عملکرد ضد آب و هوادهی سیستم های باتری ذخیره انرژی یکی از ویژگی های مهم برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد آنها در شرایط مختلف محیطی است. برای اطمینان از اینکه سیستم ذخیرهسازی انرژی میتواند در برابر تأثیرات محیطی خارجی مانند رطوبت، آب باران و غیره مقاومت کند، باید آزمایشهای دقیق ضد آب و هوابندی روی آن انجام شود. در اینجا چندین روش آزمایش رایج وجود دارد:
1 روش کاهش فشار:
این یکی از متداول ترین روش های مورد استفاده برای تست سفتی هوا است. پوسته باتری ذخیره انرژی را ببندید و آن را با هوای خشک یا گاز بی اثر با فشار معین پر کنید، سپس جریان گاز را قطع کنید و تغییرات فشار داخلی را برای مدتی مشاهده کنید. عملکرد آب بندی باتری را با ایجاد یک محیط فشار بسته در داخل یا خارج باتری تعیین کنید و سپس تغییرات فشار را در طول زمان بررسی کنید. اگر نقطه نشتی در باتری وجود داشته باشد، هوای فشرده داخل محفظه از طریق نقطه نشتی به بیرون نشت می کند و باعث می شود فشار داخل محفظه به تدریج کاهش یابد. آشکارساز تغییرات فشار هوا را به صورت بلادرنگ رصد می کند و میزان افت فشار را از طریق الگوریتم های داخلی محاسبه می کند. بر اساس میزان تغییر فشار می توان میزان نشتی را محاسبه کرد.
مراحل عملیات:دهانه سیستم باتری ذخیره انرژی را ببندید و فشار معینی از گاز خشک را از طریق دستگاه باد کردن اتصال به سیستم تزریق کنید. پس از رسیدن به فشار تعیین شده برای تثبیت سیستم برای مدتی، تورم را متوقف کنید. سپس از سنسورهای فشار با دقت بالا برای ثبت تغییرات فشار داخلی سیستم در طول زمان استفاده کنید. اگر میزان افت فشار در محدوده مشخص شده باشد، نشان دهنده هوابندی خوب است. به عنوان مثال، برای یک سیستم باتری ذخیره انرژی با فشار تست تنظیم شده 30 کیلو پاسکال، افت فشار بیش از 1 کیلو پاسکال در مدت 10 دقیقه واجد شرایط در نظر گرفته می شود.
سناریوهای قابل اجرا:این روش برای مشخصات مختلف سیستم های باتری ذخیره انرژی، به ویژه برای سیستم هایی با ساختارهای آب بندی پیچیده که می توانند به طور موثر آزمایش شوند، مناسب است.
2 روش مشاهده حباب (روش غوطه وری در آب):
این روش بسته باتری را در آب غوطه ور می کند و سپس مشاهده می کند که آیا داخل بسته باتری حباب هایی وجود دارد یا خیر. اگر حباب وجود داشته باشد، نشان دهنده نشتی بسته باتری است. اما این روش به دلیل راندمان تست کند و دقت ضعیف جایگزین روش افت فشار و روش تشخیص هلیوم شده است.
مراحل عملیات:سیستم باتری ذخیره انرژی را به جز رابط الکتریکی (با محافظ ضد آب) در آب غوطه ور کنید و با مشاهده اینکه آیا حباب ایجاد شده است یا خیر، تعیین کنید که آیا نشتی وجود دارد یا خیر. برای سهولت مشاهده، می توان مقدار کمی سورفکتانت را به آب اضافه کرد تا کشش سطحی را کاهش دهد و تشکیل حباب ها را آسان کند.
سناریوهای قابل اجرا:این یک روش نسبتاً بصری است که برای سیستم های باتری ذخیره انرژی کوچک یا برای استفاده در مرحله آزمایش اولیه محصول مناسب است، اما ممکن است باعث ایجاد لکه های آب خاصی روی محصول شود.
3 روش تشخیص نشت طیف سنج جرمی هلیوم:
از هلیوم به عنوان گاز ردیاب برای تشخیص نشت ردیابی استفاده کنید. حساسیت بسیار بالایی دارد و می تواند دیافراگم های نشتی بسیار کوچک را تشخیص دهد. روش خاص تخلیه یا پر کردن قسمت بیرونی جزء آزمایش شده با گاز زمینه مانند نیتروژن است، در حالی که گاز هلیوم به داخل تزریق می شود. اگر نشتی رخ دهد، اتم های هلیوم از طریق نشتی وارد حفره حسگر شده و شناسایی می شوند.
مراحل عملیات:گاز هلیوم را در سیستم باتری ذخیره انرژی پر کنید و از یک آشکارساز نشت طیف سنج جرمی هلیوم برای تشخیص آن در خارج از سیستم استفاده کنید. به دلیل نفوذپذیری قوی گاز هلیوم، در صورت وجود نقطه نشتی در سیستم، گاز هلیوم به بیرون نشت می کند. نشت یاب می تواند مقادیر بسیار کمی از گاز هلیوم را برای تعیین محل و مقدار نشت تشخیص دهد.
