Tester di pressione per instabilità termica delle celle
Tester di pressione per fuga termica delle celle — ToronFT™ CTR
Il ToronFT™ CTR Cell Thermal Runaway Pressure Tester è uno strumento specializzato per il collaudo della sicurezza delle batterie che utilizza il riscaldamento elettrico all'interno di un recipiente a pressione sigillato per indurre una cella o un gruppo di batterie in una reazione termica incontrollata, generando e raccogliendo i gas rilasciati dalla batteria durante tale evento. Catturando e quantificando i gas di sfiato prodotti, il ToronFT™ CTR fornisce dati fondamentali sulla composizione, la velocità di aumento della pressione e il volume totale dei gas infiammabili e tossici rilasciati durante la reazione termica incontrollata: informazioni essenziali per la progettazione della sicurezza delle batterie, la valutazione dei rischi e i programmi di conformità alle normative antincendio.
Il Cell Thermal Runaway Pressure Tester è dotato di un sistema di controllo completamente automatico (vuoto automatico, riempimento automatico del gas, agitazione automatica), un sistema di controllo programmabile PLC con software host LabVIEW, un portacampioni metallico mobile all'interno della camera e monitoraggio in tempo reale di temperatura, pressione nella camera e concentrazione di ossigeno, con report dei dati di test generati automaticamente ed esportati in formato Excel per una gestione e un'analisi dei dati semplificate.
Tester di pressione per instabilità termica delle celle — Applicazioni ToronFT™ CTR
- Produttori di batterie agli ioni di litio: caratterizzazione della composizione, del volume e della pressione del gas di sfiato per la qualificazione della sicurezza di celle e moduli.
- Sviluppatori di veicoli elettrici e sistemi di accumulo di energia: dati sulla generazione di gas da effetto domino termico per la progettazione di sistemi di ventilazione, la selezione di sistemi antincendio e la valutazione del rischio di esplosione.
- Laboratori di terze parti per i test di sicurezza delle batterie: test di pressione del gas in caso di reazione termica incontrollata secondo gli standard UL 9540A e EN.
- Ingegneri antincendio: dati sulla generazione di gas e sulla velocità di aumento della pressione per l'analisi dei rischi e la progettazione dei sistemi di spegnimento degli impianti di accumulo a batteria.
- Dipartimenti di ricerca e sviluppo: valutazione di nuove chimiche delle celle e caratteristiche di sicurezza (sfiati, separatori, elettroliti) per ridurre la produzione di gas in caso di reazione termica incontrollata.
Internazionali
Il ToronFT™ CTR supporta i test di pressione di fuga termica delle celle in conformità con gli standard internazionali di sicurezza delle batterie e di prevenzione delle esplosioni, tra cui:
- EN 15967: Determinazione della pressione massima di esplosione e della velocità massima di aumento della pressione di gas e vapori (caratterizzazione della pressione di esplosione dei gas)
- UL 9540A: Metodo di prova standard per la valutazione della propagazione dell'incendio per effetto Joule nei sistemi di accumulo di energia a batteria (sezione relativa alla generazione di gas per effetto Joule).
- IEC 62619: Celle e batterie secondarie — Requisiti di sicurezza per celle e batterie secondarie al litio per applicazioni industriali
- ASTM E681: Metodo di prova standard per i limiti di concentrazione di infiammabilità delle sostanze chimiche (vapore e gas)
- UN 38.3: Manuale di prove e criteri — Batterie al litio metallico e agli ioni di litio (riferimento alle prove di abuso termico)
Tester di pressione per fuga termica delle celle — Caratteristiche principali del ToronFT™ CTR
- Sfrutta il fenomeno dell'instabilità termica della batteria tramite riscaldamento elettrico all'interno di un recipiente a pressione sigillato, consentendo la generazione controllata e strumentata di gas e la misurazione dell'aumento di pressione.
- Volume del recipiente a pressione personalizzabile: adattabile a qualsiasi dimensione di cella o modulo della batteria in base alle esigenze dell'utente.
- Sportello mobile con viti di bloccaggio per la sigillatura della camera: caricamento del campione e chiusura della camera sicuri e ripetibili.
- Portacampioni metallico mobile all'interno della camera: posizionamento flessibile del campione per diversi formati di batteria.
- Controllo completamente automatico: vuoto automatico, riempimento automatico del gas, agitazione automatica, eliminando le fasi manuali di preparazione pre-test.
- Sistema di controllo programmabile PLC con software host LabVIEW: interfaccia intuitiva, elevata automazione, integrazione di tutte le procedure complesse.
- Monitoraggio in tempo reale: temperatura, pressione della camera e concentrazione di ossigeno: caratterizzazione completa dell'evento durante la reazione termica incontrollata.
- Report dei dati di prova: generato automaticamente; output in formato Excel: facile visualizzazione e modifica per la gestione e l'invio dei dati.
- Conforme alle norme EN 15967 e UL 9540A, che coprono sia gli standard europei sulla pressione di esplosione dei gas sia gli standard statunitensi sulla fuga termica dei sistemi di accumulo di energia a batteria.
Teoria e metodo
Il sistema ToronFT™ CTR induce una reazione termica incontrollata in una cella di batteria mediante riscaldamento elettrico all'interno del recipiente a pressione sigillato. Dopo aver caricato il campione di batteria nel recipiente tramite il portacampioni mobile, la porta di installazione della cella viene sigillata utilizzando lo sportello mobile con viti di bloccaggio. Il sistema esegue quindi automaticamente la sequenza di pre-test: vuoto automatico (evacuazione del recipiente a una pressione subatmosferica definita), riempimento automatico con gas (introduzione di un'atmosfera definita, se necessario) e agitazione automatica (per garantire l'uniformità della miscela di gas all'interno della camera).
Quando il programma di riscaldamento porta la batteria in una situazione di instabilità termica, la pressione interna della batteria aumenta, vengono rilasciati gas di sfiato e la pressione nel recipiente aumenta. Il sistema di controllo PLC con software host LabVIEW monitora e registra continuamente la pressione nella camera, la concentrazione di ossigeno e la temperatura durante l'intero evento. La velocità di aumento della pressione e la pressione massima vengono confrontate con le soglie di pressione di esplosione specificate dalla norma EN 15967. Al termine del test, il report dei dati di prova viene generato automaticamente e salvato in formato Excel, fornendo una registrazione completa e tracciabile dell'evento di generazione di gas da instabilità termica. Il volume del recipiente è personalizzabile per adattarsi alle dimensioni della batteria e ai requisiti di prova specificati dall'utente.
Tester di pressione per fuga termica delle celle — Specifiche tecniche del ToronFT™ CTR
| Parametro | Specificazione |
|---|---|
| Modello | TorontoFT™ CTR |
| Principio del test | Riscaldamento elettrico all'interno di un recipiente sigillato; provoca l'instabilità termica della batteria; raccolta del gas e misurazione della pressione. |
| Volume del recipiente a pressione | Personalizzabile in base alle esigenze dell'utente |
| Porta di caricamento della cella | Porta mobile con viti di bloccaggio (sigillatura della camera) |
| Portacampioni | Portacampioni metallico mobile (all'interno della camera) |
| Funzioni di controllo automatizzate | Aspirazione automatica, riempimento automatico del gas, agitazione automatica |
| Sistema di controllo | PLC programmabile + software host LabVIEW |
| Monitoraggio in tempo reale | Temperatura, pressione nella camera, concentrazione di ossigeno |
| Output del report dati | Generato automaticamente; formato Excel |
| Conformità standard | EN 15967; UL 9540A |