Если вы занимаетесь тестированием аккумуляторов, вы, вероятно, уже знаете, насколько важно безопасно справляться со сценариями теплового выхода из-под контроля, особенно когда вы используете камеру выделения теплового газа из аккумулятора емкостью 82 л. Как человек, поставляющий эти камеры (и более крупные испытательные системы) в течение многих лет, я своими глазами видел, как даже небольшие ошибки могут превратить рутинный тест в головную боль. Независимо от того, являетесь ли вы лаборантом, инженером-испытателем или новичком в испытаниях на неконтролируемый температурный режим, в этой статье рассказывается, как именно работать с этой камерой, не срезая углов. Давайте погрузимся.
Во-первых, краткое напоминание о том, чем занимается эта палата. Устройство 82L предназначено для улавливания и анализа газа, выделяющегося при выходе батареи из-под перегрева. Рассматривайте его как контролируемую среду, позволяющую изучать то, что выходит во время отказа, и не допускать его распространения. Она меньше, чем наша система испытаний на термическое расцепление аккумуляторов мощностью 10 МВт или версия мощностью 5 МВт, но это не означает, что безопасность менее важна. Размер здесь не отменяет риска; во всяком случае, ограниченное пространство делает соблюдение протоколов еще более важным.
Прежде чем вы даже включите камеру, предварительные проверки не подлежат обсуждению. Я не могу этого не подчеркнуть: пропуск этих пунктов является причиной большинства несчастных случаев. Начните с азов: осмотрите уплотнения камеры. В камере объемом 82 л используются герметичные уплотнения для улавливания газа, поэтому треснувшая прокладка или незакрепленная защелка — это большой минус. В прошлом году у моего клиента произошла небольшая утечка газа, потому что он не проверил уплотнение перед проверкой; это не только испортило их данные, но и вызвало тревогу в лаборатории. Итак, подождите 5 минут: проведите пальцем по дверной прокладке, убедитесь, что на ней нет мусора, и закройте защелку, пока не услышите твердый щелчок.
Далее проверьте линию отвода газа. Устройство объемом 82 л подключается к внешнему вентиляционному отверстию или газоанализатору, верно? Эта линия должна быть четкой – без перегибов и засоров. Если он забит, во время теплового выхода из строя внутри камеры будет расти давление, что может привести к повреждению устройства или неожиданной утечке газа. Для примера, наши более крупные системы, такие как [Система испытания на тепловыделение аккумуляторной батареи 3 МВт], имеют встроенный контроль давления, но 82L немного проще, поэтому вам придется вручную подтвердить, что линия открыта. Я всегда советую новым операторам осторожно подуть в леску, прежде чем прикреплять ее к камере, чтобы убедиться, что она не заблокирована пылью или остатками мусора после последнего испытания.
Также дважды проверьте крепление аккумулятора. Вы не можете просто вставить батарею внутрь и закрыть дверцу — вам нужно закрепить ее, чтобы она не сместилась, когда начнется температурный разгон. У камеры есть определенные точки крепления, верно? Используйте прилагаемые зажимы или кронштейны; не заклеивайте его и не балансируйте. Если батарея сдвинется, она может проколоться во время отказа, выпустив больше газа, чем рассчитана камера, или даже повредить внутренние датчики камеры. Я видел прокол литий-ионной батареи в снятой камере емкостью 82 л, и на устранение этого беспорядка ушло два дня. Избавьте себя от хлопот — следуйте инструкциям по монтажу.
Теперь, когда вы устанавливаете параметры теста, не торопитесь. Камера объемом 82 л позволяет регулировать скорость изменения температуры, точки срабатывания и настройки сбора газа. Не делайте все по максимуму только потому, что можете. Например, слишком высокая скорость изменения температуры может привести к тому, что батарея выйдет из строя до того, как датчики камеры будут готовы, что приведет к неполным данным о газе и ненужным скачкам давления. Наша техническая группа поставщика обычно советует начинать с изменения скорости 5°C/мин для литий-ионных элементов, если у вас нет особых причин для его изменения. Если вы тестируете аккумулятор с другим химическим составом, проверьте спецификацию: то, что подходит для элемента NMC, может не подойти для элемента LFP.
