之前的系列介绍了国家标准计划《隔热片抗热冲击性能的测定》的立项背景以及技术路线(详见链接:我国首个动力电池用隔热片评价方法国家标准系列介绍(一):国家标准立项背景;我国首个动力电池用隔热片评价方法国家标准系列介绍(二):技术路线的确定)。为了实现测试方法科学统一以及重复性、再现性好的目标,国家标准应列出在试验中所使用的仪器设备的名称及其主要特性,包括设备的规格、要求和必要特性,以便其他各方能进行对比试验。下面对目前草案规定的设备及试验步骤进行介绍。
设备主要包括热板单元、冷板及压力单元,见图1。
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图1 抗热冲击性能测定仪示例图
标引序号说明:
1——支撑轴
2——加热碳棒
3——碳棒护罩
4——主热板
5——测温板
6——测压传感器
7——电机
8——电器件
9——调平螺栓
10——支撑立柱
11——恒温板
热板单元的要求包括:加热装置,包括加热方式、能够提供的温度范围、控温精度、加热速率、热板的尺寸、测温传感器的要求及布置方式。目前规定为采用硅碳棒加热方式,热板可加热至1000℃,由主控制器设置需要的升温温度,热源控温精度1%,加热速率(0~8)℃/min,热板尺寸150mm×150mm,采用3路铂铑温度传感器并联测量,精度±0.5K。
冷板及压力单元的要求包括:冷板的材质和尺寸、压力控制装置、压力传感器要求、测温传感器的要求及布置方式。目前规定为冷板采用铝板,尺寸148mm×91mm或其他与隔热片相符合的尺寸,平面度不大于0.25mm/m,采用 3 路 K 型工业热电偶测量,温度测量精度1%。压力控制装置与冷板相连,可提供35KN的电动推杆和压力传感器,载荷精度1%,位移传感器可给出试样厚度,精度0.1mm。
试验步骤包括试验前的准备工作和试验中的实施步骤,其中对热板温度平衡的要求、施加压力的大小、加压过程的时间等。目前规定:热板温度由供需双方商定,如无规定则为500℃;压力大小由使用工况确定,或由供需双方或产品标准确定,如无规定,则设定压力为0.7MPa;加压过程应快速平稳,时间应不超过30s。试验开始后,从样品接触热板开始记录冷板温度的升温曲线,并观察是否有可见的火焰等现象。
结果的表征:原申报材料中,以热板恒温条件下,冷板温度达到目标温度的时间(与逃生时间相关联)为结果。但由于新版GB 38031要求当动力电池在一定条件下发生热扩散后不起火不爆炸,所以本次国家标准将与强标GB 38031协调统一,规定热板温度曲线来模拟单元电池热扩散降温过程,测试结果为冷板在热扩散过程中的最高温度。示例见图2。
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图2 抗热冲击性能冷热板温度示例图
应该注意的是,由于该测试方法为非稳态传热,所以冷、热板的热容量以及热板温度变化曲线这两个因素将对结果有着显著的影响。具体相关内容将在编制过程中,根据工作组成员的意见逐步进行验证确定。
综上所述,标准还有大量的技术内容需要进行确认。项目组预计将于4月24日~26日于南京召开启动会,确定标准框架、工作方向及分工,欢迎电池隔热片产业各界人士参加。会议通知近期发出,敬请关注。