Phương pháp thử nghiệm UL 9540A để đánh giá khả năng lan truyền lửa do nhiệt trong pin

Giới thiệu
Áp dụng cho tổng lượng nhiệt tỏa ra từ một pin lithium 21700 trong quá trình đốt cháy;các tế bào riêng lẻ có đường kính 48mm và chiều cao 80mm.21700-5500mAh 3.6V/4.2V 19.8Wh.

Nguyên tắc

Nó được thiết kế trên cơ sở lượng oxy tiêu thụ được tính toán từ nồng độ oxy trong dòng khí của sản phẩm cháy và tốc độ giải phóng nhiệt trong quá trình đốt sản phẩm.Thiết bị có thể đo chính xác tốc độ giải phóng nhiệt trong quá trình đốt cháy một pin lithium 21700.

Ứng dụng
Sản phẩm điện & điện tử
Linh kiện, phụ kiện của đồ dùng gia đình

Tiêu chuẩn

1. Tham khảo thiết kế tiêu chuẩn "Phương pháp thử nghiệm lan truyền lửa thoát nhiệt trong hệ thống lưu trữ năng lượng pin" UL9540A để đánh giá phương pháp thử nghiệm truyền lửa thoát nhiệt trong hệ thống lưu trữ năng lượng pin;
2. Tham khảo tiêu chuẩn GB/T16172-2007, ISO5660-1:2002 "Phương pháp thử tốc độ giải phóng nhiệt của vật liệu xây dựng".

Đặc trưng

1. Bộ phận điều khiển sử dụng điều khiển máy tính công nghiệp nhúng, việc thu thập và xử lý tín hiệu sử dụng thẻ bảng có độ chính xác cao 16 bit, mức độ chính xác có thể đạt 1%, hiệu suất ổn định, độ lặp lại tốt.
2. Giao diện điều khiển máy tính: sử dụng phần mềm phát triển chuyên nghiệp thiết bị và thiết bị cao cấp (Labview), giao diện nghiêm ngặt, mức độ tự động hóa cao, tất cả các thủ tục và hoạt động rườm rà đã được tích hợp vào máy tính, tốc độ phản hồi rất nhanh, dễ vận hành, giao diện thân thiện với người dùng, vận hành dễ dàng.
3. Phần mềm vận hành: Giao diện Windows xp, phong cách Labview, cơ chế bảo mật hoàn hảo.Dữ liệu đầu ra của máy tính về tốc độ giải phóng nhiệt khi đốt, tổng nhiệt giải phóng, nồng độ khói.Hiển thị thời gian thực về đường cong dòng nhiệt - thời gian, tổng tốc độ giải phóng nhiệt - đường cong thời gian, lượng khói tạo ra trong quá trình thử nghiệm.
4.Chúng tôi có nhiều viện nghiên cứu và đơn vị nghiên cứu khoa học để hợp tác, chẳng hạn như: Viện nghiên cứu hỏa hoạn Tứ Xuyên thuộc Bộ quản lý khẩn cấp, Viện nghiên cứu năng lượng điện lưới quốc gia, v.v.

Các thông số kỹ thuật

1. Cấu trúc hộp:Hộp kiểm tra và điều khiển bằng sự kết hợp giữa tủ phân tích, tủ phân tích và tủ vận hành thử nghiệm có thể được thiết kế tích hợp.Phần trên của bệ thử nghiệm được lắp đặt cửa sổ quan sát bằng kính cường lực làm màn bảo vệ, phần dưới cùng của cửa sổ quan sát trống làm cổng giảm áp để ngăn ngừa nổ khí.
 

2. Nguồn kích hoạt mẫu:
①kích hoạt sưởi ấm bên ngoài:
②Thành phần: nguồn áp suất không đổi + thành phần gia nhiệt bằng điện;
③Nguồn áp suất không đổi: công suất 0 ~ 5kW có thể điều chỉnh liên tục;
④Tấm sưởi điện: Tấm sưởi điện 5kw;
⑤Đặc điểm kỹ thuật của tấm sưởi điện: dài 150mm, rộng 100mm.
⑥Khung chống cháy nổ tấm thép 10mm, quy cách 200mm*200mm;
⑦Chế độ điều khiển: điều khiển lò sưởi điện thông qua nguồn áp suất không đổi để đạt được sự thoát nhiệt kích hoạt hệ thống sưởi bên ngoài mẫu.
⑧Vị trí lắp đặt thiết bị kích hoạt nhiệt: bề mặt gia nhiệt của thiết bị gia nhiệt sẽ tiếp xúc trực tiếp với bề mặt của monome pin.
 

