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精华帖 | 新能源汽车电池检测实验室建设

发布者:华测实验室 发布时间:2022-10-20 阅读:

作为战略性新兴行业之一,中国新能源汽车近年来发展迅速。数据显示,2018年中国新能源汽车产销量突破100万辆,产销规模连续三年位居全球第一。但同时,新能源汽车自燃、电池寿命短等与动力电池安全有关的事件和问题的频发为新能源汽车行业敲响了警钟。

 

新能源电池实验不同于家用电器和汽车电子产品实验,由于电池的危险性,电池测试过程中可能会产生有害气体、冒烟、明火、爆炸,这些问题可能导致环境空气污染、设备损坏、人员受伤,甚至对人身财产造成巨大损失。因此,电池试验室的规模大小、场地建设、设备购置以及日常的运营成本都需要引起重视。作为资深的实验室建设机构,华测实验室在此分享一下关于新能源汽车电池检测实验室建设要点,供大家参考。


 精华帖 | 新能源汽车电池检测实验室建设


实验室建设初期规划实验室,既可以降低实验操作风险,同时也能系统的形成检测能力,通常具有完整测试能力的电池检测实验室,可规划成如下功能分区: 

1)电性能检测区

此区域主要涉及的仪器是充放电机柜、内阻测试仪、绝缘强度测试仪、绝缘电阻测试仪、数据采集设备等,由于电池的实测容量与测试温度有关,因此应对此区域的温度、湿度进行控制。

 

2)机械性能测试区

此区域主要涉及的仪器包括充放电机柜、振动试验台、冲击碰撞试验台、翻转试验台、三综合试验台,由于设备质量重、体积大、噪音大,且部分检测设备需要下挖,因此此区域多放置在一楼,做好隔音和隔震措施。

 

3)环境测试区

此区域主要完成温度、湿度、老化、热分析等实验,涉及的仪器包括充放电机柜、高低温箱、负压箱、温湿度实验箱、热分析仪、数据采集设备等,此区域需要24h连续长时间工作,因此容易出现麻痹大意导致安全事故。

 

4)辅助功能区

可根据实际需要进行配置,包括样品室(放置测试前后的电池样品)、库房(放置闲置线缆、工具等)、办公室、会议室、休息区等。样品室存放电池样品,需要频繁检查电池状态。 

 

5)电池安全测试区

此区域开展的测试均带有危险性,包括样品不成熟导致的风险以及测试本身的风险,包括的测试项目:跌落、针刺、挤压、燃烧、过充、过放、短路、浸水、海水侵泡、高温充放电等项目,涉及的设备包括充放电机柜、跌落试验台、针刺试验机、挤压试验机、燃烧试验机、短路试验机、浸泡设备、温度箱等。

由于此区域着火爆炸概率较高,因此需要建设行之有效的尾气排放和处理措施,以避免对环境的影响。 

科学合理的分区能够提高测试的稳定性和安全性,在分区的基础上,功能分区需要注意:人机分离,远距离实时监控。

在上面的1-4)分区相对安全,但是仍然需要人机分离,远距离监控。尽量为操作人员提供温湿度事宜、空气新鲜、远离危险、隔窗观察、远程操控的环境,如图1和图2所示。 


精华帖 | 新能源汽车电池检测实验室建设

精华帖 | 新能源汽车电池检测实验室建设

实验室内设备需具备远程控制功能,在购置阶段可以要求供应商添加此功能,对于购买时间比较长的老旧设备可通过升级或二次开发方式实现集中控制,同时也需要危险紧急处置能力,比如远程自动灭火装置、远程监控、远程断电、危险自动识别等措施,使操作人员在处理危险时,远距离控制,避免人身和健康伤害。

2)实验区噪音较大,需要考虑隔音;

3)实验区设备位置集中且发热量较大,需要考虑设备散热;

4)库房和样品室要做物理分区。 

5)分区危险性较大,存在大概率的起火爆炸风险,因此除了要求具备上述要求外,还需要配置:

正压防爆房、强排风系统、防爆高速摄像、有害气体处理、 有害气体检测、压力检测、人员防护(3M防毒面具、 护目镜、防护服装、防护手套)、拆解台、电池回收罐等,要能做到——爆炸前预知、爆炸过程稳定、全程数据记录、爆炸后现场可控、污染物可回收,基本思路如下:

爆炸前预警:由于电池起火爆炸前会有很大的变化,可以传感器充分检测指标达到爆炸前预警的目的。 

这些变化包括——温度升高、电流突然增大、泄爆阀打开、有害气体溢出等,其中温度和电流是预警的重要指标,对相同规格的电池具有相似的指标,通过概率分布 可形成较好的爆炸预测。 

爆炸过程控制:电池连锁爆炸是爆炸过程控制的重点,通过切断电流回路、降低爆炸现场温度、阻断燃烧路径、撤离着火源头等方式,其中以切断电流回路和干灭火方式最为有效。既能起到控制火情,同时也保留了测试样品。 

污染物可回收:污染物包括固态污染物和气体污染,通过电池回收罐收集固态污染物回收时,要避免二次危险。有害气体的回收成本非常高昂,可根据实际情况酌情处理。


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