سناریوهای قابل اجرا:این روش دقت فوق العاده بالایی دارد و برای سیستم های باتری ذخیره انرژی که نیاز به ضد آب و هوابندی بالایی دارند، مانند باتری های ذخیره انرژی مورد استفاده در تجهیزات زیر آب یا محیط هایی که به شدت به رطوبت حساس هستند، مناسب است.
4 روش آزمایش مقایسه فشار دیفرانسیل
با وارد کردن فشار معین به بسته باتری و مشاهده تغییرات فشار می توان هوابندی را تعیین کرد.
مراحل عملیات:یک ماده مرجع استاندارد بدون نشتی لازم است که همزمان با سیستم باتری ذخیره انرژی آزمایش شده آزمایش شود. به طور همزمان هر دو را با گازی با فشار یکسان پر کنید و سپس از یک سنسور فشار دیفرانسیل برای نظارت بر اختلاف فشار بین این دو استفاده کنید. در طول فرآیند آزمایش، اگر فشار دیفرانسیل در محدوده بسیار کمی باقی بماند، نشان دهنده این است که هوابندی سیستم آزمایش شده واجد شرایط است.
سناریوهای قابل اجرا:مناسب برای سیستم های باتری ذخیره انرژی که نیاز به دقت تست بالایی دارند. این روش هنگام مقایسه هوابندی دسته ها یا مدل های مختلف محصولات موثرتر است.
5 روش تورم مستقیم:
از آنجایی که معمولاً سوراخهای ضد آب و قابل تنفس روی بسته باتری وجود دارد، بسته باتری را میتوان مستقیماً برای تست سفتی هوا باد کرد. ردیاب هوابندی را از طریق لوله گاز به سوراخ تنفسی ضد آب بسته باتری وصل کنید تا مقدار مشخصی هوای فشرده در داخل بسته باتری پر شود. پس از سه مرحله باد کردن، تثبیت و آزمایش، ردیاب هوابندی میتواند تغییرات گاز داخل بسته باتری را به صورت لحظهای تشخیص دهد و بر این اساس قضاوت کند که آیا نشتی در بسته باتری وجود دارد یا خیر.
6 فرآیند تست:
اصل تست:چه تجهیزات تست هواگیری داخلی یا خارجی باشد، فرآیند آزمایش باید چهار مرحله زیر را طی کند:
1. مرحله تورم
دریچه برقی باد/دوز دستگاه به حالت باد می شود، شیر برقی ایزوله باز می شود و دستگاه شروع به باد کردن جسم اندازه گیری شده می کند. مقدار فشار سنسور فشار به تدریج افزایش می یابد تا زمانی که به مقدار فشار مورد نظر برسد.
2. مرحله تثبیت ولتاژ
پس از اینکه مقدار فشار سنسور فشار تجهیزات به مقدار فشار مورد نظر رسید، شیر برقی ایزوله بسته می شود، باد کردن متوقف می شود و مقدار فشار سنسور فشار تجهیزات به صورت غیر خطی کاهش می یابد.
3. مرحله آزمایش
پس از تثبیت سنسور فشار تجهیزات، وارد مرحله فرود خطی می شود. در این مرحله، تجهیزات مقدار افت فشار را به صفر بازنشانی میکند، محاسبه را مجدداً شروع میکند و نتایج آزمایش را ارائه میکند.
4. مرحله اگزوز
شیر برقی ایزوله باز می شود، شیر برقی خروجی باد می شود به اگزوز، گاز داخلی جسم اندازه گیری شده تخلیه می شود و مقدار سنسور فشار تجهیزات به 0 برمی گردد.
استاندارد افت فشار و استاندارد نرخ نشت: به طور کلی، آنها توسط بخش توسعه از طریق آزمایش های غوطه وری متعدد در مراحل اولیه توسعه محصول، همراه با محاسبه حجم داخلی بسته باتری به دست می آیند.
پارامترهای فرآیند برای آزمایش هوا: تنظیم زمان تورم، زمان تثبیت و زمان آزمایش باید به طور مکرر اشکال زدایی و بر اساس ساختار محصول و چرخه تولید تأیید شود و مقدار زیادی از تجزیه و تحلیل داده ها باید جمع آوری شود.
فرمول میزان نشتی
LRsccm=(V×∆p)/(Patm×t)
در صنعت، واحد نرخ نشت به طور کلی: cc/min است
Patm: فشار اتمسفر استاندارد
t: زمان تست
∆ p: مقدار افت فشار
V: حجم جسم مورد اندازه گیری را می توان بر اساس سوراخ های نشتی استاندارد محاسبه کرد
