Как выбрать оборудование для охлаждения аккумуляторов при испытаниях для вашей лаборатории

Как выбрать оборудование для охлаждения аккумуляторов при испытаниях для вашей лаборатории

Выбор оборудование для охлаждения при испытаниях аккумуляторов менее связано с выбором оборудования с высоким холодопроизводительностью и более — с подбором системы термоконтроля под конкретное испытание. Стенд циклирования элементов, крепёжный узел модуля и контур охлаждения на уровне блока предъявляют совершенно разные требования к лаборатории. Прежде чем запрашивать коммерческие предложения, преобразуйте метод испытания в техническое задание по температуре, тепловой нагрузке, расходу и подключению теплоносителя, а также по требованиям безопасности.

С точки зрения теплового управления лабораторией полезный вопрос звучит так: что именно должно контролировать оборудование? Температурная камера управляет температурой воздуха вокруг образца. Устройство промышленный охладитель для контроля температуры жидкости управляет потоком теплоносителя через холодную пластину аккумулятора или по термоконтурной системе. Некоторые программы требуют одновременного применения обоих типов оборудования, однако их параметры не следует определять так, будто они выполняют одну и ту же задачу.

Начните с архитектуры испытания

Определите путь передачи энергии до выбора оборудования для охлаждения аккумуляторов при испытаниях. При испытании в термокамере тепло поступает или удаляется через окружающий воздух, крепёжные приспособления, кабели и испытуемое устройство. При испытании с циркуляцией жидкости управляющее устройство обменивается теплом с циркулирующим теплоносителем и должно совместимо с перепадом давления в аккумуляторе, объёмом шлангов и требуемым расходом. При испытании с непосредственным охлаждением может потребоваться иная архитектура, особенно если оно предназначено для моделирования тепловой системы транспортного средства.

Запишите уровень образца и цель испытания:

• Испытания элементов: компактные крепёжные приспособления, низкая тепловая масса и близкое расположение датчиков могут иметь большее значение, чем высокий расход жидкости.
• Испытания модулей: оцените теплопроводность крепёжных приспособлений, параллельные пути теплопередачи и количество тепла, выделяемого в ходе запланированного цикла зарядки/разрядки.
• Испытания блоков или теплообменных пластин с теплоносителем: определите расположение патрубков теплоносителя, допустимое давление, требуемый расход, объём контура и необходимость следования оборудования изменяющемуся заданному значению.
• Воздействие окружающей среды: принять решение, следует ли размещать измерение температуры воздуха, влажности или термоциклирования в камере, а не в жидкостном контуре.

В опубликованных описаниях испытаний аккумуляторов обычно указывают такие условия, как −20 °C, 0 °C, 25 °C и 45 °C для характеристики элементов. Рассматривайте эти значения как пример того, почему требуемый рабочий диапазон необходимо чётко определить в начале; фактическое требование задаётся применяемым методом испытания и конструкцией образца.

Расчёт нагрузки на систему охлаждения выполняйте на основе данных испытания, а не на основе номинальных параметров аккумулятора.

Холодопроизводительность оборудования для охлаждения аккумуляторов при испытаниях должна обеспечивать отвод наибольшего правдоподобного количества тепла в ходе заданного профиля испытания, а не просто соответствовать энергоёмкости аккумулятора. Начните с расчёта электрических потерь в образце, затем добавьте тепло, выделяемое приспособлением, насосами, шлангами, теплопритоком из окружающей среды и любым оборудованием, установленным внутри камеры. Быстрое циклирование, высокие токи, многократные циклы заряда/разряда и одновременное испытание нескольких образцов могут существенно повысить пиковую нагрузку по сравнению с оценкой в установившемся режиме.

Попросите инженера по испытаниям предоставить три режима: нормальную работу, максимальную планируемую непрерывную нагрузку и кратковременную пиковую нагрузку. Укажите допустимое отклонение температуры на входе и выходе из аккумулятора для каждого режима. Это даёт поставщику основу для выбора мощности компрессора, теплообменника, резервуара и скорости реакции системы управления без использования необоснованного запаса безопасности.

Также различайте холодопроизводительность при требуемой температуре подачи и значение из каталога, измеренное в других условиях. Промышленный чиллер, достаточный при температуре окружающей среды, может иметь иную доступную производительность при более низкой заданной температуре или при более тёплой среде отвода тепла. Зафиксируйте условия окружающей среды и схему отвода тепла для данной установки.

Совместите диапазон температур, стабильность и характер изменения температуры

Для оборудования охлаждения при испытаниях аккумуляторов диапазон заданных значений — лишь одна из составляющих выбора. Определите требуемую стабильность, место установки датчика, реакцию на скачки нагрузки и скорость изменения температуры. В лаборатории может потребоваться лишь стабильная циркулирующая температура теплоносителя для циклических испытаний на долговечность, тогда как при термической характеристике могут понадобиться контролируемые переходные процессы и прослеживаемые показания в нескольких точках образца.

