在過去的十年里,隨著能量密度的顯著提高,對新技術電池的研究已經加速。這項研究使鋰離子電池在飛機、電動汽車(EVs)和混合動力汽車(HEVs)、2輪和4輪輕型電動汽車(LEVs)以及筆記本電腦和可穿戴設備等個人用品中得到了更多的應用。從這些新技術電池中控制釋放的能量提供了有用的電能。不受控制的能量釋放可能導致危險的發生,如煙霧、火災、爆炸等。
Sentek電池動力學環境測試系統
不受控制的能量釋放可能是由各種物理/環境條件或事件(如溫度、濕度、振動和沖擊)造成的破壞而引起的。無論是正常運行還是車禍引發這些情況,都會對電池造成損害,造成災難性的后果。最壞的情況是損壞可能導致溫度迅速上升數百度,導致熱失控,并有火災和爆炸的風險。通過對電池和相關機械系統進行適當的物理設計,可以減少或消除由環境條件或物理事件引起的問題。然而,在電池或相關機電元件被認為可以安全使用之前,必須通過測試來驗證其是否符合適用的公認標準。電池安全標準和法規要求在實際電池應用時發現的濫用環境條件下進行測試。EV/HEV、2輪和4輪車輛、筆記本電腦和可穿戴設備的電池標準包括但不限于以下內容:
IEC 62113-2 | 2017 含有堿性或其他非酸性電解質的二次電池和電池——便攜式密封二次電池和用其制造的便攜式電池的安全要求 |
IEC 62660-3 | 2016 電動道路車輛推進用二次鋰離子電池——安全要求 |
SAE J2464 | 2009電動和混合動力電動汽車可充電儲能系統(RESS)安全性和濫用測試 |
UN38.3 | 2015危險品運輸建議——試驗手冊和標準——38.3鋰電池 |
BATSO 01 | 輕型電動汽車(LEV)能源系統評價手冊——二次鋰電池 |
UL 2271 | 用于輕型電動汽車(LEV)的電池 |
為了識別溫度、濕度、振動、輸入電力等綜合環境對電氣和機電組件的安全、完整性、地面及飛行工作性能的不利影響,制定了綜合環境測試標準MIL-STD-810H和方法520.5。
在綜合環境中進行試驗可能會產生在單個環境試驗中不會出現的失效。這種試驗方法的新特點是增加了輸入電源作為環境;包括電壓/頻率的變化,以及系統固有性質的瞬變(如適用)。雖然幾乎不可能完全復制在運輸、存儲、工作和維護期間的復雜環境組合,其目的是將有代表性的應力組合應用于被試驗設備,以確定性能和功能。
Sentek公司與其姐妹公司晶鉆儀器公司合作,為各種標準和規范要求的綜合機械、環境和熱測試提供完整的解決方案。Sentek公司的THV系列環境測試系統與晶鉆儀器的Spider-101控制器為產品開發、認證和可靠性改進提供交鑰匙解決方案。基于IEEE時間同步的晶鉆儀器控制器是對電池、機電元件進行溫度、濕度和振動綜合測試的最佳解決方案。它是具有以下優點的控制器:
- 一個用戶界面,用于設置溫度、濕度、振動等運行計劃;
- 完全網絡化,允許用戶通過以太網連接多個硬件設備,允許一臺PC機同時控制所有設備;
- 能夠通過一個CAN總線提取電池信息,并支持各種動作,包括緊急關機;
- 使用一個軟件應用程序訪問和控制;
- 精確的時間同步數據采集;
- 一個綜合測試報告——如果測試報告是由多個應用程序單獨生成的,那么時鐘和時間表將不會協調,這與晶鉆儀器的EDM THV軟件生成的集成測試報告不同。
控制器局域網總線或簡單的CAN總線協議是用于允許電子控制單元(ECUs)在沒有中央計算機的情況下以最少的布線、有效的方式通信的一種標準。它最初是為汽車應用而開發的,在汽車和民用飛行器工業中得到了廣泛的應用。在溫度、濕度和振動測試中,能夠獲取電池(單個電池)的電壓、電流、溫度等信息,并采取預先設置的動作,這是晶鉆儀器Spider-101控制器的主要優勢。Spider-101 EDM軟件的直觀設計允許客戶從運行日志中判斷測試何時以及為什么停止,或者采取了什么動作。對Spider-101 EDM軟件中接收到的CAN總線數據和使用CAN總線軟件的專用設備中接收到的數據進行比較,值是相同的。