無風高低溫試驗箱與傳統高低溫試驗箱測試對比，助力鋰電研發精準

針對鋰電池行業(ye) 的研究，與(yu) 行業(ye) 客戶聯合，對鋰電池做高低溫環境溫度模擬配合充放電測試，使用同一生產(chan) 批次鋰離子動力電芯，測試采用了7種方式：改變風向、調整風速、製作容器、電池表麵貼板等等，在-20℃條件下進行放電測試，（由於(yu) 客戶不願公布名稱和測試數據，我們(men) 隻做文字複述，布測試圖片及測試過程）7項測試方式分析如下：

   1、（調整風速）采用上出風下回風結構，通過變頻器調節電機轉速，降低箱體(ti) 內(nei) 循環風的風速；

   ①風速降低到1m/s後，箱體(ti) 內(nei) 的溫度均勻指標與(yu) 波動指標在溫度到達設定溫度後穩定1個(ge) 小時，溫度波動度滿足測試要求，但溫度均勻性就差很多隻能勉勉強強能夠滿足測試要求；

   ②放電過程中，通過日置LR8431-30多路溫度測量儀(yi) 測得上層電池表麵溫度最高升到2.3℃，下層電池表麵溫度升到8.7℃

   ③放在上層的電池放電容量為(wei) 13023mAH,下層電池放電容量20136mAH;上下層樣品試驗結果數據相差較大；

   測試總結：兩(liang) 塊電池測試的溫度環境相差1.8℃，表麵風速有較大差異，即便是調整風速降低到1m/s，兩(liang) 處的風速差異仍然很大（出風口風速為(wei) 1m/s時，回風口風速為(wei) 0.2m/s），因此測試結果出現了比較大的差異。

   2、電芯表麵夾裝兩(liang) 塊矽膠板，電芯表麵夾裝兩(liang) 塊鋁板測試，與(yu) 未做過任何改裝的電芯對比測試；

   測試環境：408升防爆高低溫試驗箱，溫度測量工具為(wei) 日置LR8431-30多路溫度測量儀(yi) ，風速測量儀(yi) 器：希瑪AR866A手持式風速儀(yi) ，三種方式同時測試，均放在箱內(nei) 中間層，並排擺放，箱內(nei) 溫度設定-20℃，溫箱指標均勻度在2℃以內(nei) ，波動度在0.6℃，溫度偏差±1℃以內(nei) ，箱內(nei) 出風口風速2m/s，回風口風速0.6m/s

   測試總結：

   ①矽膠板：

   放電容量為(wei) 22685nAH,放電率81.20%；

   測試過程中，電池表麵溫度最高達到2.5℃；

   矽膠板保溫效果好，電芯在-20℃下放電，電芯放電過程中產(chan) 生熱量被矽膠板有效保護，造成電池整體(ti) 溫度升高，放電性能較好。

   ②鋁板：

   放電容量為(wei) 17263nAH，放電率53.62%；

   測試過程中，電池表麵溫度最高為(wei) -16.2℃；

   鋁板導溫效果好，與(yu) 矽膠板相反，測試結果相當給電芯加大了散熱麵積。

   3、使用目前主流左吹右回式水平垂直送風高低溫試驗箱做-20℃充放電測試；

   測試環境：408升防爆高低溫試驗箱，溫度測量工具為(wei) 日置LR8431-30多路溫度測量儀(yi) ，風速測量儀(yi) 器:希瑪AR866A手持式風速儀(yi) ，箱內(nei) 溫度設定-20℃，溫箱指標均勻度在2℃以內(nei) ，波動度在0.6℃，溫度偏差±1℃以內(nei) ，電芯擺放4個(ge) 在箱內(nei) 上層出風口、下層出風口、上層回風口、下層回風口，電芯擺放處風速為(wei) 箱內(nei) 上層出風口2.2m/s、下層出風口2.1m/s、上層回風口0.6m/s、下層回風口0.4m/s。

   測試總結：

   ①上層出風口電芯測試過程中，電池表麵溫度最高為(wei) -14.2℃；

   ②下層出風口電芯測試過程中，電池表麵溫度最高為(wei) -14.9℃；

   ③上層回風口電芯測試過程中，電池表麵溫度最高達到-8.3℃

   ④下層回風口電芯測試過程中，電池表麵溫度最高達到-7.8℃

   4、出風處做風向引導，改變風循環方向測試，避免循環風直吹電芯；

   測試環境：408升防爆高低溫試驗箱把出風口遮擋，把風引導從(cong) 內(nei) 箱兩(liang) 側(ce) 下到回風口，溫度測量工具為(wei) 日置LR8431-30多路溫度測量儀(yi) ，風速測量儀(yi) 器:希瑪AR866A手持式風速儀(yi) ，箱內(nei) 溫度設定-20℃，溫箱指標均勻度在2℃以內(nei) ，波動度在0.6℃，溫度偏差±1℃以內(nei) ，電芯擺放在箱內(nei) 正中間，電芯擺放處風速為(wei) 0.2m/s