3. Kích hoạt quá tải pin lithium:
①Điện áp quá tải: có thể điều chỉnh 0 ~ 10V;
②Điện áp quá tải: 30A;.
③Công suất sạc quá mức: 300VA.
④Khung chống cháy nổ: thép tấm 10mm, quy cách 200mm*200mm;
 

4. Hệ thống thu thập, đo lường và điều khiển:
①Thành phần: bằng nắp thu, ống khói, quạt hút khói, tấm lỗ tiết lưu và thiết bị đo tốc độ không khí chênh lệch áp suất, thiết bị đo nhiệt độ khí thải cặp nhiệt điện, tín hiệu nhiệt độ khói đến chương trình điều khiển chính để tham gia vào kết quả tính toán thực nghiệm của dữ liệu , thiết bị xả khói được đặt ở phía trên tủ.
②Quạt hướng trục: có thể điều chỉnh tốc độ gió, trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn, hệ thống xả có thể tạo ra lượng khí thải (g / s): 0 ~ 50, độ chính xác (g / s): nhỏ hơn 0,1.
③Mũ trùm: thân hình nón, miệng hút khói có kích thước 450mm × 450mm, trên hình vuông 150mm × 150mm, tổng chiều cao 350mm, đáy của tủ hút khói và khoảng cách từ bề mặt mẫu vật trong (210 ± 50) mm
④Máy đo lưu lượng tấm lỗ: sử dụng đầu ra kỹ thuật số có độ chính xác cao, đầu ra tín hiệu điện áp 0-10v thông qua chuyển đổi mô-đun tốc độ tấm I/0, trực tiếp từ máy tính để điều khiển dòng chảy của nó.
⑤Tấm lỗ tiết lưu: trong tủ hút khói và ống dẫn vào được trang bị tấm lỗ tiết lưu có đường kính trong (57 ± 3) mm, nhằm đồng nhất hóa các thành phần của dòng khí;
⑥Khí được thu thập bằng cách sử dụng vòng lấy mẫu, lắp vào nắp thu gom (685±15) mm bên trong ống nạp của quạt.Bộ lấy mẫu vòng có 12 lỗ nhỏ đường kính (2,2±0,1) mm;để đồng nhất các thành phần dòng khí, các lỗ được đặt ngược hướng với dòng khí để tránh lắng đọng bồ hóng.
⑦Đo nhiệt độ luồng không khí;được đo bằng rò rỉ nhiệt điện bọc thép có đường kính ngoài 1,5mm.Được lắp đặt ở phía dòng vào của lưu lượng kế tấm tiết lưu (100 ± 5) mm, vị trí trục ống xả.
⑧Ống xả: làm bằng thép không gỉ, đường kính ống 114mm, chiều dài khoảng: 1500mm, được trang bị quạt, đồng hồ đo lưu lượng, cảm biến, v.v.Đảm bảo thiết bị có hệ thống thông gió tốt, sau khi hoàn thành quá trình thử nghiệm, sản phẩm cháy có thể được thải từ buồng đốt ra khí quyển.Hiệu suất thông gió được điều chỉnh theo yêu cầu thử nghiệm và tốc độ luồng khí phải được giới hạn ở một phạm vi nhất định để đảm bảo tính chính xác của kết quả thử nghiệm.

