探究大尺寸大容量電池?zé)崾Э剡吔纾鰞x科技為新能源科研前端充能

更新時(shí)間：2023-11-24 | 點(diǎn)擊率：2613

案例介紹

重慶理工車輛工程學(xué)院：產(chǎn)學(xué)研融合再升級(jí)

據(jù)乘聯(lián)會(huì)數(shù)據(jù)，1-10月新能源乘用車市場累計(jì)零售595.4萬輛，預(yù)計(jì)2023年新能源乘用車銷量850萬輛，滲透率將達(dá)36%。在此背景下，大尺寸單體與高能量密度電池的裝車比例也在不斷提高。然而頻發(fā)的鋰電池安全事故讓從業(yè)者對(duì)鋰電池的安全邊界與失效危害愈發(fā)關(guān)注。

無論是電芯的熱分析及優(yōu)化、電池系統(tǒng)的熱管理及熱防護(hù)設(shè)計(jì)，都需要獲取準(zhǔn)確的熱物性參數(shù)。此前，市場上缺少專門應(yīng)對(duì)大尺寸、大容量電池?zé)崾Э啬芰繘_擊的電池絕熱量熱測試儀器。我們以用戶需求為契機(jī)，與重慶理工大學(xué)車輛工程學(xué)院的鋰電池?zé)峁芾韺?shí)驗(yàn)室展開合作。

重慶理工大學(xué)誕生于1940年，前身是國民政府兵工署第11技工學(xué)校（對(duì)外化名“士繼公學(xué)"），曾是享譽(yù)國內(nèi)的“兵工七子"之一。

車輛工程學(xué)院是西南地區(qū)最大的汽車專業(yè)人才培養(yǎng)基地之一，以“產(chǎn)教融合、研教一體、校企協(xié)同育人"為特色，長期與行業(yè)企業(yè)開展緊密型產(chǎn)學(xué)研合作和人才聯(lián)合培養(yǎng)。以學(xué)院相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)的科技成果為基礎(chǔ)孵化成立了1個(gè)重慶市新型研發(fā)機(jī)構(gòu)、2個(gè)孵化器、10家科技公司和1個(gè)重慶市智能制造產(chǎn)業(yè)園，年?duì)I業(yè)額超過6個(gè)億，相關(guān)的技術(shù)和裝備在長安、賽力斯、廣汽、吉利、蔚來、華為等幾十家整車和零部件企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮了重要作用，強(qiáng)有力支持了重慶智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車萬億級(jí)產(chǎn)業(yè)集群的建設(shè)和發(fā)展。

方案介紹

從電池材料到900mm長刀電池全覆蓋

為了適應(yīng)鋰電池向大體積與高比能量發(fā)展的趨勢，幫助研究人員更加高效、安全地開展鋰電池?zé)岚踩珳y試，我們從原材料到電池模組級(jí)的測試需求出發(fā)，推出了全新的多尺寸電池絕熱量熱儀系列儀器，按爐腔尺寸包括BAC-90A、BAC-420A、BAC-420B、BAC-800A、BAC-800B、BAC-1000A。

本期案例中的電池?zé)峁芾韺?shí)驗(yàn)室配備了仰儀科技大型電池絕熱量熱儀BAC-800A以及小型電池絕熱量熱儀BAC-90A，這兩臺(tái)儀器的測試范圍足夠覆蓋電池材料級(jí)到長邊900mm以下電池單體，且滿足熱管理系統(tǒng)（BTMS）開發(fā)所需的鋰電池?zé)岱抡骊P(guān)鍵參數(shù)及電池?zé)崾Э靥卣鲄?shù)測試能力。

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電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化是該實(shí)驗(yàn)室關(guān)注的一個(gè)核心課題。熱管理的好壞直接影響電池性能和壽命，對(duì)于性能優(yōu)良的BTMS，其設(shè)計(jì)與優(yōu)化離不開電池充放電產(chǎn)熱、比熱容等熱仿真基礎(chǔ)參數(shù)。我們?yōu)榭蛻籼峁╀囯姵責(zé)峁芾韰?shù)測試解決方案，幫助其實(shí)現(xiàn)熱管理和熱設(shè)計(jì)優(yōu)化。

用戶價(jià)值

產(chǎn)學(xué)兩不誤，BAC-800A 一機(jī)搞定

據(jù)了解，車輛工程學(xué)院的電池?zé)峁芾韺?shí)驗(yàn)室為了實(shí)現(xiàn)良好的產(chǎn)教融合效果，在規(guī)劃之初即定位于建立較為齊備的電池?zé)岱治鰧?shí)驗(yàn)?zāi)芰?，以緊跟鋰電池行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過多輪技術(shù)交流與驗(yàn)證，最終選擇了我們的大型電池絕熱量熱儀BAC-800A。

電池ARC在更大爐腔尺寸下的絕熱性能是一個(gè)難以攻克的技術(shù)點(diǎn)，我們的研發(fā)人員在深刻理解應(yīng)用與研究需求的基礎(chǔ)上，完成了爐體結(jié)構(gòu)改良+軟件算法優(yōu)化，使得電池級(jí)ARC兼顧了大尺寸及高精密電池自放熱檢測能力。

驗(yàn)證報(bào)告：磷酸鐵鋰熱失控模擬實(shí)驗(yàn)各臺(tái)階樣品溫升速率

利用電池模擬系統(tǒng)，全系列儀器經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證校準(zhǔn)，確保儀器在各溫度臺(tái)階的溫升速率和理論值始終保持一致，每一個(gè)臺(tái)階的溫升速率檢測誤差均小于0.002°C/min。因此，儀器可實(shí)現(xiàn)優(yōu)于0.005°C/min的自放熱檢測靈敏度，遠(yuǎn)優(yōu)于國內(nèi)外同類型產(chǎn)品。

BAC-800A投入使用后，不僅契合實(shí)驗(yàn)室當(dāng)前對(duì)于各類型電池?zé)峁芾頊y試的研究需要，也便于實(shí)驗(yàn)室未來對(duì)長邊900mm等以下長刀大尺寸電芯單體進(jìn)行深入研究的課題開發(fā)需求。

車輛工程學(xué)院電池?zé)峁芾韺?shí)驗(yàn)室
大型電池絕熱量熱儀 BAC-800A

可獲取的關(guān)鍵參數(shù)：
電池自放熱起始溫度、熱失控起始溫度、熱失控最高溫度、泄壓溫度、最大溫升速率、熱失控孕育時(shí)間、變溫比熱容、絕熱溫升、產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速率等。

精確量熱

800mm大直徑爐腔+升級(jí)控制軟件，確保高精度的爐體溫度一致性與測量準(zhǔn)確性。

低溫模擬

通過液氮制冷實(shí)現(xiàn)-25℃以上低溫工況下的電池性能研究。

產(chǎn)氣分析

配備承壓2MPa壓力容器，獲取產(chǎn)氣量、產(chǎn)氣速率等數(shù)據(jù)。

可靠安全

分體抗爆箱設(shè)計(jì)，可調(diào)預(yù)壓力泄壓閥，全面預(yù)防電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)。

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“多項(xiàng)全能、一機(jī)搞定"，大型電池絕熱量熱儀BAC-800A輕松解決了重慶理工大學(xué)電池?zé)峁芾韺?shí)驗(yàn)室多尺寸、多體系的電池?zé)釡y試難題，儀器安全高效的特性與精確靈敏的性能讓實(shí)驗(yàn)室在產(chǎn)研兩端得以齊頭并進(jìn)。

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