   測試總結：

   ①高溫試驗，結果溫度均勻性可以達到要求；熱空氣往蔓延上湧基本滿足要求；

   ②低溫條件下箱體(ti) 內(nei) 部的溫度均勻性達不到要求，溫度偏差超過2℃；冷空氣密度大，自然下落，內(nei) 箱循環風沒有直吹電芯，因此，箱內(nei) 有風的位置與(yu) 電芯擺放位置的溫度相差較大，電芯擺放處低溫始終無法穩定

   5、使用公司自主研發的無風高低溫試驗箱，多個(ge) 電芯放入多格測試箱內(nei) 做-20℃充放電測試；

   測試環境：無風高低溫試驗箱，溫度測量工具為(wei) 日置LR8431-30多路溫度測量儀(yi) ，箱內(nei) 溫度設定-20℃，溫箱指標均勻度在0.8℃以內(nei) ，波動度在0.3℃，溫度偏差±0.8℃以內(nei) ，共測試8個(ge) 電芯，8個(ge) 電芯各自擺放在單個(ge) 容器內(nei) ，電芯擺放處為(wei) 無風狀態。

   測試總結：

   ①高溫試驗，8個(ge) 容器內(nei) 的溫度接近一致，電8個(ge) 電芯測試數據結果幾乎一致。

   ②低溫試驗，8個(ge) 容器內(nei) 的溫度接近一致，電8個(ge) 電芯測試數據結果幾乎一致。

   在無風環境下，電芯產(chan) 生的熱量被容器內(nei) 的溫度均勻消耗了，幾個(ge) 電芯都是在同一種溫度環境，並且沒有風循環給每個(ge) 電芯不一樣的風速和受風麵，電芯測試結果出奇的接近，是非常理想的測試設備。

   6、冷卻板夾具測試，將電芯表麵用冷卻板直接貼合，冷卻板內(nei) 溫度控製在-20℃進行循環，並放進高低溫試驗箱做-20℃溫度循環；

   測試總結：

   測試過程中，電池兩(liang) 個(ge) 大麵與(yu) 冷卻板貼為(wei) 一體(ti) ；

   冷卻板製冷效果相當好，在給電芯做溫度測試時溫度比較穩定，測試結果比加鋁板測試結果還要差。

   7、將電芯進容器內(nei) 密封，容器采用1.5mm不鏽鋼滿焊，放進高低溫試驗箱內(nei) ；

   ①用1.5mm304不鏽鋼做4個(ge) 四方的盒子，其中一麵開口，放進充放電測試線，在盒子內(nei) 連接好電芯；

   ②用1.5mm鋁板焊接做4個(ge) 四方的盒子，其中一麵開口，放進充放電測試線，在盒子內(nei) 連接好電芯；

   影響測試的因素

   電芯沒有接觸到高低溫箱內(nei) 的循環風，通過盒子傳(chuan) 導溫度到電芯，溫度穩定後盒子內(nei) 的均勻度非常好！無風的狀態下，讓電芯發揮了原有的性能指標。

   缺點：盒子裝電芯流程繁瑣，溫度穩定時間長，不鏽鋼相對鋁板溫度更慢。

   從(cong) 以上測試中可以看出，多個(ge) 產(chan) 品同時放電時放電效率的一致性要求較高，需要解決(jue) 兩(liang) 個(ge) 問題：

   1、多個(ge) 電芯放置處的風速要一致；風速一致，風速的大小偏差，直接影響到電芯發熱量，目前市麵上所有的高低溫箱均不符合要求或浪費空間太大。

   2、多個(ge) 電芯放置處的溫度要一致；單箱體(ti) 空間太大，溫度均勻度要控製的相當好，風吹得到的地方和風吹不到的地方，盡量不要放電芯，盡量都放在同一水平線的位置。

   測試總結：

   環境試驗箱設計需要考慮的因素比較多，比如：安全、防爆、泄壓、排氣、製冷控製、循環方式、循環風影響等，因此鋰電池的環境試驗箱應該是行業(ye) 專(zhuan) 用，以往老式強製空氣循環式的環境箱可能要遭到淘汰。

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