Thermometer wie BatterienEs ist ein hochpräzises Thermoanalysegerät für die Messung von Wärmeveränderungen während des Laden und Entladens von Batterien, das kritische Daten zur Unterstützung des Batteriewärmemanagements, der Sicherheitsbewertung und der Leistungsoptimierung bietet. Auf der Grundlage von thermischen Prinzipien wie Leistungskompensation wird das elektrische Heizelement durch Rückmeldung gesteuert, so dass die Batterie während des Testprozesses immer eine konstante Temperatur aufrechterhalt. Sein Kernbauteil ist ein isothermischer Messblock, bestehend aus dem Boden und der Messschicht: Der Boden hält die Temperaturkonstante durch das Perther-Element, während die Messschicht die Leistungsänderungen des elektrischen Heizers erfasst, um die von der Batterie erzeugte oder aufgenommene Wärme genau zu berechnen. Das Instrument ist in der Regel mit einer Referenzbatterie ausgestattet, die durch den Vergleich der thermischen Wirkung der zu messenden Batterie mit der Referenzbatterie externe Störungen ausschließt und die Messgenauigkeit gewährleistet.

　　Thermometer wie BatterienZusammenarbeit mehrerer präziser Subsysteme. Die Hauptkomponenten sind wie folgt:

1. Thermostatische Kammer

Funktion: bietet eine hochstabile, homogene thermostatische Umgebung, die die Grundlage der isothermen Thermomethode ist.

Struktur und Merkmale:

In der Regel aus hochleitfähigen Materialien wie Aluminium oder Kupfer gefertigt, um eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb des Hohlraums zu gewährleisten.

Die Innenwände wurden speziell behandelt und haben gute thermische Strahlungseigenschaften.

Ausgestattet mit einer effizienten Wärmedämmungsschicht (z. B. Vakuum-Interlayer oder Mehrschichtdämmungsmaterial), um den Wärmeaustausch mit der äußeren Umgebung zu minimieren.

Die Kammertür/Deckel verfügt über einen O-Dichtring, der Luftdichtigkeit gewährleistet und Luftströmungsstörungen und Feuchtigkeitseintritt verhindert.

2. Präzisions-Temperaturkontrollsystem

Funktion: Die Kammertemperatur wird in Echtzeit überwacht und mittels Heizung oder Kühlung in einem minimalen Schwankungsbereich von eingestellten Werten (z. B. 25 °C) gesteuert (normalerweise innerhalb von ± 0,1 °C).

Schlüsselkomponenten:

Hochpräzise Temperatursensoren: In der Regel Platin-Widerstandsthermometer (Pt100 oder Pt1000), die als Referenzsonde die tatsächliche Kammertemperatur in Echtzeit überwachen.

Heizelemente: wie elektrische Heizdrahte oder Heizfolien, die um den Hohlraum verteilt sind, um den Wärmeverlust des Systems zu kompensieren.

Kühleinheit:

Externe Zirkulationskühler: Am häufigsten wird die Wärme durch eine Zirkulationsflüssigkeit, wie z. B. eine Wasserlösung von Ethanol, abgeführt.

Integrierte Kompressorkühlung: Integriert im Gerät.

Flüssigstickstoffkühlung: Für spezielle Modelle, die extrem niedrige Temperaturen erfordern.

Temperaturregler: Empfang von Sensorsignalen und präzise Einstellung der Heiz-/Kälteleistung durch den PID-Algorithmus.

3. Wärmestrommessungs- und Berechnungssysteme

Funktion: Dies ist das "Gehirn" des Thermometers, das für die Berechnung der tatsächlichen Wärmeproduktion der Batterie auf der Grundlage der Kompensationsleistung des Temperaturreglersystems verantwortlich ist.

Grundsatz:

Im stabilen Zustand, wenn die Batterie keine Wärme erzeugt, liefert das Temperaturreglersystem nur eine geringe Menge an Leistung, um eine kleine Wärmeleckage aus der Kammer in die Umgebung zu kompensieren.

Wenn die Batterie anfängt, Wärme zu erzeugen, verringert das Temperaturreglersystem automatisch die Heizleistung (oder erhöht die Kälteleistung), um die Kammertemperatur unverändert zu halten.