Уточните, какая величина является объектом управления: температура подаваемого теплоносителя, температура обратного теплоносителя, температура приспособления, температура воздуха в камере или показание датчика на поверхности аккумулятора. Эти параметры влияют на конфигурацию контура управления. Если тестовый сценарий резко изменяет ток, проверьте поведение системы при обратном или резком падении тепловой нагрузки. Эффективное заводское или эксплуатационное приемочное испытание воспроизводит типичные изменения заданных значений и электрические профили, а не ограничивается проверкой отображения при отсутствии нагрузки.

Подтвердите совместимость контура охлаждающей жидкости

Промышленный чиллер должен соответствовать испытательному контуру как гидравлическая система. Уточните тип хладагента, его концентрацию, требуемую степень чистоты, общий объём контура, необходимый диапазон расхода и допустимое падение давления. Проверьте размеры шлангов и фитингов, напор насоса, потребность в фильтрации, а также совместимость материалов с выбранным теплоносителем. При использовании смесей этиленгликоля с водой или других утверждённых сред следует учитывать их вязкость и поведение при теплопередаче при минимальной рабочей температуре.

Не предполагайте, что насос с более высоким расходом автоматически будет полезен. Избыточный расход может превысить пределы крепёжного элемента или холодной плиты, тогда как недостаточный напор насоса может не обеспечить требуемый расход после сборки шлангов, быстросъёмных соединителей, клапанов и батарейного контура. Расходомер, измерения температуры на входе и выходе, а также контроль давления делают данные при вводе в эксплуатацию более информативными, чем только номинальные характеристики насоса.

Включите требования по безопасности и системам управления непосредственно в техническое задание на закупку

Испытания аккумуляторов могут включать высокий ток, находящееся под напряжением оборудование и аномальные тепловые события. Согласуйте систему охлаждения для испытаний аккумуляторов с планом безопасности лаборатории, её герметичным корпусом, системой вентиляции, логикой аварийного отключения, методом обнаружения утечек и правилами электрической изоляции. Контроллер охлаждения должен иметь чётко определённое поведение при срабатывании аварийных сигналов в случае превышения температуры, снижения расхода, понижения уровня жидкости, превышения давления, потери связи и неисправностей датчиков.

Для автоматизированного циклирования перечислите требования к интеграции до покупки: доступный протокол связи, команды и обратные данные, временные метки данных, разрешения на удалённый запуск, контакты для аварийных сигналов, а также состояние, в которое переходит устройство после срабатывания блокировки. Определите, кто отвечает за логику системы испытаний. Система охлаждения должна передавать контроллеру испытаний свои фактические параметры, однако она не должна рассматриваться как замена независимым защитным уровням лаборатории.

Используйте практический контрольный список для сравнения

При сравнении оборудования для охлаждения при испытаниях аккумуляторов предоставьте каждому поставщику одинаковое техническое задание:

1. Тестируемый объект, его количество и профиль зарядки/разрядки.
2. Необходимый температурный диапазон, контрольная точка, стабильность и требуемая скорость изменения температуры.
3. Расчётная непрерывная и пиковая тепловая нагрузка при указанных условиях окружающей среды.
4. Теплоноситель, расход, перепад давления, объём контура, присоединительные порты и допустимые материалы.
5. Ограничения при монтаже: занимаемая площадь, электропитание, отвод тепла водой или воздухом, дренаж и ограничения по уровню шума.
6. Требуемые средства управления, сигналы данных, аварийные сигналы, блокировки и сценарии приёмочных испытаний.
7. Доступ для технического обслуживания, необходимость калибровки, запасные части и ожидаемое время реагирования сервисной службы.

Сравнение имеет смысл только в том случае, если каждое предложение оценивается при одинаковых условиях испытаний. Если одно предложение основано на управлении температурой воздуха в камере, а другое — на прямом управлении температурой теплоносителя, перед сравнением мощности или цены следует разделить эти функции.

Запланируйте ввод оборудования в эксплуатацию до его прибытия.

Зарезервируйте время для ввода всей установки в эксплуатацию. Проверьте направление потока, удалите воздух из контура, проверьте наличие утечек при рабочей температуре, убедитесь в корректности имён датчиков и сравните показания контроллера с эталонными приборами лаборатории. Затем выполните консервативный электрический профиль перед полным испытанием. Зарегистрируйте температуры подачи и обратки, расход, давление, условия окружающей среды и поведение сигнализации. Эти записи станут отправной точкой для устранения неполадок при последующих изменениях в креплении аккумулятора или рецептуре испытания.

Правильное охлаждающее оборудование для испытаний аккумуляторов — это система, соответствующая письменно заданному диапазону испытаний и чётко интегрирующаяся в измерительные и безопасностные процессы лаборатории. Разделяя управление окружающей средой и управление жидкостным контуром, рассчитывая нагрузку на основе реального профиля и заранее проверяя требования к интеграции, лаборатория может обоснованно выбрать промышленный чиллер или другое решение для термоконтроля.