¿Cómo cumple la máquina de extrusión horizontal y punzonado con agujas con los requisitos de prevención de explosiones y evacuación de humos tras una sobrecalentamiento de la batería?

Con la transformación global de la estructura energética, los vehículos eléctricos y los sistemas de almacenamiento de energía han experimentado un crecimiento explosivo, lo que hace que la seguridad de las baterías de iones de litio sea cada vez más crucial. La alta densidad energética es una tendencia tecnológica, pero garantizar su estabilidad se ha convertido en un desafío que la industria debe superar. Pruebas de compresión y punción Son el eslabón fundamental de la evaluación de la seguridad de las baterías, ya que pueden simular de forma realista escenarios de fallos mecánicos extremos que provocan cortocircuitos internos y sobrecalentamiento.

Para los ingenieros de seguridad y los fabricantes de baterías, la cuestión fundamental ha pasado de ser si la batería se incendia a cómo el equipo de prueba puede controlar y analizar de forma segura todo el proceso cuando se produce un incendio. Este es precisamente el valor principal de la máquina integrada de extrusión y perforación horizontal. Como producto estrella de Tai'an Instruments, nuestro equipo no solo provoca fallos en la batería, sino que también se mantiene estable en condiciones de sobrecalentamiento extremo, proporcionando un entorno de investigación controlable para el diseño de prevención de explosiones y el control de emisiones de humo.

¿Por qué elegir la estructura horizontal y las funciones duales?

En accidentes de tráfico reales o casos de intrusión de objetos extraños, las celdas y los módulos de la batería sufren una compresión severa o son perforados por objetos punzantes. La prueba de compresión horizontal utiliza una carga hidráulica controlable para deformar la carcasa de la batería, provocando un cortocircuito interno; la prueba de punción con aguja utiliza una aguja de acero para perforar el separador, lo que desencadena una liberación instantánea de energía química.

En comparación con la estructura vertical, la disposición horizontal ofrece mayor estabilidad para las pruebas de módulos de baterías grandes y pesados. Facilita la carga y descarga de muestras, permite la aplicación precisa de cargas hidráulicas a lo largo del eje de la batería y se adapta mejor al sistema de ventilación del laboratorio para lograr una recolección eficiente de los gases de escape.

¿Cómo diseñar una estructura a prueba de explosiones?

La energía liberada durante el desbordamiento térmico de las baterías de alta capacidad es extremadamente intensa. Por lo tanto, el núcleo del equipo de pruebas de Tai'an reside en el control estructural.

1. Reforzar la estructura de la caja

Las paredes internas de la cámara de pruebas están fabricadas con acero inoxidable SUS304 de alta calidad y resistente a la corrosión, lo que no solo garantiza su durabilidad, sino que también permite soportar el plasma a alta temperatura generado por el sobrecalentamiento y las pulverizaciones químicas corrosivas. Entre el revestimiento interior y la carcasa exterior se colocan materiales aislantes especiales ignífugos para asegurar que la pared exterior del equipo se mantenga siempre a una temperatura segura al tacto.

2. Sistema de alivio de presión

La esencia de una explosión radica en un aumento repentino de la presión. Las cámaras de ensayo sin sistemas de alivio de presión se convierten en recipientes a presión de alto riesgo. Nuestro equipo horizontal está equipado con una válvula de alivio de presión con sensor automático, calibrada con precisión. Cuando la presión supera el valor crítico, se abre automáticamente, dirigiendo la onda expansiva hacia una zona segura para garantizar la seguridad del laboratorio y del personal.

3. Ventana de inspección multicapa a prueba de explosiones

Los ingenieros necesitan observar el proceso de falla en tiempo real para obtener datos de primera mano. Utilizamos una combinación de vidrio templado multicapa y blindajes de PC de alta resistencia para garantizar una observación clara, a la vez que proporcionamos una protección a prueba de balas, bloqueando eficazmente los fragmentos a alta velocidad y la proyección de electrolitos.

¿La extracción de humos y gases implica varias etapas?

1. Ventilación con presión positivaEl ventilador antiexplosivo de alta potencia crea una presión negativa en la caja, lo que permite la rápida eliminación del humo y evita que el hollín obstruya la visión o corroa los componentes mecánicos.

2. Filtración y purificaciónLos gases de combustión deben someterse a un pretratamiento antes de su descarga. El sistema de instrumentación de Tai'an puede integrar un depurador externo para neutralizar gases ácidos como el HF y filtrar las partículas.

3. Tratamiento posteriorUna vez extinguida la llama, el equipo introduce automáticamente aire fresco para eliminar los gases combustibles restantes, garantizando así la seguridad de los técnicos al limpiar los residuos.

Preguntas frecuentes: Preocupaciones comunes en las pruebas de seguridad de baterías

P1:¿Cuál es la diferencia entre "presión constante" y "desplazamiento constante" en el ensayo de compresión?

La prueba de compresión puede detenerse al alcanzar el valor de presión establecido o cuando la batería se deforma en un determinado porcentaje, de acuerdo con las normas internacionales como UL 2580 y GB 38031. Esta máquina está equipada con un sensor de presión de alta precisión y un codificador de desplazamiento, que activan con exactitud el mecanismo de parada para evitar daños excesivos a los dispositivos de prueba.

P2: ¿Cómo podemos evitar que la aguja se derrita a altas temperaturas durante el experimento de acupuntura?

La temperatura de fuga térmica puede superar instantáneamente los 1000 °C. Si las agujas de acero se funden y deforman prematuramente, esto provocará directamente el fallo de la prueba. Utilizamos agujas de acero aleado de alta resistencia con tratamiento térmico especial, que mantienen su rigidez estructural a temperaturas extremadamente altas y garantizan una trayectoria de cortocircuito estable y uniforme durante todo el proceso de observación.

P3: ¿Puede el mismo dispositivo probar simultáneamente las celdas (Cell) y los módulos (Module)?

En teoría es factible, pero los requisitos de protección contra explosiones y extracción de humos aumentarán considerablemente. Una sola celda de batería 18650 tiene una energía de liberación de presión relativamente pequeña, mientras que un módulo de 100 kWh experimenta una enorme liberación de energía durante la liberación de presión. Adoptamos un diseño modular que nos permite personalizar el volumen de la caja y el tonelaje hidráulico, desde 10 kN hasta 500 kN, según las necesidades del cliente. Esto abarca todos los escenarios, desde el desarrollo de pruebas de celdas de batería hasta la verificación de módulos de producción, garantizando una cobertura integral de la aplicación.

P4: ¿Qué sistemas de extinción de incendios hay en la cámara de pruebas?

Nuestros modelos pueden equiparse con sistemas de extinción de incendios mediante dióxido de carbono (CO2), heptafluoropropano (FM-200) o niebla de agua. Estos sistemas pueden activarse automáticamente mediante los sensores de humo y fuego integrados, o bien, el operador puede activarlos manualmente.

conclusión

Instrumentos Taian No solo nos centramos en la fabricación de equipos, sino que también nos esforzamos por generar confianza en la seguridad del sector. Integramos estructuras mecánicas de alta resistencia, tratamiento inteligente de gases de combustión y control hidráulico preciso. Nuestra máquina integrada de extrusión horizontal con inserción de agujas proporciona datos esenciales a los fabricantes, contribuyendo a la creación de vehículos eléctricos más seguros.