                                               Hệ thống thu thập, đo lường

5. Thiết bị thu gom và tiền xử lý khí mẫu:
①Thiết bị thu thập và tiền xử lý khí mẫu bao gồm vòng lấy mẫu, hệ thống lọc, bơm hút, bình ngưng và các bộ phận khác;
②Bộ lấy mẫu vòng lấy mẫu được lắp đặt trong ống xả và đồng tâm với đường ống, với thiết bị luồng khí đồng nhất;
③Lọc ba giai đoạn, có khả năng chịu nhiệt độ cao, chống ăn mòn và oxy hóa axit và kiềm, độ chính xác của bộ lọc không nhỏ hơn 0,45 ~ 50um;
④Lắp đặt hộp mực bằng cách sử dụng cấu trúc dễ lắp đặt và tháo dỡ;thiết bị lọc thứ cấp có chức năng thoát nước của bộ lọc bảo vệ không khí, tách chất rắn có trong khí một cách đáng tin cậy, độ chính xác của lọc không nhỏ hơn 0,2um-20um;thiết bị lọc cấp ba để lọc nước trong khí mẫu sau khi làm mát.Xi lanh lọc dễ dàng tháo rời và thay thế môi trường lọc;
⑤Sử dụng bơm chân không để chiết khí mẫu, bơm chân không có độ ồn thấp và độ rung nhỏ, tốc độ dòng bơm là 36L/phút và áp suất đầu ra tối đa là 7kg;
⑥Được trang bị bình ngưng làm lạnh nén: nhiệt độ điểm sương 0 ~ 5oC;
⑦Được trang bị bơm màng KNF nhập khẩu của Đức, tốc độ dòng chảy 33 L/phút, chân không: 700 mmHg, áp suất: 2,5 bar;
⑧Đường ống dẫn khí mẫu được trang bị hệ thống tự làm sạch, sau khi hoàn thành thử nghiệm có thể được thiết lập để đảo ngược đường ống dẫn khí mẫu sạch.
 

6. Hiệu chuẩn đầu đốt và hệ thống cung cấp khí đốt:
①Được trang bị các ống đồng, v.v. làm đầu đốt hiệu chuẩn, đầu đốt sử dụng thiết bị lọc và nạp sợi để giãn nở khí dễ cháy và cháy đều.
②Hiệu chuẩn hệ thống cung cấp khí đầu đốt cho bộ điều chỉnh, đồng hồ đo áp suất, MFC, v.v. để xác định có thể cung cấp nguồn khí ổn định cho quá trình đốt cháy hay không.Dải MFC 10L/phút, độ chính xác ± 1% FS, tuyến tính ± 0,5% FS, thời gian đáp ứng ≤ 2 giây.
③Đầu đốt hiệu chuẩn có thể được treo và gắn dưới nón bức xạ bằng thiết bị cố định loại kẹp, yêu cầu vận hành dễ dàng và định vị chính xác.
④Để hiệu chỉnh phản hồi của toàn bộ hệ thống kiểm tra, một ống đồng có lỗ hình vuông và mặt cắt ngang hình vuông được sử dụng làm đầu đốt hiệu chuẩn.Đầu đốt: một lỗ có diện tích (500 ± 100) mm2 được cắt vào kim loại theo hình khu vườn, lỗ được che bằng lưới thép để khuếch tán khí và ống chứa đầy sợi gốm nhằm tăng tính đồng nhất của dòng khí.

①Máy phân tích oxy (O2): SIEMENS của Đức (Siemens), loại thuận từ.

a.Phạm vi đo: (0-25)%.

b.Đầu ra tín hiệu: 4-20mA;

c.Độ phân giải 100×10-6

d.Độ ẩm tương đối: <90% (không ngưng tụ)

e.Độ lệch tuyến tính: <± 0,1% O2;

f.Zero drift: .50,5%/tháng;

g.Độ lệch phạm vi: .50,5%/tháng

h.Thời gian xử lý tín hiệu bên trong nhỏ hơn 1S;

j.Thời gian đáp ứng: T90 <5 giây

k.Độ lặp lại: <±0,02% O2;

l.Màn hình cục bộ: Màn hình tinh thể lỏng LCD (có đèn nền)

m.Đầu ra Analog: 4～20mA 750Ω

n.Nhiệt độ môi trường xung quanh: 5oC ~ +45oC;nguồn điện: 220VAC ± 10%, 50 ~ 60Hz.

o. Độ lệch tiếng ồn của máy phân tích trong vòng 30 phút không quá 0,01%;độ phân giải của đầu ra thu thập dữ liệu tốt hơn 0,01%6;

7. Máy phân tích carbon dioxide (CO2): xuất xứ là mô-đun cảm biến hồng ngoại không phân biệt (NDIR) của AGM Sensors của Đức:

1) Nguyên lý đo: NDIR hồng ngoại không phân biệt, bước sóng kép, chùm tia đơn.

2) Phạm vi đo: 0-10%;

3) Thời gian đáp ứng: 6s.