Еще один параметр, на который следует обратить внимание: порог давления сбора газа. Камера объемом 82 л откалибрована для работы с определенным внутренним давлением, поэтому установка слишком высокого порога позволит давлению превысить безопасный уровень, а слишком низкое приведет к прекращению сбора газа до того, как вы получите весь газ. К каждой камере мы прилагаем калибровочный лист, так что держите его под рукой — не угадывайте эти цифры. Если вы потеряете его, вы всегда можете протянуть руку, но не просто так.
Как только вы нажмете «старт», отступите назад. Подожди, нет, вообще-то, оставайся в лаборатории, пока идет тест, но не парь рядом с камерой. Не зря в камере есть смотровое окно; используйте это для мониторинга, но дайте ему место. Если вы почувствуете что-то необычное через вентиляционную линию или увидите скачок давления на внешнем манометре, тогда вы его проверяете, но если все в порядке, не связывайтесь с органами управления в середине теста. Однажды у меня был оператор, который подумал, что камера «работает слишком долго», и отрегулировал скорость изменения скорости в середине теста, что привело к преждевременному выходу батареи из строя. Плохой звонок. Пусть палата делает свою работу.
Что же делать, если тест вызывает температурный разгон? Во-первых, сохраняйте спокойствие: из-за паники случаются ошибки. Линия отвода газа должна вытягивать газ по мере его выпуска, так что она работает, если вы проверили ее перед предварительным испытанием. Предохранительный клапан камеры (он находится вверху для агрегата объемом 82 л) должен открыться, если давление станет слишком высоким — не блокируйте его. Если вы заметили, что предохранительный клапан открывается больше, чем обычно, это признак того, что газа больше, чем ожидалось, но предохранительный клапан предназначен для предотвращения повреждений, поэтому не пытайтесь его закрыть. Просто продолжайте следить за внешним манометром и убедитесь, что вентиляционная линия по-прежнему свободна.
После завершения теста не спешите сразу открывать камеру. Подождите не менее 30 минут — дайте давлению в камере выровняться и горячему газу остыть. Меньше всего вам хочется открыть камеру с температурой 60°C и получить в лицо горячий аккумуляторный газ. Я рано усвоил это на собственном горьком опыте: я открыл камеру объемом 82 л через 10 минут после теста, и газ обжег мне запястье. Это было несерьёзно, но это было напоминанием о необходимости набраться терпения. Открыв его, наденьте средства индивидуальной защиты, имеющиеся в лаборатории: перчатки, защитные очки или, возможно, лабораторный халат. Даже если вы думаете, что газ нетоксичен, лучше перестраховаться, чем потом сожалеть.
Кроме того, очистка после испытаний также является частью безопасной эксплуатации. Внутри камеры объемом 82 л могут быть остатки аккумулятора, поэтому перед следующим испытанием протрите ее мягким моющим средством и тщательно высушите. Не используйте агрессивные химикаты — они могут повредить датчики или уплотнения. Никогда не оставляйте компоненты батареи внутри камеры; если в результате теста остался фрагмент или остаток клетки, немедленно удалите его. Это предотвращает перекрестное загрязнение между тестами, которое может исказить ваши данные и может стать проблемой безопасности, если следующая батарея будет другой.
Подождите, давайте поговорим об обслуживании — это важная проблема, которую легко упустить из виду. Камера объемом 82 л — это не инструмент, который можно использовать по принципу «установил и забыл». Ежемесячно проверяйте предохранительный клапан, чтобы убедиться, что он свободно перемещается. Ежеквартально калибруйте внутренние датчики (мы как поставщик предлагаем услуги по калибровке, так что это хороший вариант). И перед каждым серьезным испытанием — например, испытанием полного комплекта элементов, а не только маленького элемента — проводите пробный прогон без батареи. Проведите полный цикл камеры, проверьте уплотнения, давление и линию откачки. Это позволяет выявить любые проблемы еще до того, как вы вставите батарею, что экономит время и позволяет избежать риска.
