探究大尺寸大容量電池熱失控邊界，仰儀科技為新能源科研前端充能

更新時間：2023-11-24 | 點擊率：1623

案例介紹

重慶理工車輛工程學院：產(chǎn)學研融合再升級

據(jù)乘聯(lián)會數(shù)據(jù)，1-10月新能源乘用車市場累計零售595.4萬輛，預計2023年新能源乘用車銷量850萬輛，滲透率將達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)的熱管理及熱防護設計，都需要獲取準確的熱物性參數(shù)。此前，市場上缺少專門應對大尺寸、大容量電池熱失控能量沖擊的電池絕熱量熱測試儀器。我們以用戶需求為契機，與重慶理工大學車輛工程學院的鋰電池熱管理實驗室展開合作。

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

車輛工程學院是西南地區(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)學研合作和人才聯(lián)合培養(yǎng)。以學院相關(guān)科研團隊的科技成果為基礎孵化成立了1個重慶市新型研發(fā)機構(gòu)、2個孵化器、10家科技公司和1個重慶市智能制造產(chǎn)業(yè)園，年營業(yè)額超過6個億，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，強有力支持了重慶智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車萬億級產(chǎn)業(yè)集群的建設和發(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、安全地開展鋰電池熱安全測試，我們從原材料到電池模組級的測試需求出發(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。

本期案例中的電池熱管理實驗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，這兩臺儀器的測試范圍足夠覆蓋電池材料級到長邊900mm以下電池單體，且滿足熱管理系統(tǒng)（BTMS）開發(fā)所需的鋰電池熱仿真關(guān)鍵參數(shù)及電池熱失控特征參數(shù)測試能力。

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電池熱管理系統(tǒng)的設計與優(yōu)化是該實驗室關(guān)注的一個核心課題。熱管理的好壞直接影響電池性能和壽命，對于性能優(yōu)良的BTMS，其設計與優(yōu)化離不開電池充放電產(chǎn)熱、比熱容等熱仿真基礎參數(shù)。我們?yōu)榭蛻籼峁╀囯姵責峁芾韰?shù)測試解決方案，幫助其實現(xiàn)熱管理和熱設計優(yōu)化。

用戶價值

產(chǎn)學兩不誤，BAC-800A 一機搞定

據(jù)了解，車輛工程學院的電池熱管理實驗室為了實現(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熱分析實驗能力，以緊跟鋰電池行業(yè)的技術(shù)發(fā)展。實驗室經(jīng)過多輪技術(shù)交流與驗證，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難以攻克的技術(shù)點，我們的研發(fā)人員在深刻理解應用與研究需求的基礎上，完成了爐體結(jié)構(gòu)改良+軟件算法優(yōu)化，使得電池級ARC兼顧了大尺寸及高精密電池自放熱檢測能力。

驗證報告：磷酸鐵鋰熱失控模擬實驗各臺階樣品溫升速率

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

BAC-800A投入使用后，不僅契合實驗室當前對于各類型電池熱管理測試的研究需要，也便于實驗室未來對長邊900mm等以下長刀大尺寸電芯單體進行深入研究的課題開發(fā)需求。

車輛工程學院電池熱管理實驗室
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+升級控制軟件，確保高精度的爐體溫度一致性與測量準確性。

低溫模擬

通過液氮制冷實現(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

分體抗爆箱設計，可調(diào)預壓力泄壓閥，全面預防電池熱失控風險。

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