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Écrit par Robin
Ingénieur principal, Doaho Test (DHT®)
Pourquoi les batteries au lithium nécessitent-elles des tests de sécurité de transport aérospatial ?
Les batteries au lithium, en tant que dispositifs de stockage d'énergie les plus largement utilisés aujourd'hui, sont privilégiées pour leur haute densité énergétique, leur nature légère et leur longue durée de vie. Elles sont devenues la source d'énergie principale dans le secteur aérospatial, les véhicules électriques, les communications par satellite et les véhicules aériens sans pilote. Cependant, les batteries au lithium sont également très sensibles aux conditions environnementales.
Pendant le transport aérospatial, les batteries doivent endurer des conditions de basse pression et de variations de température extrêmes complètement différentes des environnements au niveau du sol. Si des défauts existent dans la conception de la batterie, l'emballage ou les systèmes de gestion de la batterie, des risques de sécurité graves peuvent survenir dans des conditions de haute altitude ou de vide.
Ces risques incluent l'expansion du boîtier, la fuite d'électrolyte, la combustion, voire la défaillance thermique. Par conséquent, les normes internationales de transport imposent des exigences strictes sur le transport aérospatial des batteries au lithium. Par exemple, le test de transport des marchandises dangereuses de l'ONU UN38.3 exige explicitement que toutes les batteries au lithium subissent des tests de simulation de basse pression avant le transport. Cela garantit que les batteries restent sûres à une pression de 11,6 kPa (équivalent à une altitude d'environ 15 000 mètres). Ces normes sont conçues pour garantir que, même dans des conditions extrêmes, les batteries ne fuiront pas, n'exploseront pas et ne s'enflammeront pas, protégeant ainsi la sécurité des engins spatiaux et du personnel.
L'importance des chambres de test en altitude
Parmi les équipements de test environnemental, la chambre de test de basse pression (également connue sous le nom de chambre en altitude) est un instrument essentiel conçu spécifiquement pour simuler des environnements de haute altitude et de basse pression. Elle permet aux chercheurs et aux fabricants de reproduire avec précision les conditions de pression auxquelles les batteries sont confrontées lors de vols en haute altitude, de transports spatiaux ou d'opérations en plateau, tout cela dans un cadre de laboratoire. Cela aide à détecter des défauts potentiels avant que le produit ne quitte l'usine.
Pour les batteries au lithium, ces tests ne sont pas seulement une exigence de conformité, mais aussi une garantie cruciale pour la sécurité des missions. En utilisant une chambre de test à basse pression, les fabricants peuvent prévenir les accidents liés aux batteries, réduire les risques de transport et collecter des données précieuses pour l'optimisation de la conception et les améliorations de la sécurité.
Comment se déroule le test de basse pression pour les batteries au lithium ?
Le test de basse pression des batteries au lithium est un processus systématique et rigoureux, généralement effectué selon les étapes suivantes :
- Préparation de l'échantillon: Préparez la batterie ou le pack de batteries en conformité avec l'état de charge ou de décharge spécifié par l'ONU38.3, en vous assurant qu'il respecte l'état de charge (SOC) requis pour le test.
- Insertion dans la chambre de test en altitude: Fixez solidement la batterie à l'intérieur de la chambre pour éviter tout mouvement inutile ou stress mécanique lors de l'évacuation et de la réduction de pression.
- Réduction de pression: Activez le système de vide pour réduire progressivement la pression de la chambre à 11,6 kPa, simulant des conditions de haute altitude ou aérospatiales.
- Étape de maintien de pression: Maintenez la pression cible pendant au moins 6 heures tout en surveillant l'apparence de la batterie, ses dimensions et l'intégrité du boîtier, en enregistrant toute fuite, gonflement, rupture ou combustion.
- Retour à Pression atmosphérique and Inspection: Rétablissez lentement la pression de la chambre à des conditions atmosphériques normales, puis effectuez des inspections complètes de la batterie, y compris la tension, la capacité et l'apparence, pour vous assurer qu'aucune anomalie n'est présente.
