Câmara de Ensaio de Temperatura e Umidade para Testes de Confiabilidade de Células de Bateria

Câmara de Teste de Temperatura e Umidade - TOB-TH-80C

Espaço útil de 80 L, -40 a +150 °C e 20 a 98 %RH, com correntes à prova de explosão, saída de fumaça e alarme tricolor para testes de células

Visão Geral do Produto e Aplicações Ideais

Uma câmara de teste de temperatura e umidade reproduz o clima que um produto enfrentará em serviço, a uma temperatura e umidade que o laboratório consegue manter dentro de uma tolerância estipulada, para que qualquer falha possa ser atribuída ao produto em vez do clima. A TOB-TH-80C é uma câmara de 80 litros para células, peças automotivas, produtos elétricos e eletrônicos, componentes e materiais. Ela executa perfis de alta temperatura, baixa temperatura, ciclagem de temperatura alta-baixa e calor úmido, seja como qualificação baseada em normas ou como triagem de produção contínua.

Ela cobre de -40 a +150 °C e 20 a 98 %RH, com temperatura mantida a uma flutuação de ±0,5 °C e desvio de ±2,0 °C, umidade mantida a uma flutuação de ±2 %RH e um gradiente de temperatura não superior a ±1 °C em todo o espaço útil após a estabilização das condições. O aquecimento tem média de 1 a 3 °C por minuto e o resfriamento de 0,7 a 1 °C por minuto em toda a faixa, ambos não lineares e informados sem carga.

O que diferencia este gabinete de uma câmara climática de uso geral é o que acontece quando uma célula falha. A porta possui duas correntes à prova de explosão, a câmara conta com uma porta de exaustão de fumaça e uma lâmpada de alarme tricolor no painel, e uma porta de equilíbrio de pressão mecânica abre sozinha assim que a pressão interna atinge seu ponto de ajuste, para que o gabinete nunca precise resistir ao evento como um vaso de pressão vedado. Duas prateleiras isoladas e um único furo de teste de 50 mm com bucha de silicone e tampa de aço inoxidável completam o espaço de trabalho.

Ideal para:

• Fabricantes de células e laboratórios de teste que realizam exposição a altas e baixas temperaturas, ciclagem de temperatura ou calor úmido em células de íon-lítio, íon-sódio e estado sólido
• Validação de módulos e peças automotivas, onde um componente precisa resistir ao mesmo perfil do veículo em que está instalado
• Produtos elétricos e eletrônicos, componentes e materiais testados de acordo com as condições de teste de tipo GB/T 2423
• Grupos de P&D que avaliam novas químicas quanto à perda de capacidade, degradação da SEI e evolução de gás em uma varredura de temperatura
• Controle de qualidade de recebimento e em processo, onde o mesmo perfil é repetido em cada lote e a câmara precisa mantê-lo sem supervisão durante a noite
• Fornecedores de materiais, revestimentos e separadores que precisam de um clima controlado em vez de uma estufa de bancada

Esta é uma câmara de clima constante, não uma câmara de choque térmico. Ela se desloca entre pontos de ajuste a 1 a 3 °C por minuto no aquecimento e 0,7 a 1 °C por minuto no resfriamento, que é a velocidade correta para uma imersão de qualificação e para o calor úmido; não é uma máquina de transferência de ar de duas zonas e não fornecerá a transição em escala de segundos de um teste de choque térmico. Se a sua norma exigir uma transferência rápida entre duas temperaturas fixas, o testador de ciclagem de temperatura para testes de segurança de baterias é o instrumento mais adequado.

TOB-TH-80C no piso de teste: 650 mm de largura, 1650 mm de altura e 1270 mm de profundidade, suportada sobre quatro rodízios com trava.

Informe-nos o formato da célula, a massa da sua carga de teste e a norma que você está qualificando, e confirmaremos o volume da câmara, o layout das prateleiras e a configuração do furo de teste antes de você fazer o pedido.

Especificações Completas

As tabelas abaixo representam a câmara tal como é construída, não um resumo de catálogo. Os dados de capacidade e utilidades aparecem primeiro, depois temperatura, umidade, construção e, por fim, as normas de onde os perfis foram extraídos. Cada valor nominal é cotado sob as condições de teste declaradas na primeira tabela — espaço útil vazio, sem peso de espécime e sem carga térmica de espécime —, porque uma câmara que atinge um ponto de ajuste com 20 kg de células em seu interior e outra que o atinge vazia são duas máquinas diferentes.