4) Độ chính xác: toàn thang đo ± 2% FS

5) Độ ổn định: toàn thang đo ±2% FS (hơn 12 tháng)

6) Độ lặp lại: ± 0,2% (tại điểm 0), 1% (tại khí mẫu)

7) Giá trị phát hiện tối thiểu: <1% FS của toàn thang đo

8) Lỗi tuyến tính: <2%FS của thang đo đầy đủ

9) Kiểm soát trạng thái/lỗi: màn hình LED hai màu

10) Đầu ra trạng thái/lỗi: +5V HCMOS trên đầu nối 34 chân

11) Đầu ra analog: 4～20mA 750Ω

12) Nhiệt độ môi trường xung quanh: 5oC ～ 45oC

(13) Nguồn điện: 220VAC ± 10%, 50 ~ 60Hz 5000W

(14) Độ lệch tiếng ồn của máy phân tích 30 phút không quá 100 × 10-6

8. Máy phân tích CO2 Arbon Monoxide: Xuất xứ Đức AGM Sensors Mô-đun cảm biến hồng ngoại không phân biệt (NDIR): (tùy chọn)

1) Phạm vi đo: 0～1%;

2) Thời gian đáp ứng: ﹤6s

3) Độ lặp lại: 0,1 trang/phút

4) Độ lệch 0: 2%/tuần

5) Độ lệch phạm vi: 2%/tuần

6) Độ lệch tuyến tính: ＜±1%

9. Máy phân tích vào tốc độ dòng khí 3,5L / phút, mạch khí được trang bị lưu lượng kế để tránh quá tải làm hư hỏng máy phân tích;phạm vi lưu lượng kế 0,5 ~ 5L/phút;được trang bị một thiết bị phân tán để làm trống lượng khí dư thừa.

10. Giao diện hiệu chuẩn được dành riêng để hiệu chỉnh các cảm biến khí của máy phân tích khí.

11. Hệ thống đo mật độ khói:

Hệ thống đo mật độ khói được đặt ở ống xả gần cuối quạt hút, bằng thiết bị phóng nguồn sáng, cơ cấu hiệu chỉnh, thiết bị đo nhiệt độ,… quá trình đo do tích tụ bụi khói nên độ truyền ánh sáng không được sẽ giảm hơn 5%.

13. Nguồn sáng:

thiết bị phát ra nguồn sáng là laser helium-neon, có thể tạo ra nguồn ánh sáng đỏ có bước sóng quang phổ 632,8 nm và phân cực ngẫu nhiên để kiểm tra nồng độ khói;độ tuyến tính của bộ điều khiển ở đầu thu của nguồn sáng là ≥99,8% và độ không ổn định là <0,1%;

Kênh nguồn sáng được thiết kế với cơ chế hiệu chuẩn, có thể điều chỉnh 100% và 0% khả năng tiếp nhận nguồn sáng;một cặp nhiệt điện được lắp đặt ở một bên của phần tử đèn để đo nhiệt độ của khói, đồng thời cung cấp tín hiệu cho chương trình điều khiển chính để tham gia tính toán số liệu kết quả thí nghiệm.

14.Ống kính:

Thấu kính lồi có đường kính 50mm, tiêu cự 60mm, sao cho chùm tia song song đi qua ống xả khói có đường kính 30mm.

15. Bộ phận thu quang điện:

Phần tử quang điện silicon đơn tinh thể Hamamatsu của Nhật Bản được sử dụng để xác định mật độ khói thông qua sự thay đổi cường độ của chùm ánh sáng nhận được và độ chính xác của phép đo cường độ ánh sáng không được nhỏ hơn ±5%.

16. Độ chính xác của chức năng tiêu chuẩn sắc độ của máy dò hệ thống quang học không được nhỏ hơn ±5% và độ tuyến tính đầu ra nằm trong khoảng 5%;

17. Máy đo mật độ khói quang được lắp đặt ở vị trí phân bố khói đồng đều trong ống xả, chùm sáng có thể đi qua ống xả theo phương thẳng đứng, việc lắp đặt máy đo mật độ khói quang không ảnh hưởng đến việc đo tốc độ và lấy mẫu, cửa sổ kính của máy đo mật độ khói quang được làm bằng lít

