Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp điện tử, tất cả các loại sản phẩm điện tử và sản phẩm điện đã dần trở thành công cụ không thể thiếu để mọi người sử dụng, và pin liên quan chặt chẽ đến chúng đã dần thu hút sự chú ý của mọi người. Trong số đó, sự an toàn của chính pin là trọng tâm của sự chú ý. Một loại pin có nguy cơ an toàn tiềm ẩn sẽ trở thành quả bom hẹn giờ xung quanh mọi người bất cứ lúc nào, gây nguy hiểm cho tính mạng của mọi người. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự an toàn của pin và nhiệt độ cao và áp suất cao sinh ra trong pin có liên quan trực tiếp đến các yếu tố sinh nhiệt. Có nhiều yếu tố sinh nhiệt. Một thử nghiệm va đập nhất định sẽ sinh ra nhiệt bên trong pin và nó cũng có thể phát hiện khả năng chống va đập của pin và trạng thái ổn định sau đó của pin. Do đó, thử nghiệm va đập mạnh là một mục thử nghiệm quan trọng trong việc phát hiện an toàn của pin.

1. Tiêu chuẩn thử nghiệm

Trong quá trình thử nghiệm an toàn pin, UL 1642, UN 38.3, IEC 62133-2012, SJ / T 11169-1998, YD 1268-2003, SJ / T 11170-1998 và các tiêu chuẩn thử nghiệm khác có các yêu cầu thử nghiệm cụ thể khác nhau đối với thử nghiệm khả năng chống va đập của pin, nhưng nguyên tắc cơ bản là giống nhau. Hai búa thử nghiệm va đập nặng (lần lượt là 10 kg và 91 kg) chủ yếu được sử dụng để tiến hành thử nghiệm va đập rơi tự do vào pin.

Sau khi pin được sạc đầy theo phương pháp thử nghiệm được chỉ định trong tiêu chuẩn, pin được đặt trên bề mặt của bệ, và thanh kim loại có đường kính 158 + 0,2 mm hoặc 8 mm được đặt trên bề mặt trên của tâm hình học của pin. Một vật nặng có khối lượng 9,1 + 0,1 kg hoặc 10 kg được sử dụng để tác động vào bề mặt của pin bằng thanh kim loại từ độ cao 610 mm ± 25 mm và quan sát xem nó có phát nổ không.

Thử nghiệm va đập mạnh có hai ý nghĩa. Một là năng lượng tiềm tàng của búa 9,1 kg từ độ cao 610 mm được chuyển thành động năng sau khi rơi tự do và tác dụng vào pin, tức là thanh tròn có đường kính 158 mm sẽ đập vào pin ngay lập tức sau khi đạt được động năng, và các mảnh điện cực dương và âm bên trong pin sẽ bị ép ngay lập tức. Nếu bộ tách không thể cô lập hiệu quả các điện cực dương và âm tại thời điểm này, nó sẽ gây ra hiện tượng đoản mạch ở các điện cực dương và âm, điều này sẽ kích hoạt phản ứng tỏa nhiệt bên trong pin, do đó gây ra sự mất an toàn. Một ý nghĩa khác là để kiểm tra xem pin có bị biến dạng không.

Trọng lượng của búa nặng trong mỗi tiêu chuẩn chủ yếu là 9,1 kg, chỉ có tiêu chuẩn YD 1268 là 10 kg. Chiều cao va chạm cũng là rơi tự do từ độ cao 610 mm, đường kính của thanh kim loại khoảng 158 hoặc 79 mm. Thời gian quan sát thường là 6 giờ.

2. Yêu cầu thiết kế

Các yêu cầu thiết kế của máy thử nghiệm va đập mạnh bao gồm các điểm sau:

Đầu tiên, quá trình va chạm sẽ loại bỏ lực cản của dây thừng, độ chính xác của chiều cao nâng sẽ loại bỏ lực cản của dây thừng;

Thứ hai, thiết bị điện từ hút, nâng búa nặng, chiều cao nâng của búa nặng có thể kiểm soát được và hoạt động điều khiển từ xa, v.v.

Thứ ba, thiết bị bảo vệ an toàn, chức năng chống cháy nổ, thiết bị xả khói tự động, v.v. Vì tác động của vật nặng chủ yếu là để quan sát xem pin lithium có phát nổ hay không, nên dễ gây ra thương tích do nổ trong quá trình thử nghiệm. Do đó, cần thiết kế chức năng chống cháy nổ và quan sát; Thứ tư, hệ thống yêu cầu thành phần đơn giản, chi phí thấp và phổ biến tốt.

3. Thiết kế và sơ đồ kỹ thuật

Trong quá trình thử nghiệm va đập mạnh vào pin, cần phải nâng một vật nặng nhất định lên một độ cao nhất định. Sau khi thực hiện một loạt các quá trình như tách nhanh, rơi tự do và va chạm thẳng, hiện tượng thay đổi của pin sau khi va chạm được quan sát để xác định hiệu suất an toàn của pin.

