sobrecarga no danificação do analisador; faixa de caudalímetro de 0,5 ~ 5 L/min;equipado com um dispositivo de desvio disperso para esvaziar o excesso de gás.

10.A interface de calibração é reservada à calibração dos sensores de gás do analisador de gases.

11Sistema de medição da densidade de fumaça:

O sistema de medição da densidade de fumaça está situado no tubo de escape perto da extremidade do ventilador de escape, junto do dispositivo de lançamento da fonte luminosa, do mecanismo de correção, do dispositivo de medição da temperatura, etc.,processo de medição devido ao acúmulo de poeira de fumaça, a transmissão luminosa não deve ser reduzida em mais de 5%.

13Fonte de luz:

O dispositivo emissor da fonte de luz é um laser de hélio-neão capaz de produzir uma fonte de luz vermelha com comprimento de onda espectral de 632,8 nm e polarização aleatória para ensaio da concentração de fumaça;a linearidade do controlador na extremidade receptora da fonte luminosa é ≥ 990,8% e a instabilidade é < 0,1%;

O canal da fonte luminosa é concebido com um mecanismo de calibração que pode corrigir 100% e 0% da recepção da fonte luminosa;Um termocouple é instalado num lado do elemento luminoso para medir a temperatura da fumaça, e fornecer sinais ao programa de controlo principal para participar no cálculo dos dados dos resultados experimentais.

14.Lente:

Lente convexa de 50 mm de diâmetro e 60 mm de distância focal, de modo a que o feixe paralelo através do tubo de escape de fumo tenha 30 mm de diâmetro.

15.Elemento receptor fotoelétrico:

Japão Hamamatsu elemento fotoelétrico de silício monocristalino é utilizado para determinar a densidade de fumaça através da alteração da intensidade do feixe de luz recebido,e a precisão da medição da intensidade luminosa não deve ser inferior a ± 5%..

16.A precisão da função-padrão de cromaticidade do detector do sistema óptico não deve ser inferior a ± 5%, e a linearidade de saída deve estar dentro de 5%;

17.O medidor óptico de densidade de fumaça é instalado na posição de distribuição uniforme da fumaça no tubo de escape, o feixe de luz pode atravessar o tubo de escape verticalmente,a instalação do medidor óptico da densidade de fumaça não afeta a medição da velocidade e a amostragem, a janela de vidro do medidor óptico de densidade de fumaça é feita de quartz

18Sistema de controlo:
1Modo de interface de controlo por computador: utilização de computador + controlo por software profissional, operação guiada, fácil de operar, segura e fiável,todos os procedimentos e operações complicados foram integrados no computador, a velocidade de resposta é muito rápida, fácil de operar, interface fácil de usar, operação infalível.
2O software adota o LabeView, um software de desenvolvimento especial para instrumentos e equipamentos, e a placa de controlo de aquisição de dados; pode visualizar os dados do ensaio em tempo real durante o ensaio de controlo,e realizar o cálculo automático de dados, aquisição e processamento, armazenamento de dados e saída de relatórios experimentais e resultados de medição; tem as características de alta inteligência, operação guiada de menus,Simplicidade e operação intuitiva, o que torna os resultados dos testes mais precisos.
3Procedimentos de pré-calibração e de calibração de trabalho do equipamento, podem ser convenientes para pesar a precisão do equipamento, cono de radiação sob diferentes temperaturas de cono de iluminação de radiação,correção zero do circuito óptico, o analisador de cada calibração de precisão do sensor;
Podem ser configurados modos de calibração de sensores individuais, incluindo a calibração de um ou dois pontos do analisador de oxigénio, do analisador de dióxido de carbono, do analisador de monóxido de carbono,Transdutor de micro-pressão diferencial, sistema de medição da densidade de fumaça, dispositivo de pesagem, controlo do caudal de massa, para obter a melhor linearidade;
Calibração com parâmetros de 5C: o desvio do factor C de duas calibrações não é superior a 5% e o equipamento funciona de forma estável após a calibração, o que garante resultados de medição reais e fiáveis.
6Interface de controlo de estado, que pode obter o estado de funcionamento de cada componente do sensor do instrumento de uma só vez; pode registar os valores de funcionamento de cada sensor,incluindo o sensor de micro-pressão diferencial, temperatura da chaminé, analisador de oxigénio, analisador de dióxido de carbono e analisador de monóxido de carbono; o modelo de relatório está em formato EXCELL, que pode exibir os modos de valor gráfico e numérico.
7pode medir directamente as propriedades do material, incluindo a taxa de libertação de calor, o tempo de ignição, o calor de ignição, a taxa de perda de massa, a taxa de libertação de fumaça, o calor efetivo da combustão, a geração de CO2, CO, etc.;saída de dados de ensaio, pode ser guardada e impressa; com características poderosas, especialmente pode ser comparada com múltiplas curvas,Pode-se intuitivamente comparar a diferença entre as características de combustão do material.
8O sistema de aquisição pode recolher e registar a concentração de oxigénio, temperatura, taxa de liberação de calor, medidor de caudal da placa do orificio, termopares, taxa de caudal dos gases de combustão quentes,tempo de ignição e de extinção da amostra, consumo total de oxigénio, taxa de perda de massa, liberação total de calor, geração de dióxido de carbono e curvas de geração de monóxido de carbono, todo o processo de curvas quantitativas e dados em tempo real.Pode ser guardado e impresso.
9Sistema de ignição: gerador de faíscas de alta tensão com dispositivo de desligamento de segurança, ignição automática de alta tensão, posicionamento automático, a amostra na plataforma de combustão pela ignição do ignição,velocidade de ignição é rápida, pode garantir a precisão dos resultados dos ensaios.

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