1. Capacidade, Dimensões e Utilidades

Dentro do espaço de trabalho de 400 mm de largura, 500 mm de altura e 400 mm de profundidade: paredes de SUS 304 de 1,0 mm, duas prateleiras isoladas com capacidade nominal acima de 20 kg cada, e o plenum de suprimento que direciona o ar para baixo através da carga.

2. Desempenho de Temperatura

3. Desempenho de Umidade

A zona de controle de temperatura e umidade do TOB-TH-80C: 20 a 98 %UR mantida em toda a faixa de temperatura utilizable, não apenas um único ponto de 85/85.

4. Construção e Materiais

O painel direito contém o controlador tátil TFT, os interruptores de alimentação e iluminação, o protetor de sobretemperatura e a porta RS-485; as correntes à prova de explosão estão montadas ao lado, na borda da porta.

5. Normas das quais os perfis são derivados

As dimensões gerais são aproximadas e são confirmadas em relação ao desenho final antes do envio. As dimensões interiores correspondem ao volume útil de trabalho; reserve espaço para a profundidade do plenum atrás do painel traseiro e para a abertura da porta à frente. As normas listadas são as fontes de perfil citadas na ficha técnica - se a sua qualificação cumprir a norma IEC 60068-2-1, -2-2, -2-30 ou um perfil específico do cliente, envie-a com a consulta e confirmaremos se a câmara a suporta.

Componentes Elétricos e Mecânicos

As peças abaixo determinam quanto tempo a câmara permanece dentro de sua faixa de tolerância e com que rapidez ela se recupera após a abertura de uma porta ou uma mudança de carga. Onde a ficha técnica menciona uma marca, ela é impressa; onde não menciona, a célula é deixada em branco em vez de ser preenchida com um palpite.

Para cumprir os requisitos de entrega, o fornecedor reserva-se o direito de substituir um componente por uma peça de grau equivalente, desde que o desempenho nominal nas tabelas acima permaneça inalterado. Informe-nos na fase de consulta se a sua própria política de qualificação ou de peças sobresselentes estipular uma marca, e esta será confirmada na especificação da encomenda.

Porque é que uma célula com falha altera a especificação da câmara

A maioria das câmaras ambientais é comprada para produtos que falham de forma controlada: um invólucro de plástico amarela, uma junta de solda racha, um visor fica embaciado. Uma célula de iões de lítio não falha de forma controlada. Acima de uma determinada temperatura, inicia uma reação exotérmica em cadeia que liberta eletrólito sob a forma de gás inflamável e, dentro de uma caixa selada de 80 litros, esse gás não tem para onde ir. O armazém torna-se então o recipiente sob pressão, e a porta — o maior painel sem suporte na máquina — torna-se o ponto mais fraco. Cada elemento mecânico listado sob a proteção contra explosões existe devido a essa sequência, e não porque um catálogo precisasse de uma lista com marcas

As duas correntes à prova de explosão são a primeira camada. Seguram a porta contra um pulso de pressão em vez de a deixarem abrir abruptamente para a divisão, o que constitui a diferença entre uma célula ventilada e um projétil. O bocal de exaustão de fumo é o segundo: confere ao gás um caminho definido para fora do espaço de trabalho num ponto controlado, em vez de passar pelo vedante da porta. A lâmpada tricolor no painel é a terceira, e é a que importa para ensaios noturnos — a câmara fica habitualmente sem supervisão quando uma célula falha, e uma lâmpada que possa ser vista de todo o laboratório vale mais do que um registo de eventos que ninguém está a observar.

O bocal de equilíbrio de pressão funciona na direção oposta e é o recurso mais frequentemente omitido num armazém económico. Um perfil de calor húmido de 20 °C a 85 °C e 85 % de humidade relativa altera continuamente a pressão no interior do espaço de trabalho à medida que o ar aquece e o vapor de água é injetado. Sem um bocal de equilíbrio, o vedante da porta absorve essa carga, e o vedante é um item de desgaste: endurece, ganha deformação permanente, e uma câmara que passou na sua validação no primeiro ano começa a perder humidade pelos cantos no terceiro ano. O bocal aqui presente é mecânico e não motorizado, a sua pressão de abertura é ajustável no local e não requer qualquer plano de manutenção próprio.

