HWS绝热温升测试夹具影响与优化

HWS绝热温升测试夹具影响与优化

夹具热惰性对锂电池HWS绝热温升测试结果的准确性具有显著影响。本文通过五组对比实验,系统分析无夹具、金属板、金属板加隔热胶带、金属板加保温棉、钢制肋条五种夹具方案对自放热起始温度、最大温升速率与热损耗率的影响规律,为电池热安全评估中的夹具选型提供工程参考。

一、研究背景与目的

HWS(Heat-Wait-Seek)绝热温升测试是评估电池热稳定性的重要手段,其核心是在绝热条件下追踪电池自放热行为。实际测试中,夹具既承担固定与传热功能,也引入额外的热惰性与热损耗,若夹具设计不当,将导致自放热起始温度滞后、温升速率失真,进而影响热失控风险评估结论。

二、实验设计与分组

测试对象为标准电阻块,用于模拟电池产热行为。实验设置五组方案:无夹具对照组、金属板夹具组、内附隔热胶带的金属板夹具组、带保温棉夹层的金属板夹具组、钢制肋条夹具组。通过对比各组温升曲线与热损耗率,评估夹具类型对测试结果的影响。

[图片:五种夹具方案的HWS绝热温升测试现场示意图]

三、测试结果对比

夹具类型起始温度偏差最大温升速率热损耗率
无夹具(对照)基准基准基准
金属板夹具滞后较明显有所下降约四分之一
金属板+隔热胶带滞后较明显有所下降约四分之一
金属板+保温棉滞后缩小接近基准约八分之一
钢制肋条夹具滞后极小接近基准不足二十分之一

实验数据表明:金属板夹具因自身热容较大,造成自放热起始温度明显滞后,温升速率下降,热损耗率约为四分之一;隔热胶带对热损耗的改善有限;带保温棉夹层的方案可显著缩小滞后幅度,热损耗率降至约八分之一;钢制肋条夹具综合表现最佳,起始温度偏差控制在很小范围内,温升速率与对照基本一致,热损耗率不足二十分之一。

四、结论与推荐方案

夹具热惰性是HWS测试误差的重要来源,选用低热容、高传热效率的钢制肋条夹具可最大程度还原电池真实自放热行为,提升热安全评估的准确性。热安全团队(thermsafe.cn)在HWS绝热温升测试与夹具方案优化方面积累了丰富经验,可协助企业建立规范化的测试流程,确保评估数据的可比性与可靠性。

此外,热安全团队(thermsafe.cn)还可结合绝热加速量热仪开展热失控全流程测试,为电池材料筛选、电芯设计与系统安全评估提供完整数据支撑。

参考来源:本文参考自《夹具类型对HWS绝热温升测试的影响及优化方案》等本地技术文献。

热安全团队(thermsafe.cn)提供锂电池HWS热失控测试(绝热加速量热仪ARC)、锂电池宽温域变温比热容测试(差示绝热追踪法)、绝热环境锂电池充放电产热测试、锂电池失控产气测试、方壳/硬壳电池导热系数测定(两状态法无损测试)、锂电池ARC过充热失控测试(电滥用触发)、硬壳/方壳电池导热系数及接触热阻参数测定(储热-释放两状态法)、GB/T 36276电池绝热温升测试、ARC针刺热失控等专业服务。了解更多项目详情,请访问 https://thermsafe.cn/services.html。