Thiết bị kiểm tra va chạm vật nặng truyền thống chủ yếu được hoàn thành bằng lực kéo của dây thừng. Vật nặng được nâng lên một độ cao nhất định bằng lực kéo của động cơ, sau đó dây kéo được ngắt kết nối nhanh chóng. Vật nặng rơi tương đối tự do với dây kéo để tác động vào pin. Máy kiểm tra va chạm vật nặng mới sử dụng nam châm điện để hấp thụ vật nặng, nâng vật nặng thông qua thanh vít, sau đó cắt nguồn điện để khử từ, để vật nặng có thể nhanh chóng tách ra và rơi hoàn toàn xuống để tác động vào mẫu pin.

3.1 Cấu trúc và nguyên tắc thử nghiệm

Thân máy chủ bao gồm khung, hộp, hộp điều khiển và các bộ phận nâng. Hộp được làm bằng vật liệu chống cháy nổ và cửa sổ quan sát được để lại trên cửa chống cháy nổ phía trước. Giá đỡ bao gồm tấm đáy, tấm đỉnh và thanh dẫn hướng nâng, và tấm đỉnh được cố định phía trên tấm đáy thông qua thanh dẫn hướng nâng: tấm đáy được cung cấp một bộ phận đặt để đặt pin cần thử nghiệm; hộp được cung cấp một trọng lượng để thử nghiệm tác động của pin và cụm thử nghiệm được lắp trên giá đỡ để hút và nhả trọng lượng được cung cấp một trọng lượng, Một cụm nâng được bố trí phía trên cụm thử nghiệm và một cụm nắn thẳng được bố trí phía trên ống đặt ở phía dưới giá đỡ: cụm nâng được lắp ở phía trên giá đỡ; cụm thử nghiệm được bố trí giữa cụm nâng và cụm nắn thẳng, và chuyển động lên xuống của cụm này được điều khiển bởi cụm nâng; Cụm thử nghiệm, cụm nâng và cụm dương đều được kết nối với hộp điều khiển và được điều khiển bởi hộp điều khiển.

Máy kiểm tra sử dụng điện và áp suất không khí làm nguồn điện, phòng thí nghiệm thường có nguồn điện và không khí. Sử dụng điện và không khí làm nguồn điện có thể giảm chi phí và bảo vệ môi trường.

Quy trình vận hành cụ thể như sau: nhấn nút hút, trọng lượng sẽ được nam châm điện hút, nhấn nút nâng, trọng lượng sẽ được nâng lên độ cao quy định, nhấn nút “thả” trên bảng điều khiển, nam châm điện sẽ tắt nguồn và trọng lượng sẽ được thả: trọng lượng sẽ rơi tự do vào khu vực thử nghiệm, lúc này, trọng lượng sẽ nghiêng và không thể hút lại được, và cần phải nhấn nút “xe thẳng đứng”, Nhấn nút “xuống” trên bảng điều khiển để hạ cấu trúc nâng xuống độ cao có thể hút trọng lượng. Sau đó nhấn nút “hút” một lần nữa, bàn là điện từ sẽ được cấp điện và trọng lượng sẽ được hút lại để thử nghiệm.

3.2 Thiết kế an toàn

(1)Thiết bị an toàn chống rơi ra ngoài búa tạ. Khi xác nhận búa nặng đã được hút, kẹp an toàn sẽ được kẹp để ngăn búa nặng rơi ra ngoài một cách tình cờ trong trường hợp mất điện đột ngột hoặc các điều kiện không chuẩn bị khác.

(2) Thiết kế bảo vệ giới hạn của công tắc tiệm cận và công tắc hành trình. Khi chiều cao của búa tăng lên đến chiều cao quy định, nó sẽ tự động dừng lại khi chạm vào công tắc tiệm cận. Chiều cao va chạm được xác định bằng cách điều chỉnh vị trí của công tắc tiệm cận. Nếu chiều cao nâng quá cao, thiết bị nâng sẽ nhấn công tắc hành trình trên thiết bị, sau đó thiết bị nâng sẽ dừng lại để bảo vệ động cơ.

3.3 Điểm cải tiến của thiết bị

Các điểm cải tiến bao gồm hai khía cạnh sau: một mặt, máy kiểm tra va chạm vật nặng mới có các đặc điểm của “điện từ”, “kéo không dây” và “tự động thiết lập lại”;

Mặt khác, hệ thống có thể được kẹp bằng kẹp an toàn khí nén để ngăn búa rơi ra trong trường hợp mất điện đột ngột.

4.Kết luận

Sau khi thiết bị được chế tạo, tính tiện lợi và độ chính xác của thử nghiệm va chạm trọng lượng pin có thể được cải thiện hơn nữa. Khi thiết bị được thiết kế, mối nguy hiểm trong quá trình thử nghiệm pin được xem xét đầy đủ. Do đó, sự an toàn của thiết bị là trọng tâm của thiết kế này. Thiết bị áp dụng bảo vệ an toàn theo nhiều phương pháp, với cấu trúc đơn giản, công nghệ xử lý đơn giản và vận hành dễ dàng. Thiết bị này đã được cấp bằng sáng chế và thử nghiệm va chạm trong quá trình phát hiện thực tế đã chứng minh rằng nó có tính thực tiễn mạnh mẽ và có giá trị tham chiếu tốt trong kiểm tra và ứng dụng cơ học.