O gradiente é o valor que deve ser lido com atenção ao comparar folhas de dados. As folhas mais antigas indicam um valor de uniformidade, considerado como a dispersão entre o ponto mais quente e o mais frio num determinado momento; as revisões atuais dos métodos de ensaio substituíram-no por um gradiente de temperatura, que compara a temperatura média de quaisquer dois pontos ao longo de um período. Os dois conceitos não são intermutáveis, e um fornecedor que tenha alterado os métodos sem o indicar pode parecer ter melhorado uma câmara que não sofreu alterações. O modelo TOB-TH-80C indica um gradiente de ±1 °C juntamente com um desvio de ±2,0 °C, pelo que tanto a dispersão espacial como o desvio em relação ao ponto de referência constam da página.

O limite superior de +150 °C existe para as partes de uma qualificação que não correspondem ao armazenamento de células. As folhas de dados de células terminam habitualmente entre 60 e 85 °C, mas um programa ao nível de módulo ou bloco inclui frequentemente uma etapa de secagem, uma cozedura de pré-condicionamento ou a fase de alta temperatura de um perfil automóvel que ultrapassa os 100 °C. Uma câmara com classificação para 130 °C tem de funcionar no máximo para atingir 120 °C, sem margem para recuperação após a abertura de uma porta; os 20 °C adicionais aqui presentes constituem uma margem de segurança e não um argumento de marketing.

Principais características de engenharia

• Controlo de gama completa, sem banda morta nas extremidades.Os valores de -40 a +150 °C e de 20 a 98 % de HR são apresentados como controláveis em todo o intervalo, com uma precisão de controlo ajustável de ±0,1 °C e ±0,1 % de HR, em vez de corresponderem a uma banda estreita no meio da gama.
• Comutação sem contactos para calor e humidade.O controlador aciona tanto o aquecedor como o humidificador através de relés de estado sólido (SSR). Não ocorre formação de arcos elétricos nos contactos a cada ciclo de comutação, o que é importante num perfil que modula durante dias, e a resolução de comutação é suficientemente precisa para manter flutuações de ±0,5 °C em vez de oscilar em redor do ponto de referência.
• Evaporador de película hidrofílica para desumidificação.A desumidificação é efetuada por arrefecimento e não por exsicante: o ar passa por um evaporador abaixo do seu ponto de orvalho e a água precipita-se. O bloco de alhetas possui um revestimento hidrofílico, pelo que o condensado escorre em vez de criar pontes entre os espaços das alhetas, que é onde uma serpentina de alumínio simples perde eficiência à medida que os espaços se preenchem.
• Volume de ar variável, e não uma ventoinha fixa.A alimentação de ar é efetuada a partir de um plenum superior para baixo através da carga, com retorno na base, e a velocidade do impulsor é definida por um inversor de frequência comandado pelo controlador. O volume de ar é, portanto, um parâmetro que pode ser ajustado à densidade de compactação do espaço de trabalho, o que constitui o meio prático para atuar sobre o gradiente.
• Isolamento de poliuretano de 100 mm e janela aquecida.A estrutura das paredes consiste em 100 mm de poliuretano expandido entre um revestimento interior em aço inoxidável SUS 304 de 1,0 mm e um invólucro exterior em aço revestido a pó. A janela de observação é em vidro de vácuo multicamada com aquecimento elétrico que se ajusta automaticamente, mantendo-se limpa a -40 °C e a 85 % de HR, em vez de embaciar no interior ou condensar no exterior.
• Dois dispositivos independentes de sobretemperatura.O controlador possui o seu próprio limite e um protetor de temperatura ajustável separado desliga o aquecedor de forma independente. Um dispositivo protege o perfil; o outro protege a amostra caso o controlador efetue uma leitura incorreta.
• A qualidade da água é um parâmetro de entrada especificado e não um aspeto secundário.O humidificador requer água com uma resistência de isolamento superior a 50 MΩ, e o depósito de 20 litros possui um indicador de nível e um alarme de nível baixo com reabastecimento automático. O calcário e a condutividade são os dois modos de falha que transformam uma especificação de humidade numa intervenção de assistência técnica.

