HWS過程中,ARC能看到些什麼?

發佈:2016-10-17, 週一

甚麼是 HWS?

HWS是(Heat Wait Seek)的縮寫,也就是加熱、等待、追蹤過熱三個過程。ARC 電池可靠性加速失控量熱儀,透過重複的 HWS 循環,逐次搜尋電池是否開始發生不正常反應。當不正常的能量反應,被量熱儀偵測到時,ARC會並自動進入過熱量測模式。在過熱模式啟動之後,ARC會馬上將樣品槽變成一個理想的絕熱系統,此時,不再有外部能量進入系統,ARC會一直將絕熱系統維持到過熱失控反應結束。

下圖便是一個典型的 HWS 過程,開始執行 HWS 循環後,ARC加速失控量熱儀,會一段一段地施以熱量,並偵測是否有不尋常的反應出現。若沒有不尋常反應發生,便繼續下一個 HWS 循環。直到第四次循環,ARC發現電池升高的溫度,超過系統給予的熱,顯然有不尋常的反應發生,因此系統自動進入過熱模式,並啟動絕熱系統。到第五次 HWS 循環時,電池發生過熱失控。

 

HWS Process
加熱、等待、搜尋過熱失控

ARC 能夠提供甚麼資訊給研究者?

相較於 Samsung Galaxy Note 7 被新加坡實驗室被拿去執行壓力破壞實驗的案例,ARC 屬於完全不同等級的測量分析,ARC 能看到更多的細節,並從數據中找出真正的問題所在,消極地避免意外發生、或者更積極地從根本改善產品設計。新加坡實驗室的案例,屬於比較粗糙的實驗,頂多只能說明,手機在某個不當壓力的彎折下,會造成燃燒的結果罷了。這種粗糙的實驗,並不能知道此時是發生電池內部短路、還是電池內部隔離膜破損,所造成的過熱燃燒。ARC的HWS過程,才能真正看出問題所在。當然,ARC 也能夠同時搭配其他電子控制、物理性操作,來進行實驗。當然,也包含新加坡實驗是那種施壓、或甚至穿刺的實驗。

以下列舉幾種 ARC 電池加速失控量熱儀的功能,讓您更進一步知道 ARC 加速失控量熱儀,能為您提供那些有用的分析資訊:

A. 在時間軸上,電池從何時開始失控?在那個時間點,研究者可比對其他的控制資訊,便能得知在那個時間點,有哪個條件出現問題。

Exotherm onset and time
過熱失控時間起始點

B. 充電放電過程、電壓與溫度的相對關係。可進一步改善軟硬體與機構設計,設計失控防堵機制

Voltage against temperature
電壓變化與溫度的相對關係

C. 測量反應熱,電池開始產生異常反應階段的狀況

Heat of reaction
反應熱

D. 測量熱膨脹溫度 (溫度與壓力的關係),甚麼溫度下,電池開始產生不尋常壓力變化

Venting temperature
熱膨脹起始溫度

E. 隔離板、隔離膜融化溫度

Separator melting temperature
隔離板、隔離膜融化溫度

基於以上ARC 提供的觀測方式,研究者可結合結合各式各樣的電子方法或物理方法,模擬各種使用情境 (包含像新加坡實驗室測試的施壓壓力實驗),透過 HWS 與熱分析的過程,進一步發現潛在的設計問題,並同時了解電池在各種自然或人為施予的條件下,其耐受極限,盡早在產品設計中避開這些潛在的風險。

Combination of Electric & Physical Conditions
結合其他電子控制或物理性測試條件