HWS过程中,ARC能看到些什么?

发布于 2016-10-17 01:12

什么是 HWS?

HWS是(Heat Wait Seek)的缩写,也就是加热、等待、追踪过热三个过程。ARC 电池可靠性加速失控量热仪,透过重复的 HWS 循环,逐次搜寻电池是否开始发生不正常反应。当不正常的能量反应,被量热仪侦测到时,ARC会并自动进入过热量测模式。在过热模式启动之后,ARC会马上将样品槽变成一个理想的绝热系统,此时,不再有外部能量进入系统,ARC会一直将绝热系统维持到过热失控反应结束。

下图便是一个典型的 HWS 过程,开始执行 HWS 循环后,ARC加速失控量热仪,会一段一段地施以热量,并侦测是否有不寻常的反应出现。若没有不寻常反应发生,便继续下一个 HWS 循环。直到第四次循环,ARC发现电池升高的温度,超过系统给予的热,显然有不寻常的反应发生,因此系统自动进入过热模式,并启动绝热系统。到第五次 HWS 循环时,电池发生过热失控。

 

HWS Process
加热、等待、搜寻过热失控

ARC 能够提供什么资讯给研究者?

相较于 Samsung Galaxy Note 7 被新加坡实验室被拿去执行压力破坏实验的案例,ARC 属于完全不同等级的测量分析,ARC 能看到更多的细节,并从数据中找出真正的问题所在,消极地避免意外发生、或者更积极地从根本改善产品设计。新加坡实验室的案例,属于比较粗糙的实验,顶多只能说明,手机在某个不当压力的弯折下,会造成燃烧的结果罢了。这种粗糙的实验,并不能知道此时是发生电池内部短路、还是电池内部隔离膜破损,所造成的过热燃烧。ARC的HWS过程,才能真正看出问题所在。当然,ARC 也能够同时搭配其他电子控制、物理性操作,来进行实验。当然,也包含新加坡实验是那种施压、或甚至穿刺的实验。

以下列举几种 ARC 电池加速失控量热仪的功能,让您更进一步知道 ARC 加速失控量热仪,能为您提供那些有用的分析资讯:

A. 在时间轴上,电池从何时开始失控?在那个时间点,研究者可比对其他的控制资讯,便能得知在那个时间点,有哪个条件出现问题。

Exotherm onset and time
过热失控时间起始点

B. 充电放电过程、电压与温度的相对关系。可进一步改善软硬体与机构设计,设计失控防堵机制

Voltage against temperature
电压变化与温度的相对关系

C. 测量反应热,电池开始产生异常反应阶段的状况

Heat of reaction
反应热

D. 测量热膨胀温度 (温度与压力的关系),什么温度下,电池开始产生不寻常压力变化

Venting temperature
热膨胀起始温度

E. 隔离板、隔离膜融化温度

Separator melting temperature
隔离板、隔离膜融化温度

基于以上ARC 提供的观测方式,研究者可结合结合各式各样的电子方法或物理方法,模拟各种使用情境 (包含像新加坡实验室测试的施压压力实验),透过 HWS 与热分析的过程,进一步发现潜在的设计问题,并同时了解电池在各种自然或人为施予的条件下,其耐受极限,尽早在产品设计中避开这些潜在的风险。

Combination of Electric & Physical Conditions
结合其他电子控制或物理性测试条件