Comment la machine d'extrusion horizontale et de poinçonnage à aiguilles répond-elle aux exigences en matière de prévention des explosions et d'évacuation des fumées après un emballement thermique de la batterie ?

Face à la transformation mondiale du secteur énergétique, les véhicules électriques et les systèmes de stockage d'énergie ont connu une croissance fulgurante, rendant la sécurité des batteries lithium-ion de plus en plus cruciale. Si la haute densité énergétique est une tendance technologique majeure, garantir sa stabilité représente un défi de taille pour l'industrie. Essais de compression et de perforation sont l'élément central de l'évaluation de la sécurité des batteries, car elles peuvent simuler de manière réaliste des scénarios de défaillance mécanique extrêmes qui entraînent des courts-circuits internes et un emballement thermique.

Pour les ingénieurs en sécurité et les fabricants de batteries, la question centrale n'est plus de savoir si la batterie prend feu, mais comment l'équipement de test peut contrôler et analyser en toute sécurité l'ensemble du processus en cas d'incendie. C'est précisément là toute la valeur ajoutée de la machine intégrée d'extrusion et de perforation horizontale. Produit phare de Tai'an Instruments, notre équipement provoque non seulement la défaillance de la batterie, mais reste également stable même en cas d'emballement thermique extrême, offrant ainsi un environnement de recherche contrôlable pour la conception de systèmes de prévention des explosions et le contrôle des émissions de fumée.

Pourquoi choisir une structure horizontale et une double fonction ?

En cas d'accident de la route ou d'intrusion d'un corps étranger, les cellules et modules de la batterie subissent une forte compression ou sont perforés par des objets pointus. Le test de compression horizontale utilise une charge hydraulique contrôlée pour déformer le boîtier de la batterie, provoquant un court-circuit interne ; le test de perforation à l'aiguille utilise une aiguille en acier pour perforer le séparateur, déclenchant une libération instantanée d'énergie chimique.

Comparée à la structure verticale, la configuration horizontale offre une meilleure stabilité lors des essais de modules de batterie volumineux et lourds. Elle facilite le chargement et le déchargement des échantillons, permet une application précise des charges hydrauliques le long de l'axe de la batterie et s'adapte mieux au système de ventilation du laboratoire pour une collecte efficace des gaz d'échappement.

Comment concevoir une structure antidéflagrante ?

L'énergie libérée lors de l'emballement thermique des batteries haute capacité est extrêmement intense. C'est pourquoi le contrôle structurel est au cœur du dispositif d'essai de Tai'an.

1. Renforcer la structure de la boîte

Les parois internes de la chambre d'essai sont fabriquées en acier inoxydable SUS304 de haute qualité, résistant à la corrosion. Ce matériau garantit non seulement la durabilité de l'appareil, mais aussi sa résistance au plasma à haute température généré par l'emballement thermique et aux projections de produits chimiques corrosifs. Des matériaux isolants ignifuges spéciaux sont insérés entre le revêtement interne et l'enveloppe externe afin de maintenir cette dernière à une température sans danger au toucher.

2. Système de décompression

L'essence d'une explosion réside dans une augmentation soudaine de la pression. Les chambres d'essai dépourvues de dispositif de décompression deviennent des enceintes sous pression à haut risque. Notre équipement horizontal est doté d'un orifice de décompression automatique à détection de pression, calibré avec précision. Lorsque la pression dépasse le seuil critique, cet orifice s'ouvre automatiquement, dirigeant l'onde de choc vers une zone sûre afin de garantir la sécurité du laboratoire et du personnel.

3. Fenêtre d'inspection antidéflagrante multicouche

Les ingénieurs doivent observer le processus de défaillance en temps réel afin d'obtenir des données de première main. Nous utilisons une combinaison de verre trempé multicouche et de blindages en polycarbonate haute résistance pour garantir une observation claire, tout en offrant une protection pare-balles, bloquant efficacement les fragments à grande vitesse et les projections d'électrolyte.

L'évacuation des fumées et l'extraction des gaz comportent-elles plusieurs étapes ?

1. Ventilation à pression positiveLe ventilateur antidéflagrant haute puissance crée une pression négative dans le boîtier, permettant l'évacuation rapide de la fumée et empêchant ainsi la suie d'obstruer la vue ou de corroder les composants mécaniques.

2. Filtration et purificationLes gaz de combustion doivent subir un prétraitement avant leur rejet. Le système d'instrumentation Tai'an peut intégrer un épurateur externe pour neutraliser les gaz acides tels que le HF et filtrer les particules.

3. Post-traitementUne fois la flamme éteinte, l'équipement introduit automatiquement de l'air frais pour éliminer les gaz combustibles restants, assurant ainsi la sécurité des techniciens lors du nettoyage des débris.

FAQ : Problèmes courants liés aux tests de sécurité des batteries

Q1 :Quelle est la différence entre « pression constante » et « déplacement constant » dans un essai de compression ?

Le test de compression peut être arrêté soit lorsque la valeur de pression définie est atteinte, soit lorsque la batterie se déforme d'un certain pourcentage, conformément aux normes internationales telles que UL 2580 et GB 38031. Cette machine est équipée d'un capteur de pression de haute précision et d'un codeur de déplacement, qui peuvent déclencher avec précision le mécanisme d'arrêt afin d'éviter d'endommager excessivement les dispositifs de test.

Q2 : Comment pouvons-nous empêcher l'aiguille de fondre à haute température lors de l'expérience d'acupuncture ?

La température d'emballement thermique peut instantanément dépasser 1000 °C. Si les aiguilles en acier fondent et se déforment prématurément, le test échouera. Nous utilisons des aiguilles en acier allié haute résistance, traitées thermiquement, qui conservent leur rigidité structurelle même à des températures extrêmement élevées et garantissent un court-circuit stable et constant tout au long de l'observation.

Q3 : Un même appareil peut-il tester simultanément les cellules (Cell) et les modules (Module) ?

C'est théoriquement faisable, mais les exigences en matière de protection contre les explosions et d'extraction des fumées seront considérablement accrues. Une cellule de batterie 18650 libère une énergie relativement faible lors de la décompression, tandis qu'un module de 100 kWh libère une énergie considérable. Nous privilégions une conception modulaire, ce qui nous permet d'adapter le volume du boîtier et la force hydraulique (de 10 kN à 500 kN) aux besoins du client. Cette approche couvre tous les scénarios, du développement des tests de cellules de batterie à la vérification des modules de production, garantissant ainsi une couverture d'applications complète.

Q4 : Quels systèmes d'extinction d'incendie sont présents dans la chambre d'essai ?

Nos modèles peuvent être équipés de systèmes d'extinction d'incendie au dioxyde de carbone (CO2), à l'heptafluoropropane (FM-200) ou à brouillard d'eau. Ces systèmes peuvent être activés automatiquement par les détecteurs de fumée et d'incendie intégrés, ou manuellement par l'opérateur.

conclusion

Instruments Taian Notre entreprise ne se contente pas de fabriquer des équipements ; elle s’attache également à instaurer une solide confiance en la sécurité industrielle. Nous intégrons des structures mécaniques haute résistance, un traitement intelligent des fumées et des systèmes de contrôle hydraulique précis. Notre machine intégrée d’extrusion horizontale et d’insertion d’aiguilles fournit aux fabricants des données essentielles, contribuant ainsi à la création de véhicules électriques plus sûrs.