熱飛脫敏感度試驗(閥調式鉛酸蓄電池)
Thermal Runaway Sensitivity Test (VRLA Battery)
適用設備:蓄電池及直流系統 / 閥調式鉛酸(VRLA)單體 / 單體電池組之型式試驗
熱飛脫敏感度試驗為 IEC 60896-21:2004 §6.18 比較性型式試驗(VRLA),用於在可重現條件下比較不同設計之熱飛脫敏感度。6 單元串聯,環境 20~25 °C、自然氣流 < 0,5 m/s(嚴禁強制氣流);探針 a 接觸第二單元殼面(與最外極板接觸之壁)、b 置串列間隙空氣、c 距串列 100 mm 空氣(解析度 1 K,間隔 ≤ 0,25 h)。第一試以 n × 2,45 Vpc ± 0,01 Vpc 定壓充電,記錄升至單元 60 °C ± 1 K(探針 a)之時間或 168 h 後終溫(先到者停);冷卻後同一串列再以 n × 2,60 Vpc ± 0,01 Vpc 重複。敏感度須綜合升溫時間、40~60 °C 升溫速率、電流上升與電池對外氣溫差。
安全資訊 — 極高風險
本試驗刻意以 2,45 Vpc 及 2,60 Vpc 定壓過充使 VRLA 單元升溫,量測升至 60 °C 之時間以評估熱飛脫敏感度。試驗趨近熱失控邊界,殼體可能受熱變形、釋氣(H₂,視為氫氣)、電解液滲漏甚至殼體破裂;須具防護隔離、連續溫度與電流監控、過溫 / 過流自動切離。受測為鉛酸電池含稀硫酸具腐蝕性。試驗區自然氣流須 < 0,5 m/s,但量測人員不得長時間滯留升溫單元旁。
- 安全眼鏡
- 耐酸手套
- 隔熱手套
- 安全鞋
- 阻燃工作服
- 受測單元 6 個單體或 6 個單體電池組(依 §5.2 選樣)
- 試驗前實際容量 C_a ≥ C_rt(3 h 率,U_final 1,70 Vpc),已完全充電
- 以製造商技術文件指定之單元間連接片組裝;佈置已拍照、間距已記錄
- 環境溫度 20~25 °C;單元間自然氣流 < 0,5 m/s(嚴禁強制氣流)
- 溫度探針解析度 1 K、連續記錄(量測間隔 ≤ 0,25 h),電流連續監控(間隔 ≤ 0,25 h)
- 存在強制氣流(增強散熱使試驗條件失真)
- 探針位置不符 §6.18.6(a 接觸第二單元殼面 / b 串列間隙空氣 / c 距 100 mm 空氣)
- 無過溫 / 過流自動切離與防護隔離
本檢測為 IEC 60896-21:2004 §6.18 規定之**型式試驗**(VRLA),用於在可重現條件下比較不同設計之熱飛脫敏感度(非複製所有熱失控情境)。6 單元串聯,環境 20~25 °C、自然氣流 < 0,5 m/s(嚴禁強制氣流);探針 a 接觸第二單元殼面(與最外極板接觸之壁、位於相鄰兩單元間)、探針 b 置串列間隙空氣、探針 c 距串列 100 mm 空氣。第一試以 n × 2,45 Vpc ± 0,01 Vpc 定壓充電,記錄升至單元 60 °C ± 1 K(探針 a)之時間或連續充電 168 h 後之溫度(先到者停);冷卻後同一串列再以 n × 2,60 Vpc ± 0,01 Vpc 重複。敏感度不僅看升至 60 °C 之時間,亦看 40~60 °C 區間升溫速率、電流上升與電池對外氣溫差。
試驗接線圖
檢測四階段
型式試驗 (Type Test)
適用型式試驗。2,45 Vpc 與 2,60 Vpc 兩條件下升至 60 °C 之時間與升溫速率。
**準備(§6.18.1~6.18.6)** 1. 取 6 單體或 6 單體電池組(依 §5.2 選樣);C_a ≥ C_rt(3 h 率,1,70 Vpc)、完全充電。 2. 以製造商指定單元間連接片組裝、拍照並記錄間距。 3. 環境 20~25 °C、自然氣流 < 0,5 m/s(嚴禁強制氣流)。 4. 佈設探針(解析度 1 K,間隔 ≤ 0,25 h):a 接觸第二單元殼面(與最外極板接觸之壁、相鄰兩單元間)、b 串列間隙空氣、c 距 100 mm 空氣;電流連續監控。 **第一試 2,45 Vpc(§6.18.7~6.18.10)** 5. 以 n × 2,45 Vpc ± 0,01 Vpc 定壓充電(端電壓量測)。 6. 記錄升至探針 a 60 °C ± 1 K 之時間,或連續充電 168 h 後之溫度(先到者停)。 7. 開路冷卻至室溫,同一串列續行第二試。 **第二試 2,60 Vpc(§6.18.11~6.18.13)** 8. 以 n × 2,60 Vpc ± 0,01 Vpc 定壓充電。 9. 同法記錄升至 60 °C ± 1 K 之時間或 168 h 後之溫度(先到者停)。 **資料呈現(§6.18.14)** 10. 報告兩試之升溫時間 / 終溫,及探針 a/b/c 溫度與串列電流之曲線軌跡。
- 為比較性型式試驗,比較不同設計之熱飛脫敏感度
- 6 單元串聯,環境 20~25 °C、自然氣流 < 0,5 m/s(嚴禁強制氣流)
- 探針 a 接觸第二單元殼面、b 串列間隙空氣、c 距 100 mm(解析度 1 K,間隔 ≤ 0,25 h)
- 第一試 2,45 Vpc、第二試 2,60 Vpc,各至 60 °C ± 1 K 或 168 h(先到者停)
- 敏感度須綜合升溫時間 + 40~60 °C 升溫速率 + 電流上升 + 溫差
- 不宣稱複製所有導致熱失控之情境
執行頻率:型式試驗,每一設計 / 系列一次(含 2,45 與 2,60 Vpc 兩試)
來源:IEC 60896-21 (2004), Clause 6.18.8 / 6.18.9
維護試驗 (Maintenance)
不適用熱飛脫敏感度為工廠級比較性型式試驗(趨近熱失控邊界)。現場以浮充電流監視、單元 / 環境溫度量測、紅外線熱影像查核熱失控前兆(浮充電流異常上升 / 局部過熱),依場站維護規範,本標準未規範現場程序。
試驗設備
- 定壓直流充電電源 — 可定壓於 n × 2,45 Vpc 與 n × 2,60 Vpc ± 0,01 Vpc(端電壓量測)
- 溫度探針 + 連續記錄器 — 解析度 1 K,量測間隔 ≤ 0,25 h(探針 a/b/c)
- 電流量測 + 記錄 — 連續監控串列電流,間隔 ≤ 0,25 h
- 溫控低氣流環境 — 20~25 °C、自然氣流 < 0,5 m/s,無強制氣流
- 過溫 / 過流防護與隔離 — 熱失控時自動切離 + 防護屏障
相關名詞
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