动力电池挤压针刺一体机PW-SA20D

产品概述

动力电池挤压针刺一体机用于模拟各类动力锂电池在运输，储存及使用过程中，电池遭受挤压或针刺的情形，人工呈现电池在遭受强大外力挤压时可能出现的不同状况；该设备在试验时一旦发生电池起火或爆炸时应能绝对保证人身安全和不对试验环境造成危害。

试验结果评定

单体蓄电池以不爆炸、不起火为合格。

依据标准

GB/T 31485-2015    《电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》

GB/T 31467.3-2015  《电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3 部分：安全性要求与测试方法》

QC/T 743-2006      《电动汽车用锂离子蓄电池》

QC/T 744-2006      《电动汽车用金属氢化物镍蓄电池》

GB　31241-2014  　 《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》

GB/T 18287 -2013   《蜂窝电话用锂离子电池总规范》

GB/T 8897.4-2008   《原电池第4部分锂电池的安全要求》

YD/T 2344.1-2011   《通信用磷酸铁锂电池组  第1部分：集成式电池》

GB/T 21966-2008    《锂原电池和蓄电池在运输中的安全要求》

YD 1268-2003       《移动通信手持机锂电池及充电器的安全要求和试验方法》

GB/T 19521.11-2005 《锂电池组危险货物危险特性检验安全规范》

YDB 032-2009       《通信用后备式锂离子电池组》

UL 1642:2012       《锂电池标准》

UL 2054: 2012      《家用和商用蓄电池组》

UN33(2012)       《关于危险货物运输的建议书—试验和标准手册》第三部分 

IEC62133-2012      《含碱性或非酸性电解液的蓄电池及蓄电池组 的安全要求》

IEC 62281: 2004    《锂原电池和蓄电池在运输中的安全要求》

IEC 60086: 2007    《原电池第4部分锂电池的安全要求》

设备安全性能

1、整机测试部分应置于独立的测试隔间中，隔间四周为实体墙，隔间门为防爆门，隔间

前后方应有2-3米的空地，控制器与测试部分分隔开来以达到安全测试的目的。 

2、试验机型式：三梁四柱螺母卧式机构，此结构优势显著，三梁四柱均为高度45#铸钢

件，具有足够强度和刚度；立柱表面镀铬增强了耐磨性能，工作空间宽敞，结构紧凑，

动作灵敏速度快，能耗小，噪音低。

3、最大挤压力：200kN。

4、操作系统：手动和自动两种操作模式；设备主体与控制台分离，可远距离操控，最大

限的保护测试人员的安全；

5、试验机结构分为内箱、外箱两部分；内箱材质: 高级不锈钢板(厚度为1.5mm)，不锈钢全周焊，同时内箱加贴具有耐高温及阻燃特性的铁氟龙胶布，在达到保护测试内箱的同时，也便于测试后的清理，铁氟龙胶布易更换；外箱材质: 冷轧钢板烤漆处理（厚度1.5mm）。 

6、箱体背后开有防爆门，安装防爆门锁，当箱内气压强度过大时（约30kgf），防爆门将会自动打开，能达到有效泄压泄爆的功能，防爆门易开易合，密封衔接良好，易于操作，防爆门后二米内为空地，不得堆放杂物；

7、前箱门为单门右开， 前箱门装有安全断电感应开关，当箱门打开时，设备控制部分断电不能启动，无法进行后续操作，只有当箱体门关闭后，方可启动控制程序进行后续操作，真正意义上起到防护作用。 

8、观测视窗：视窗大小为400*400mm， 结构为双层钢化玻璃，玻璃内外加不锈钢网，钢化玻璃厚度10mm， 双层可玻璃间加装方形防抛射网罩，在防护的同时，可观察内部测试情形。 

9、测试口：位于箱体侧面，方便外接电压、温度采集装置。

10、挤压夹具：异型挤压板，按照GB/T 31485-2015要求，标配一套挤压夹具。　

11、动力电池单体挤压板形式：按照GB/T 31485-2015要求，半径为75mm的半圆柱体，半圆柱体的长度大于被挤压电池的尺寸。 

12、挤压方向：垂直于蓄电池极板方向。

13、针刺夹具：按照GB/T 31485-2015标准要求，标配一套针刺夹具。

14、升降平台：用于放置电池的平台，可电动升降，高度调节为0~400mm, 最大载重量为400kg 。

15、照明设计：试验箱体内顶部装有一个LED防爆照明灯，易于更换。

16、设备设计有“急停”按钮，便于危急情况下的应急处理，按下“急停”按钮，机器停止所有动作，防止危害的发生。 

17、设备力量支撑部分： 设备底部装有固定的万向滚轮和用于水平校正的可调支撑脚； 

18、监控系统：测试箱中加装海康威视网络摄像机进行观测与记录，摄像头能清晰的拍摄出影像资料作为测试报告的一部分，摄像资料能够保存。同时摄像可通过网络实现远程监控和实时观察。