18. Hệ thống điều khiển:
①Chế độ giao diện điều khiển máy tính: sử dụng máy tính + điều khiển phần mềm chuyên nghiệp, vận hành có hướng dẫn, dễ vận hành an toàn và đáng tin cậy, tất cả các thủ tục và thao tác rườm rà đã được tích hợp vào máy tính, tốc độ phản hồi rất nhanh, dễ vận hành, người dùng- giao diện thân thiện, hoạt động dễ dàng.
②Phần mềm sử dụng LabeView, một phần mềm phát triển đặc biệt dành cho dụng cụ và thiết bị và thẻ kiểm soát thu thập dữ liệu;nó có thể xem dữ liệu thử nghiệm theo thời gian thực trong quá trình thử nghiệm điều khiển và thực hiện tính toán, thu thập và xử lý dữ liệu tự động, lưu và xuất dữ liệu các báo cáo thử nghiệm và kết quả đo;nó có các tính năng thông minh cao, thao tác menu có hướng dẫn, thao tác đơn giản và trực quan, giúp kết quả kiểm tra chính xác hơn.
③Quy trình hiệu chuẩn trước và hiệu chuẩn công việc của thiết bị tích hợp, có thể thuận tiện cho việc cân độ chính xác của thiết bị, hình nón bức xạ dưới nhiệt độ hình nón chiếu sáng bức xạ khác nhau, hiệu chỉnh 0 của mạch quang, máy phân tích hiệu chỉnh độ chính xác của từng cảm biến;
④Có thể thiết lập các chế độ hiệu chuẩn cảm biến riêng lẻ, bao gồm hiệu chuẩn một hoặc hai điểm của máy phân tích oxy, máy phân tích carbon dioxide, máy phân tích carbon monoxide, bộ chuyển đổi áp suất vi sai, hệ thống đo mật độ khói, thiết bị cân, kiểm soát lưu lượng khối, để đạt được kết quả tốt nhất tuyến tính;
⑤C-hiệu chuẩn tham số: Độ lệch hệ số C của hai lần hiệu chuẩn không quá 5% và thiết bị hoạt động ổn định sau khi hiệu chuẩn, đảm bảo kết quả đo thực và đáng tin cậy.
⑥Giao diện kiểm tra trạng thái, có thể xem nhanh trạng thái hoạt động của từng bộ phận cảm biến của thiết bị;nó có thể ghi lại các giá trị hoạt động của từng cảm biến, bao gồm cảm biến vi áp suất, nhiệt độ ống khói, máy phân tích oxy, máy phân tích carbon dioxide và máy phân tích carbon monoxide;mẫu báo cáo ở định dạng EXCELL, có thể hiển thị chế độ giá trị đồ họa và số.
⑦can đo trực tiếp các đặc tính của vật liệu bao gồm tốc độ giải phóng nhiệt, thời gian đánh lửa, nhiệt đánh lửa, tốc độ mất khối lượng, tốc độ giải phóng khói, nhiệt hiệu quả của quá trình đốt cháy, tạo ra CO2, CO, v.v.;kiểm tra dữ liệu đầu ra, có thể được lưu và in;với các tính năng mạnh mẽ, đặc biệt có thể so sánh với nhiều đường cong, bạn có thể so sánh trực quan sự khác biệt giữa các đặc tính cháy của vật liệu.
⑧Hệ thống thu thập có thể thu thập và ghi lại nồng độ oxy, nhiệt độ, tốc độ giải phóng nhiệt, lưu lượng kế tấm lỗ, cặp nhiệt điện, tốc độ dòng khí thải nóng, thời gian đánh lửa và thời gian dập tắt mẫu, tổng lượng oxy tiêu thụ, tốc độ tổn thất khối lượng, tổng lượng nhiệt giải phóng, tạo ra carbon dioxide và đường cong tạo ra carbon monoxide, tất cả quá trình đường cong định lượng và dữ liệu thời gian thực.Nó có thể được lưu và in.
⑨Hệ thống đánh lửa: máy phát tia lửa điện áp cao có thiết bị ngắt an toàn, đánh lửa tự động điện áp cao, định vị tự động, mẫu trong bệ đốt bằng bộ phận đánh lửa, tốc độ đánh lửa nhanh, có thể đảm bảo tính chính xác của kết quả kiểm tra.

Trang vận hành phần mềm