Articles de test courants
En plus de la simulation de basse pression, l'évaluation de la sécurité du transport aérospatial pour les batteries au lithium comprend généralement plusieurs tests de stress environnemental, notamment :
- Test de basse pression: Simule les changements de pression atmosphérique à haute altitude ou dans des environnements proches de l'espace pour évaluer l'étanchéité, la stabilité du boîtier et la sécurité globale.
- Test de vibration et de choc: Simule les bosses, les impacts et les chocs d'accélération pendant le transport pour assurer l'intégrité structurelle et la fiabilité des connexions.
- Test de température: Soumet les batteries à des cycles de températures élevées/basses ou des températures extrêmes constantes pour évaluer les performances et la stabilité sous stress thermique.
- Test d'humidité: Expose les batteries à des environnements à humidité élevée pour évaluer l'isolation, la durabilité du boîtier et les risques de corrosion ou de fuite.
- Autres tests spécialisés: En fonction des exigences de la mission, des tests supplémentaires tels que des pulvérisations salines, des essais de chute et des cycles de charge-décharge peuvent être pratiqués pour couvrir l'ensemble des risques pendant le cycle de vie du transport aérospatial.
Ce processus de test complet et rigoureux garantit que les batteries au lithium peuvent maintenir un fonctionnement stable et sûr, même dans des conditions de basse pression, de forte vibration et de température et d'humidité extrêmes. Il offre une assurance solide tant pour le transport aérospatial que pour les applications en orbite.
Spécifications
| Chambre de test de température en altitude DHT® | ||||
| Modèle de température | Modèle | DHTA-5OO | DHTA-O1O | DHTA-O15 |
| Modèle climatique | Modèle | DHTHA-5OO | DHTHA-O10 | DHTHA-O15 |
| Volume de la salle de travail | L | 500 | 1000 | 1500 |
| Données de test de température | ||||
| Plage de température | ℃ | 0(-20,-40,-70)/180 | ||
| Heating Rate | ℃/min | 2.0～4.0 | ||
| Taux de refroidissement | ℃/min | 0.7～3.5 | ||
| Fluctuation de la température | ℃ | ±0.5 | ||
| Temperature Uniformity | ℃ | 2 | ||
| Données de test de température&humidité | ||||
| Plage de température avec humidité | ℃ | 15～95 | ||
| Plage d'humidité | %RH | 20～98% | ||
| Fluctuation de l'humidité | %RH | ±1.0～±3.0 | ||
| Plage de pression | kPa | Pression normale～0.5kPa | ||
| Déviation de pression | kPa | ≥40h：±2 2～40h：±15% ≥2h：±0.1 | ||
| Taux de changement de pression | kPa/min | ≤10 | ||
| Internal Dimensions | W(mm) | 800 | 1000 | 1100 |
| D(mm) | 700 | 1000 | 1475 | |
| H(mm) | 900 | 1000 | 950 | |
| External Dimensions | W(mm) | 1090 | 1290 | 1390 |
| D(mm) | 1470 | 1780 | 2680 | |
| H(mm) | 1890 | 2030 | 1995 | |
| Normes | GB/T11159-2010，GB/T10590-2006，GB/T 10591-2006，GB/T 10592-2008，GB/T 2423.25-2008，GB/T2423.26-2008，GB/T 2423.1，GB/T2423.2，GB/T 2423.21，GJB150.3，GJB150.4.GJB150.2(Except for rapid blood pressure reduction)，GJB150.19，GJB150.24A… | |||
| Power Voltage | 380V±10%, 50~60HZ, 3/N/PE | |||
| Niveau de pression sonore | dB(A) | 70 | 70 | 70 |
| Cooling Mode | Refroidissement par air/refroidissement par eau | |||
Conclusion
En tant qu'instrument critique pour simuler des environnements de haute altitude et de vide, la chambre de test en altitude fournit un soutien technique robuste pour la validation de la sécurité des batteries au lithium. Grâce au contrôle précis de la pression et aux tests fiables de longue durée, les fabricants peuvent identifier des risques potentiels avant que les produits quittent l'usine, réduisant ainsi les dangers de transport. Grâce à sa technologie avancée et à sa vaste expertise industrielle, DHT® continuera de fournir des solutions de test environnemental de haute qualité, soutenant l'industrie des batteries au lithium dans sa progression stable tant en matière de sécurité que d'innovation.