排风排烟及灭火系统 

1、箱体后部装有排气扇，直径200mm, 并有排风导筒，可外接抽风机，实现箱体内烟气快速排出；在试验时，需要首先开启外接的抽风机。

2、灭火系统：设备后方配有一个灭火器，被测电池着火，可在集成控制板上操作灭火装置进行灭火。

液压系统

1、液压系统：鸿鹏液压系统。

2、油压行程：500mm。

3、挤压速度：(5±1)mm/s , 运行速度可通过比例阀进行调节。

4、针刺速度：(25±1)mm/s , 运行速度可通过比例阀进行调节。

5、挤压力值：200kN（即20T）。

6、油箱材质：采用不锈钢板，可以有效防止长期使用中的腐蚀。　

安全保护系统

1、设备在控制面板上设计有紧急停止功能；

2、输入保护：欠压、过压、过流、缺相、过载停机保护；

3、输出保护：过压、过流，过载；

4、整机异常保护功能，整机漏电保护。

5、控制系统与测试箱体分开，让操作人员远离测试区域，最大限度的保护测试人员的人身安全。

6、以上设计保证整机运行安全、稳定、控制可靠，同时专业的测控系统让操作方便简洁。

挤压和针刺系统功能与特点

1、测试软件具有电压采集功能，根据单体蓄电池测试要求，直到蓄电池壳体破裂或电池内部

短路（蓄电池内部电压变为0V），会自动采集电池在测试过程中电压变化，当电压为零时，设备自动停止测试； 

2、根据动力电池测试要求，测试系统可实现先挤压至蓄电池模块尺寸的30%（即变形量），或设定某一压力值（如挤压力为200kN），当挤压测试达到设定力值时，设定保压时间也达到时，设备停止测试。

3、可实现根据压力、形变量、电压三种条件中任何一项条件对试样进行测试；

4、可实现三种测试模式任意组合条件作为控制变量的测试，即同时设置三个或两个测试条件，任意一个条件满足，设备即停止试验

5、测试系统可显示测试时的速度，也可在电脑软件中设置测试所需要的测试速度

6、电脑操作系统皆以windows对话框处理，可自行规划表格模式，全程记录测试数据，提供保存、比对和追踪。 

7、专用测试控制主板，可同时记录力值、位移、电压，控制主板会实时向电脑发出指令，控制界面对挤压的力值、温度、电压、速度、变形量实时记录与监控，方便数据生成报表或直接导出，控制主板操作方便。

8、 在测试过程中可通过采集电压信号来控制测试的功能，在电池测试过程中电压会发生变化，在测试系统中输入设定一个规定的电压值，系统输出信号，在达到设定电压值时挤压测试停止。

9、具有测试清零、预紧力清零选项，方便满足不同行业的测试需求，报表完全采用WORD报表模板,表格图片程序会自动套用模板的格式进行替换，格式更自由，测试界面简洁明了。 

挤压和针刺测试软件主界面概述

1、4个区域分别是曲线区域、实时采集数据区域、控制板区域和测试数据区域，此系统将力值、变形量、电压汇总在一个测试界面中显示；

2、数据区域可以隐藏；

3、测试设置，曲线选择以及报表打印储存；

4、测试设置内容包括：试样信息，控制方案，试验完成判据等常用信息；

5、运动速度可以在测试板上快速的设置（适用于有速度要求的测试）；

6、可以使用快捷键控制机台运动；

7、数据库中的数据可以人工选择性删除；

8、数据库中的数据自动计算统计值，最大值、最小值、平均值、标准偏差、变异系数等；

主要技术参数

1、驱动方式：液压驱动；

2、压力控制：电磁比例阀控制；

3、最大挤压力：200kN（即20吨）

4、可测试最大电池尺寸：：500×500×500mm

5、油钢最大行程：500mm 

6、挤压速度：（5±1）mm/s

7、力值显示：电脑屏显示控制主板界面显示；

8、传感器分辨率：1/1000；

9、力值显示精度：±0.1%

10、单位转换： kgf ,lbf ,N, kN； 

11、位移精度：0.01 mm；

12、位移控制精度：±1%；

13. 电压显示精度：±0.2%FSR

14、数据采样频率： 100 次/秒；

15、压力保持时间：0～9999s 内可任意设定

16、讯号传输方式：RS 232 串口或USB2.0 高速传输串口；

17、挤压方向: 垂直于蓄电池极板方向或蓄电池单体排列方向施压

18、挤压板配置明细:

a.挤压头：半径为75mm 的半圆柱体，半圆柱体的长度大于被挤压电池的尺寸；

b.挤压板数量：一套（依据标准单体模块电池挤压板要求制造）；

c. 挤压板材质为高硬度镀络钢；

19、 挤压程度：单体蓄电池挤压至电压0V 或变形达到30%或挤压力达到200kN 后停止挤压(以最先达到为准)，观察1h。 

20、测试孔:直径50mm加测试孔盖，可外接数据采集系统，可采集电池表面温度，电流，电压参数，并可输出并记录存储数据，导出为EXCEL格式并生成曲线图；

21、针刺最大行程： 500mm（含钢针长度）   

22、针刺速度：(25±5)mm/s  ； 

23、数据采样频率：100 次/秒； 

24、针刺测试时间设置：0～9999s 内可任意设定 

25、设备运行方向：从右至左进行刺穿（卧式结构,基于从厚度方向穿刺） 

26、针刺方向:从垂直于蓄电池极板的方向贯穿（钢针停留在蓄电池中），观察 1 小时； 

27、耐高温钢针规格：φ6mm、φ7mm、φ8mm、φ9mm、φ10mm有效长度为100mm，每种各 2 支，

28、试样夹持方式：手动夹持；  

29、外型尺寸（约） ：2200x1500x 1700mm （长x宽x高）；

30、机台重量 ：约3吨；

31、使用电源 ：380V， 50HZ， 20kW；