湖北高空低氣壓試驗箱在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用分析如下:
1. 確保產(chǎn)品在高空環(huán)境下的穩(wěn)定運行
2. 評估產(chǎn)品密封性與防泄漏能力
3. 測試航天器件的結(jié)構(gòu)強度和材料耐久性
4. 推動航空航天技術(shù)的發(fā)展和進步
模擬高空環(huán)境:高空低氣壓試驗箱用于模擬新能源電池在高高原地區(qū)及機場的應(yīng)用環(huán)境,研究其在高海拔低氣壓環(huán)境下的循環(huán)性能及老化機制。
電池性能影響分析:通過在不同氣壓環(huán)境下對NCM523軟包鋰離子電池進行老化行為分析,研究低氣壓對電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電化學(xué)特性的影響,包括電池健康狀態(tài)、直流放電內(nèi)阻、電化學(xué)阻抗、容量增量及微分電壓曲線等參數(shù)。
加速老化進程:研究表明,60 kPa低氣壓環(huán)境加速了鋰離子電池老化進程,電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)受低氣壓應(yīng)力影響,導(dǎo)致電池歐姆阻抗和電荷轉(zhuǎn)移阻抗增加,鋰脫嵌反應(yīng)受限,電池界面動力學(xué)衰退。
循環(huán)容量衰減:由于電池阻抗增大,導(dǎo)致以正極活性鋰離子損失主導(dǎo)的循環(huán)容量加速衰減,電池健康狀態(tài)衰減率較常壓工況高3.08%。
熱安全特性影響:研究了NCM疊片式軟包鋰離子電池在60 kPa低氣壓環(huán)境下循環(huán)老化對電池?zé)岚踩匦缘挠绊?,通過過充、短路、針刺實驗證明受低氣壓循環(huán)老化后的電池更易觸發(fā)熱失控。
高空模擬試驗箱設(shè)計:電池高空(低氣壓)模擬試驗箱按照標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計,滿足多項國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn),模擬電池在高空運輸中可能出現(xiàn)的低氣壓環(huán)境中的貯存狀態(tài)。
技術(shù)參數(shù)與操作:設(shè)備主要特點包括自動控制試驗周期,全程監(jiān)控箱內(nèi)氣壓變化,實現(xiàn)試驗的自動終止。設(shè)備由箱體、內(nèi)膽、抽真空系統(tǒng)等組成,具備良好的密封性和操作簡便性。
安全保護與觀察:設(shè)備內(nèi)裝預(yù)過壓的安全裝置,使用減壓閥實現(xiàn)過壓的安全保護,并具備報警功能。箱體門上帶有鋼化玻璃觀察窗,用戶能清楚地觀察箱內(nèi)部。
低氣壓試驗重要性:低氣壓試驗是確定元件、設(shè)備或其他產(chǎn)品在貯存、運輸和使用中對低氣壓環(huán)境的適應(yīng)性的重要測試,對于密封產(chǎn)品的外殼會產(chǎn)生一個壓力,影響產(chǎn)品的機械和電氣性能。
鋰電池低氣壓試驗方法:在環(huán)境溫度(20±5℃)下,將試驗電芯或電池放入電池低壓試驗箱中,將箱體內(nèi)的壓力調(diào)到等于或低于11.6千帕(模擬海拔15240m),電芯或電池在箱體內(nèi)存放至少6小時,要求不起火,不爆炸,不泄露。
環(huán)境適應(yīng)性測試:船舶在實際運行中會面臨各種復(fù)雜的氣候和環(huán)境條件,包括不同的氣壓變化。高空低氣壓試驗箱能夠模擬這些環(huán)境,測試船舶產(chǎn)品在不同海拔高度的低氣壓環(huán)境下的性能表現(xiàn)和適應(yīng)性。
評估產(chǎn)品密封性能:低氣壓環(huán)境對船舶產(chǎn)品的密封性能提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。通過高空低氣壓試驗箱,可以檢驗船舶產(chǎn)品的密封結(jié)構(gòu)是否能夠有效阻止外部氣體侵入或內(nèi)部氣體泄漏,確保產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下的氣密性。
材料性能測試:針對船舶中使用的關(guān)鍵材料,進行低氣壓環(huán)境下的拉伸、壓縮、彎曲等力學(xué)性能測試,以及耐候性、耐腐蝕性等環(huán)境適應(yīng)性測試。這些測試有助于了解材料在環(huán)境下的性能變化規(guī)律。
長期穩(wěn)定性測試:將船舶產(chǎn)品置于模擬的低氣壓環(huán)境中進行長時間運行測試,以評估其長期穩(wěn)定性和可靠性。通過定期檢測產(chǎn)品的各項性能指標(biāo),分析其在長時間低氣壓環(huán)境下的性能變化趨勢。
支持產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定與驗證:利用高空低氣壓試驗箱進行的大量模擬試驗數(shù)據(jù),可以為相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供科學(xué)依據(jù),同時驗證新產(chǎn)品是否滿足既定的標(biāo)準(zhǔn)要求。
促進技術(shù)創(chuàng)新與研發(fā):模擬高空低氣壓試驗為科研人員提供了寶貴的研究平臺和數(shù)據(jù)支持,有助于推動新材料、新技術(shù)、新工藝的研發(fā)與應(yīng)用。
可靠性驗證:根據(jù)中國船級社《智能船舶規(guī)范》的要求,智能航行系統(tǒng)的場景感知系統(tǒng)和自主航行系統(tǒng)的設(shè)備和部件應(yīng)具有充分的可靠性。高空低氣壓試驗箱在此過程中起到關(guān)鍵作用,以大程度降低故障發(fā)生的幾率。