全尺寸超大型電池絕熱量熱儀：大容量、高防護、高精度

電池絕熱量熱儀（Battery Accelerating Calorimeter）是用于評價(jià)鋰離子電池熱穩定性和熱失控過(guò)程熱動(dòng)力學(xué)參數的重要儀器。通過(guò)電池絕熱量熱儀可以有效獲取鋰電池的自放熱起始溫度(T_onset)、熱失控起始溫度(T_TR)、熱失控最高溫度(T_max)、泄壓溫度(T_v)、最大升溫速率((dT/dt)_max)和熱失控孕育時(shí)間(?t)等參數，以作為電池熱管理系統的設計輸入，幫助研究人員確定鋰電池安全邊界及失控危害，實(shí)現對熱失控的預防與早期預警。

為了實(shí)現降低電池系統綜合成本、提升電動(dòng)汽車(chē)續航里程等目的，鋰電池行業(yè)內電芯朝著(zhù)大尺寸、大容量和高比能量的趨勢發(fā)展。大電芯更容易獲得高體積能量密度，有利于減少電芯外殼以及外部安裝結構，提高空間利用率和成組效率。例如，以比亞迪刀片電池為代表的大型電芯長(cháng)邊尺寸超過(guò)1米；同時(shí)各大廠(chǎng)商陸續推出更高容量的電芯，如?；履茉赐瞥?75Ah的產(chǎn)品，億緯鋰能推出560Ah的LF560K電池；另一方面，動(dòng)力電池能量密度即將跨越300Wh/kg。4月19日，寧德時(shí)代發(fā)布凝聚態(tài)電池，單體能量密度最高可達500Wh/kg。針對上述情況，目前國內外商品化的電池絕熱量熱儀已無(wú)法覆蓋相關(guān)測試需求，存在腔體體積小、耐壓/保壓能力不足等局限性，導致在鋰電池熱安全分析測試中存在以下問(wèn)題：

仰儀科技長(cháng)期致力于鋰電池熱安全檢測儀器和解決方案開(kāi)發(fā)，公司研制的BAC-420A大型電池絕熱量熱儀打破國外壟斷，已成功進(jìn)行了包括190Ah  NCM811、230Ah NCM622、320Ah LPF和600mm短刀在內的數百款電芯的絕熱熱失控和熱物性參數測試，積累了大量的儀器開(kāi)發(fā)和應用經(jīng)驗。

針對現有電池絕熱儀器的應用限制，仰儀科技創(chuàng )新研發(fā)BAC系列全尺寸大型電池絕熱量熱儀，腔體直徑覆蓋420mm-1000mm的范圍，能夠測試長(cháng)邊尺寸不超過(guò)1500mm的電芯；同時(shí)，大容量腔體的抗爆性和產(chǎn)氣測試能力顯著(zhù)提升，能夠承受大型電芯的熱失控溫壓沖擊。另外，考慮用戶(hù)差異化的使用習慣和測試需求，系列化產(chǎn)品兼顧了腔體開(kāi)蓋泄壓和腔體密閉-定向泄壓兩種技術(shù)路線(xiàn)以供選擇。除常規熱濫用測試以外，BAC系列產(chǎn)品具備氣體收集和壓力測量、針刺模塊、視頻監控、充放電測試、比熱容測試、氣氛模擬和低溫制冷等功能，可以對電池熱安全性進(jìn)行全面評估。系列化儀器的核心參數如下圖所示：

圖1  (a)BAC系列大型電池絕熱量熱儀及(b)核心技術(shù)參數

BAC-420A、BAC-420B和BAC-800A均為泄壓型電池絕熱量熱儀，保留經(jīng)典ARC使用習慣。儀器結構總體分為絕熱腔體、抗爆箱與電控系統三部分。泄壓型系列具備優(yōu)異的多重安全防護能力，利用彈簧鎖設計，當內部壓力過(guò)高時(shí)爐蓋可彈起進(jìn)行快速泄壓，同時(shí)腔體內部安裝爆破片進(jìn)行防護；抗爆箱使用機械安全聯(lián)鎖裝置，鋼板厚度 3.5mm，并安裝大流量排風(fēng)系統確保實(shí)驗安全。

BAC-800B和BAC-1000A均為密閉型電池絕熱量熱儀。密閉型爐腔按照GB/150壓力容器設計規范進(jìn)行開(kāi)發(fā)，可持續承壓2MPa，同時(shí)具有優(yōu)異的密封性，創(chuàng )造性地將定容燃燒dan和ARC功能合二為一，無(wú)需配置密封罐即可同步完成大尺寸、大容量電芯熱失控特征溫度及產(chǎn)氣測試。另外，通過(guò)腔體可調式泄壓設計，上述產(chǎn)品解決了國外某廠(chǎng)商絕熱儀器存在的腔體和電池表面溫差大，絕熱性能不佳的問(wèn)題。

BAC-1000A 是研究長(cháng)邊1500mm 以下大型電池單體及其小型模組等熱失控、熱蔓延機制的密閉型絕熱加速量熱儀。爐腔直徑1000mm，深1200mm；儀器具備《特種設備制造監督檢驗證書(shū)（壓力容器）》，安全承壓2MPa；充分滿(mǎn)足大尺寸電池熱失控檢測需求。（點(diǎn)擊圖片了解詳細參數）

附圖1 BAC-1000A整機外觀(guān)

BAC-800A 是研究長(cháng)邊900mm以下大尺寸電池單體及其模組等熱失控、熱蔓延機制的泄壓型絕熱加速量熱儀。爐腔直徑 800mm，深 520mm；配備有多組大功率加熱元件提升控溫效率與溫度場(chǎng)穩定性。BAC-800A擁有大爐體+升級控制軟件設計，在適配更大尺寸電池測試的同時(shí)，確保高精度的爐體溫度一致性；可以通過(guò)液氮制冷模塊模擬低溫工況開(kāi)展測試；可以在內部配備承壓2MPa的壓力容器，進(jìn)行產(chǎn)氣采集。（點(diǎn)擊圖片了解詳細參數）

附圖2 BAC-800A整機外觀(guān)

附圖3 BAC-800B整機外觀(guān)

BAC-420A 是研究方形、軟包等電池單體及其小型模組等熱失控、熱蔓延機制的泄壓型絕熱加速量熱儀，作為成熟的在售標品，獲得眾多客戶(hù)的認可。爐腔直徑420mm，深 520mm；爐體外壁配置有功能豐富的擴展接口。（點(diǎn)擊圖片了解詳細參數）

附圖4 BAC-420A整機外觀(guān)

BAC-420B 是研究方形、軟包等電池單體及其小型模組等熱失控、熱蔓延機制的泄壓型絕熱加速量熱儀。爐腔直徑420mm，深 520mm；標配制冷模塊可模擬低溫工況開(kāi)展電池熱管理測試。（點(diǎn)擊圖片了解詳細參數）

附圖5 BAC-420B整機外觀(guān)

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