Давайте также сравним с нашими более крупными системами, просто чтобы представить ситуацию в перспективе. Система испытаний на термическое расцепление аккумуляторов мощностью 1 МВт предназначена для аккумуляторов большего размера, поэтому она имеет больше функций безопасности, но система 82L предназначена для аккумуляторов меньшего размера, поэтому она проще, но это означает, что ваше внимание к деталям должно быть выше. Вы не можете полагаться на те же автоматические средства защиты, что и более крупные устройства, поэтому выполнение этих шагов еще более важно. Мы продаем все, от небольшого блока емкостью 82 л до [системы испытания на термическое расцепление аккумулятора 10 МВт], поэтому независимо от того, какой размер испытательной системы вы используете, основная логика безопасности одна и та же, только в масштабе.
Теперь распространённые ошибки, которые я вижу постоянно. Во-первых, не читая инструкцию. Я знаю, что руководства скучны, но у камеры объемом 82 л есть свои особенности — например, то, что защелку нужно повернуть по часовой стрелке, чтобы полностью зафиксировать, или что мешок для сбора газа необходимо правильно прикрепить к внешней линии. Во-вторых, использование неправильного размера батареи. Модель 82L предназначена для ячеек определенного размера; если вы попытаетесь вставить ячейку большего размера, она не установится правильно, и это представляет угрозу безопасности. В-третьих, забывание записывать данные во время теста. Тест бесполезен, если вы не обратите внимание на скорость изменения давления, давление и сбор газа. Кроме того, ведение записей поможет вам выявить закономерности в явлениях термического выхода из-под контроля, что сделает ваш следующий тест более безопасным.
Если вы новичок в этом, не бойтесь задавать вопросы. В нашу команду каждый день звонят из лабораторий, которые только начинают проводить тепловые испытания аккумуляторов, и мы помогаем им пройти этапы настройки, эксплуатации и устранения неполадок. На нашем веб-сайте также есть ресурсы, такие как страница [Термальная камера выделения газа на аккумуляторе 82 л], на которой есть краткое руководство по началу работы и советы по устранению неполадок. Ни один вопрос не является глупым — лучше задать, чем рисковать попасть в аварию.
Подожди, еще кое-что: аварийное отключение. Каждый оператор должен знать, где находится кнопка аварийной остановки на камере 82L. Обычно он находится на панели управления, красный и большой — не закрывайте его бумагой или инструментами. Если что-то пойдет не так — например, утечка, неожиданный скачок давления или пожар (хотя камера спроектирована так, чтобы сдерживать небольшие возгорания), — немедленно нажмите эту кнопку. Это отключит питание нагревательного элемента и остановит испытание. Однажды я видел, как в камере объемом 82 л начался пожар, и оператор быстро нажал на кнопку аварийной остановки, поэтому повреждение было нанесено только маленькой камере внутри, а не камере. Вот почему важно знать, где находится аварийная остановка.
В конце концов, безопасная эксплуатация термокамеры для выделения неконтролируемых газов аккумуляторной батареи емкостью 82 л сводится к подготовке, вниманию к деталям и отказу от срезания углов. Проверки перед испытанием, настройка параметров, мониторинг во время испытания, охлаждение перед открытием и регулярное техническое обслуживание — все эти небольшие шаги создают безопасную рабочую среду. И помните: если вы работаете с более крупными системами, такими как [Система испытания на термическое расцепление аккумулятора 5 МВт] или [Система испытания на термическое расцепление аккумулятора 3 МВт], применяются те же принципы, только с более надежными функциями безопасности.
Если вы ищете камеру объемом 82 л или хотите перейти на более крупную систему, мы здесь, чтобы помочь. Мы можем помочь вам определить, какой размер подходит для ваших нужд тестирования, и даже предложить обучение вашей команды на месте. Никакого давления, только честный совет от поставщика, который уже много лет занимается тестированием аккумуляторов. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваши требования и получить ценовое предложение.
Ссылки:
- Международная организация по безопасности аккумуляторов. (2022). Эксплуатационные протоколы для небольших испытательных камер для термического разгона. Журнал хранения энергии, 45, 103789.
- Национальная ассоциация пожарной безопасности. (2021). NFPA 855: Стандарт установки стационарных систем хранения энергии. Куинси, Массачусетс: NFPA.
- Международная электротехническая комиссия. (2020). МЭК 62660-2: Вторичные литий-ионные элементы для дорожных транспортных средств. Часть 2: Требования безопасности. Женева, Швейцария: IEC.
- Министерство энергетики США. (2023). Передовые методы испытаний аккумуляторов на тепловой разгон в лабораторных условиях. Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии Министерства энергетики США.