Câmara de altitude da bateria

Estresse ambiental em grandes altitudes sobre as células da bateria

Testar a fundo um sistema de armazenamento de energia para máquinas voadoras, sondas aeroespaciais de alta altitude ou caminhões de transporte pesado subindo íngremes desfiladeiros exige muito mais do que um gabinete ambiental básico. 

Em nossa Câmara de Altitude para Baterias Worldoftest de nível industrial (série SM-VTH), as células são submetidas a altitudes simuladas de até 45,000 metros, onde a pressão atmosférica ambiente cai para um valor surpreendentemente baixo de 0.5 kPa (500 Pa). Esse ambiente de teste extremo desencadeia uma série de reações físicas e mecânicas que podem danificar completamente a estrutura interna de uma bateria.

Inchaço celular e deformação mecânica

Quando o ar externo se torna extremamente rarefeito, a pressão interna retida dentro de uma célula selada (especialmente células flexíveis tipo bolsa) começa a se expandir para fora sob intensa tensão mecânica. A integridade estrutural se degrada significativamente quando essa enorme diferença de pressão se torna predominante, levando a graves consequências internas:

• Separação de eletrodos: O inchaço severo puxa fisicamente os eletrodos internos, afastando-os ainda mais.
• Desequilíbrio eletrolítico: O inchaço da célula prejudica severamente a forma como o eletrólito químico úmido reveste os componentes internos.
• Degradação elétrica: A sua bateria perde a capacidade de reter carga muito mais rapidamente do que o normal, e a sua resistência elétrica interna aumenta drasticamente.
   

Fuga Térmica e Dinâmica da Combustão

Em altitudes onde aviões comerciais voam, praticamente não há oxigênio respirável. Embora se possa presumir que menos oxigênio signifique que um incêndio em uma bateria não queimará com tanta intensidade ou terá uma aparência tão assustadora, a grave falta de oxigênio altera completamente a composição química do fogo:

• Intensidade da chama atenuada: A intensidade visível da chama e as temperaturas máximas de combustão diminuem consideravelmente.
• Emissões de gases perigosos: Em vez de queimar de forma limpa, a bateria defeituosa começa a liberar uma nuvem altamente concentrada e perigosa de gases tóxicos e altamente inflamáveis, como monóxido de carbono e vapores de hidrocarbonetos.
• Risco para a segurança da aviação: Saber exatamente como essa mudança química ocorre é absolutamente imprescindível para garantir a segurança dos passageiros dentro da cabine selada de um avião. Sério, que comitê de segurança de voo aprovaria um sistema de armazenamento de energia que não tivesse sobrevivido a esse teste ambiental específico?

Metodologias de teste da série SM-VTH

Ao combinar um sistema de evacuação a vácuo de alta capacidade, controles térmicos de alta precisão que permitem uma transição rápida de -70°C (congelante) para +180°C (escaldante) (com uma flutuação excepcionalmente pequena de ±0.5°C) e controles precisos de umidade relativa que variam de 20.0% a 98.0% UR, a Câmara de Altitude para Baterias permite que os engenheiros executem protocolos de teste incrivelmente cruciais.

Testes de desempenho aeronáutico e descompressão rápida

Se você quer que sua bateria atenda às normas militares e aeronáuticas extremamente rigorosas, como DO-160, ASTM e MIL-STD-781/-810, você precisa submetê-la ao ambiente violento de um voo real. Dentro desta câmara de testes com isolamento reforçado, simulamos esses eventos repentinos e aterrorizantes de despressurização da cabine, reduzindo a pressão para 1 kPa em apenas 30 minutos.

• Rastreamento de tensão: Monitore atentamente a ocorrência de quedas repentinas de tensão ou fluxos de corrente instáveis.
• Verificações de capacidade: Monitore a perda de capacidade de armazenamento elétrico durante mudanças repentinas de pressão.
• Integridade do selo: Certifique-se de que as vedações estruturais das suas mochilas suportem quedas repentinas e catastróficas na pressão da cabine antes mesmo de elas saírem do solo.
   

Testes de fuga térmica em ambientes despressurizados

Avaliar como uma célula de lítio falha sob temperaturas abaixo de zero e alto vácuo combinados é crucial para a validação de segurança. Ao aplicar uma fonte de calor externa ou iniciar uma sobrecarga elétrica de alto risco enquanto a câmara é esvaziada de ar, é possível levar uma célula a um evento de fuga térmica.

• Observação Segura: Como construímos essas câmaras com chapas de aço laminado a frio de 10 mm de espessura para serviço pesado, você obtém um ambiente altamente seguro e protetor para monitorar e registrar a falha com segurança.
• Obtenção de Dados Críticos: Capture facilmente a velocidade com que o calor se dissipa, a violência da explosão física e o comportamento do fogo químico sob baixa pressão atmosférica.
   

Envelhecimento climático acelerado e testes de durabilidade

As baterias instaladas em carros elétricos que sobem montanhas ou que realizam voos sem escalas envelhecem de forma muito diferente das unidades de armazenamento de energia padrão operadas ao nível do mar em temperaturas estáveis. Os modelos, desde o nosso compacto de 250L até o nosso enorme de 2000L, permitem que você execute perfis de teste contínuos e de alta exigência:

• Estresse contínuo: Submeter as células da bateria a ciclos contínuos sob condições de baixa pressão constante.
• Variações bruscas de temperatura: Utilize compressores premium Bitzer ou Tecumseh para elevar rapidamente a temperatura do ponto de congelamento ao ponto de ebulição.
• Flutuações de umidade: Alterne entre condições extremamente secas e ambientes altamente úmidos e com gotejamento para determinar com precisão a vida útil operacional.