Batteriewärmeproduktivität = Menge der Änderung der Leistung des Temperaturreglersystems.

Umsetzung:

Messung der Eingangsleistung von Heizelementen in Echtzeit mit einem hochpräzisen Leistungsmesser oder Strom-/Spannungssensor.

Das Datenerfassungssystem erfasst die Leistungsänderungen und berechnet die gesamte erzeugte Wärme mittels Software-Integrale.

4, Probenstisch und elektrische Verbindung

Funktion: Fixiert die zu testende Batterie und bietet eine elektrische Verbindung zu einem externen Batterieprüfungsgerät (Ladeleider).

Struktur:

Probentasch: In der Regel ist es auch aus hochleitfähigen Materialien hergestellt, um sicherzustellen, dass die Batterie und die Kammertemperatur schnell ausgeglichen werden. Verschiedene Befestigungen können für verschiedene Batterieformen wie Zylinder, Quadrat, Weichhülle und andere ausgestattet werden.

Hochspannungs-/Hochstromverbindung: Anschließt den positiven und negativen Batteriepol an den externen Lademotor, um den hohen Strom der Batterieprüfung standzuhalten.

Spannungsprobelleitung: zur genauen Messung der Batteriespannung.

Thermoelement-/RTD-Schnittstelle: Zusätzliche Temperatursensoren können angeschlossen werden, um die Oberflächentemperatur der Batterie direkt zu überwachen.

5. Gasmanagementsystem

Funktion: Verwalten Sie die Atmosphäre in der Kammer, um Gase, die durch Batterien erzeugt werden können, sicher abzugeben oder eine inerte Umgebung zu schaffen.

Komponenten:

Inert-Gaseingang: Durchlässig in Stickstoff (N₂) oder Argon (Ar), der Sauerstoff ausschließt, Batterienbrände verhindert und die Störungen der Oxidationsreaktion reduziert.

Abgasöffnungen: Anschließen Sie an einen Laborlüftungsschrank oder ein Abgasbehandlungssystem, um schädliche Gase (wie HF, CO, organischen Dampf) rechtzeitig abzugeben.

Durchflussmesser und Ventile: Steuerung der Gasdurchflussgeschwindigkeit und -unterbrechung.

Druckausgleichsrohr: Aufrechterhalten des Druckausgleichs innerhalb und außerhalb des Hohlraums, um zu verhindern, dass der Druck durch die Gaserzeugung zu hoch ist.

Datenerfassungs- und Steuerungssysteme

Funktionen: Alle Signale integrieren, Steueralgorithmen ausführen, Daten anzeigen, Ergebnisse speichern.

Zusammensetzung:

Master-Computer: Führen Sie spezielle Software aus.

Datenerfassungskarte: Hochgeschwindigkeits-Erfassung von Temperatur-, Leistungs-, Spannungs- und Stromsignalen.

Steuerungssoftware:

Setzen Sie die Versuchsparameter (Zieltemperatur, Gasfluss, Versuchsdauer).

Temperatur, Wärmestrom, Spannung, Strom usw. in Echtzeit anzeigen.

Automatische Berechnung und Ausgabe von Wärmeproduktivität, Gesamtwärmeproduktivität, Wärmekapazität usw.

Unterstützt die Kommunikation mit externen Batterieprüfgeräten (z. B. über CAN, USB oder Ethernet) für Lade- und Entladungs- und Wärmesynchronisierung.

7. Sicherheitsschutzsystem

Funktion: Sicherung von Geräten und Mitarbeitern, insbesondere wenn die Batterie Hitze ausfällt.

Maßnahmen:

Übertemperatur-Alarm und automatische Ausfallzeiten: Wenn die Temperatur die Sicherheitsschwelle überschreitet, schalten Sie die Heizung ab und starten Sie die Zwangskühlung.

Drucksensor: Überwachen Sie den Druck in der Kammer, alarmieren Sie bei ungewöhnlichen Anstiegen oder starten Sie eine Notabgasse.

Gasdetektor (optional): Detektion bestimmter Konzentrationen von gefährlichen Gasen (z. B. H₂, CO).

Notstopp-Taste: Schalten Sie sofort Strom und Luft manuell ab.

Explosionsschutzventil: Freisetzung des Drucks im extremen d-Fall.