Yeni enerji endüstrisinin hızla gelişmesiyle birlikte, çeşitli yeni enerji bataryaları ekonomi ve toplumda önemli bir rol oynamaktadır.
Bu durum, yeni enerji bataryalarının düşük voltajlı ortamlarda kullanımı, depolanması ve taşınması için daha yüksek teknik gereksinimleri de beraberinde getirmektedir.
Örneğin, plato alanlarındaki ve uçak taşımacılığındaki yeni enerji bataryalarının performans değişikliği ve termal kaçak yayılma karakteristikleri, batarya geliştirmenin son derece önemli yönleridir. Şu anda, yeni enerji bataryalarının düşük voltajlı ortamlarda termal kaçak ve performans değişikliği karakteristikleri üzerine yapılan araştırmalar esas olarak aşağıdaki sorunlarla karşı karşıyadır:
(1) Mevcut yeni enerji bataryaları için termal kaçak test ekipmanları, esas olarak normal basınç altındaki termal kaçak davranışını incelemeye odaklanmaktadır. Bataryaların çevresel basınç altındaki termal kaçak karakteristikleri üzerine yapılan araştırmalar nispeten eksiktir. Basınç değişikliklerinin termal kaçak davranışı üzerindeki etkisi hakkında daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir.
(2) Değişen çevresel basınç altında batarya yanma ve patlama davranışının karakteristiklerini incelemek, yeni enerji bataryalarının erken geliştirilmesi, orta vadeli kullanımı ve termal kaçağın önlenmesi için özellikle önemli bir referans niteliğindedir. Ancak, şu anda değişen çevresel basıncı doğru bir şekilde simüle eden cihaz eksikliği mevcuttur. Kontrol yönteminde ciddi sorunlar bulunmaktadır, bu da çevresel basınç kontrolünü aşırı derecede kararsız hale getirir. Basınç odasındaki batarya karakteristiklerindeki değişiklikleri doğru bir şekilde gözlemlemek zordur ve deneyin güvenilirliği düşüktür.
(3) Ayrıca, bir yeni enerji bataryası olarak hidrojen yakıt hücreleri de yukarıdaki sorunlara sahiptir ve bataryanın farklı rakım koşulları altındaki çalışma performansı ve güvenilirlik spektrumunun doğrulanması da gereklidir. Ancak, hidrojen yakıt hücrelerinin özgünlüğü, özellikle hidrojenin yanıcı ve patlayıcı bir gaz olması nedeniyle, çevresel basınç simülasyon ekipmanı çalışırken, akış kanalındaki dönen makineler yüksek hızda kıvılcımlar üretebilir, bu da hidrojeni ateşleyerek patlamaya neden olabilir. Bu, çevresel simülasyon deney ekipmanı için kesinlikle izin verilmeyen bir durumdur. Aynı zamanda, yakıt hücresinde hidrojen ve hava reaksiyona girerek su oluşturur, bu nedenle egzoz gazı damlacıklar içerir. Bu damlacıklar, ekipmana girerken dönen parçalara zarar verebilir ve ekipmanın güvenilirliğini etkileyebilir. Bu nedenle, hidrojen yakıt hücrelerinin çevresel basınç simülasyon cihazı için bu sorunların önlenmesi gerekmektedir.
Yeni enerji bataryalarında ve hidrojen yakıt hücrelerinde çevresel basıncın doğru kontrolündeki yukarıda belirtilen sorunlara ve ihtiyaçlara yanıt olarak, bu makale ilgili çözümleri önermektedir. Çözümler esas olarak aşağıdaki iki yönü içerir:
(1) Mevcut lityum batarya çevresel basınç simülasyon cihazının teknik dönüşümü, simülasyon kutusundaki çevresel basıncın programlanabilir ve doğru kontrolüne ulaşmak için aşağı akış kontrol modunun kullanılması ve yeni enerji batarya endüstrisinin çoğu çevresel basınç simülasyon ihtiyacını karşılamak.
(2) Hidrojen yakıt hücrelerinin çevresel basınç simülasyonunu hedefleyerek, KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörü sorunu çözebilir!
Lityum iyon bataryalar, yüksek sıcaklık ortamlarında termal kaçağa eğilimlidir, bu tehlikelidir ve yangına, hatta patlamaya neden olabilir. Batarya testi için yüksek sıcaklık ve çevresel basınç simülasyon koşulları sağlamak amacıyla, çözüm, bataryayı kapalı bir test ortamı kutusuna yerleştirmek ve bataryayı gerekli çevresel basınçta tutmak için ortam kutusunun içindeki hava basıncını kontrol etmektir.
Daha sonra, lityum iyon batarya harici olarak ısıtılarak bataryaya termal kötüye kullanım koşulları verilir ve ardından termokupllar ve dijital teraziler gibi cihazlar aracılığıyla sıcaklık ve kütle gibi parametrelerdeki değişiklikler incelenir. Termokupl, termal kaçak süreci boyunca sıcaklık değişimini ölçer ve dijital terazi, termal kaçak süreci boyunca batarya kalitesi parametrelerindeki değişimi ölçer. Tüm test cihazının kontrol sistemi aşağıda gösterilmiştir.
Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi, tüm kontrol sistemi esas olarak bir çevresel basınç kontrol döngüsü, bir batarya ısıtma sıcaklık kontrol döngüsü, bir kütle ölçüm cihazı ve bir veri toplama cihazından oluşur. İlgili işlevleri ve teknik içerikleri şunlardır:
İşlevi, test ortamı kutusunun programlanabilir gaz basıncını kontrol etmek ve bir dizi farklı ayar basıncını otomatik olarak kontrol edebilmektir. Kontrol döngüsü, KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörü, bir vakum göstergesi, bir vakum pompası, bir vakum basınç kontrolörü ve bir vakum boru hattından oluşur. Bir KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörü giriş akışını, diğeri egzoz akışını kontrol eder ve vakum göstergesi çevresel odadaki vakum derecesini ölçer. Ayrıca, kontrolcüye iletilir, kontrolör alınan vakum sinyalini ayar değeriyle karşılaştırır ve ardından KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörünün açılmasını değiştirerek yönlendirir ve çevresel kutudaki vakum basıncının hızlı bir şekilde ayar değerine ulaşmasını sağlar. Buradaki kontrolün, giriş Oransal Basınç Regülatörünün açıklığının sabitlendiği ve egzoz Oransal Basınç Regülatörünün açıklığının değiştirildiği bir aşağı akış kontrol modunu benimsediği unutulmamalıdır. Bu, çevresel basınç kontrolünün daha yüksek hassasiyetini ve stabilitesini sağlayabilir.
İşlevi, batarya termal arızası sırasında sıcaklık değişikliklerini simüle etmek için bataryayı ısıtmak ve kontrol etmektir. Kontrol döngüsü, bir ısıtıcı, batarya düzeneği, sabit atel, termokupl sıcaklık sensörü ve çift kanallı kontrolörden oluşur. Termokupl, batarya sıcaklığını toplar ve kontrolöre iletir. Kontrolör, alınan sıcaklık sinyalini sürüşten önce ayar değeriyle karşılaştırır.
İşlevi, termal kaçak süreci boyunca batarya gövdesinin kütle kaybını ölçmektir. Kütle ölçüm cihazı esas olarak asılı bir dijital terazidir. Çevresel kutunun dışına yerleştirilen dijital terazi, asılı bir tel aracılığıyla batarya kalitesini ölçer.
İşlevi, batarya sıcaklığını, çevresel basıncı ve kütle ölçüm verilerini eş zamanlı olarak toplamak, eğriler şeklinde görüntülemek ve depolamaktır. Veri toplama cihazı esas olarak çok kanallı bir veri toplayıcısı ve bir bilgisayardan oluşur. Çok kanallı veri toplayıcısı, ilgili sıcaklık ve basınç sensörüne ve dijital teraziye bağlanır. Bilgisayar, toplayıcı ile iletişim kurar ve toplama sonuçlarını görüntülemek ve depolamak için yazılım kullanır. Çözümde, bilgisayarın vakum basınç kontrolörü ve sıcaklık kontrolörü ile de iletişim kurabileceği ve kendi yazılımları aracılığıyla kontrolörün parametre ayarı, çalıştırma kontrolü ve kontrol süreci parametre değişim eğrisi gösterimini gerçekleştirebileceği unutulmamalıdır.
Şekil 1’de gösterilen batarya çevresel basınç simülasyon kontrol sistemi, hidrojen yakıt hücresi performans testi için uygun değildir. Bunun temel nedeni, mekanik döner vakum pompasının yüksek hızda kıvılcımlar üretebilmesi ve hidrojen gazını tutuşturarak patlamaya neden olabilmesidir. Aynı zamanda, hidrojen yakıt hücresi, vakum boru hattında su damlacıkları oluşmasına neden olur, bu da test sırasında valflere ve vakum pompasının dönen parçalarına zarar verir.
Bu iki sorunu çözmek için, bu makalede önerilen çözüm aşağıdaki iki teknolojiyi kullanır:
(1) Vakum pompasını, vakum oluşturmak için yüksek basınçlı gaz kullanan bir vakum jeneratörü ile değiştirmek. Bu, mekanik dönen parçaların neden olduğu kıvılcım tutuşma tehlikelerini önleyebilir.
(2) KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörü çok iyi vakum sızdırmazlık performansına sahiptir ve motorun dönen kısmı geçen gazdan tamamen izole edilmiştir, bu da tutuşma tehlikelerine neden olmaz.
Özetle, çözüm, geliştirilmiş ortam basıncı aşağı akış kontrol teknolojisi, yüksek basınçlı gaz vakum üretim teknolojisi ve sıcaklık otomatik kontrol teknolojisi aracılığıyla değişken çevresel basınç ve yüksek sıcaklık altında çeşitli yeni enerji bataryalarının termal kaçağını etkin bir şekilde gerçekleştirebilir. Çözüm aşağıdaki göze çarpan özelliklere sahiptir:
(1) Çevresel basınç ve sıcaklığın yüksek hassasiyetli kontrolüne ulaşabilir, bu da batarya karakteristiklerinin hassas araştırılması ve test edilmesi için daha elverişlidir. (2) Çevresel basınç ve sıcaklık kontrolü, farklı ayar değerlerine göre programlanabilir ve kontrol edilebilir ve batarya karakteristik testi sürecinin tamamı otomatik olarak gerçekleştirilebilir. (3) KaoLu’nun Oransal Basınç Regülatörü, cihaz yapım iş yükünü büyük ölçüde azaltır.
Web sitemizi ziyaretiniz sırasında çerezler kullanılmaktadır. Kişisel verilerinizin 6698 sayılı KVKK uyarınca işlenmesine ilişkin detaylı bilgi için Gizlilik Politikası sayfamızı inceleyebilirsiniz.