Recomendações de funcionamento, manutenção e segurança

1. Antes e durante um ensaio

1. Verifique primeiro a água. Encha o depósito de 20 litros com água pura ou água da torneira purificada, certifique-se de que o indicador de nível se encontra acima da linha de nível baixo e confirme se a alimentação cumpre a resistência de isolamento de 50 MΩ exigida pelo humidificador. O alarme de nível baixo protege o aquecedor e não a experiência.
2. Carregue até ao limite indicado: mantenha o provete dentro de 2/5 do volume interno e dentro de 2/5 de qualquer área de prateleira. Para além disso, o ar não consegue circular como concebido e o gradiente de ±1 °C deixa de ser o valor com que está a trabalhar.
3. Passe os cabos do sensor e os cabos de alimentação através do orifício de teste de 50 mm e, em seguida, volte a colocar o tampão de silicone e a tampa de aço inoxidável. Um orifício de teste aberto é uma fuga permanente de humidade que se manifestará como um desvio de humidade muito antes de alguém encontrar a causa.
4. Ajuste o protetor independente de sobretemperatura acima do máximo do perfil e abaixo da temperatura à qual o provete sofreria danos. Trata-se de um dispositivo separado do controlador e ajustá-lo para o mesmo valor do ponto de ajuste (setpoint) anula a redundância.
5. Deixe a câmara estabilizar antes de iniciar o temporizador de patamar. Flutuação, desvio e gradiente são todos cotados após a estabilização; um temporizador iniciado no momento em que o ponto de ajuste é introduzido mede o tempo de descida (pull-down), não o teste.
6. Registe as condições da sala. As especificações pressupõem de 5 a 30 °C e de 10 a 85 %HR ao redor do armário, e uma câmara arrefecida a ar numa sala a 35 °C não garantirá a sua taxa de arrefecimento nominal.

2. Manutenção e segurança

• Umidificador. Esvazie e limpe-o em um cronograma fixo. O calcário é a causa habitual de uma resposta de umidade que fica mais lenta mês a mês, e ele é visível muito antes de se tornar um código de falha.
• Tanque de água e abastecimento. Reabasteça com a qualidade de água especificada e não deixe o tanque seco por longos períodos. Um tanque seco com o umidificador ativado é para o que existe a proteção de nível baixo de água.
• Condensador. Mantenha as alhetas do condensador arrefecido a ar livres de pó. Um condensador bloqueado manifesta-se primeiro através de um tempo de arrefecimento mais longo e só mais tarde como uma falha por alta pressão.
• Vedante da porta. Limpe a junta de silicone e o caixilho da porta, e verifique se há endurecimento ou deformação nos cantos. Um vedante com fuga reduz a humidade e obriga a porta de equilíbrio de pressão a funcionar em cada ciclo.
• Orifício de teste e porta de equilíbrio de pressão. Confirme que a tampa está colocada após cada ensaio e verifique se a porta de equilíbrio abre livremente. É mecânica e não motorizada, o que significa também que nada reporta caso fique presa.
• Rodízios e nivelamento. Bloqueie os quatro rodízios antes de um ensaio. Uma câmara que pode deslocar-se é uma câmara que pode desalinhar o vedante da porta.
• Após um incidente com células. Não abra a porta imediatamente. Deixe a câmara ventilar através do orifício de exaustão de fumos, confirme o estado da lâmpada do painel e o registo do controlador, depois abra com a sala ventilada e o EPI adequado. Trate o resíduo como material contaminado e não como uma amostra falhada.

Dois instrumentos costumam ficar ao lado desta câmara em uma linha de segurança de células: o testador de curto-circuito de bateria com controle de temperatura TOB-8102 para o caso de abuso elétrico, e o testador de choque mecânico de bateria TOB-SKT-10 para o caso mecânico. Juntos, eles cobrem as três categorias de abuso que a maioria dos programas de qualificação de células executa antes que um projeto seja liberado.

FAQ de Engenharia

P1: As fichas técnicas das células geralmente param em 60 ou 85 °C. Por que pagar por +150 °C?

Porque a câmara raramente é usada no seu limite máximo, e esse é o ponto. Um armário com classificação para 130 °C solicitado para manter 120 °C está a funcionar no seu limite, sem margem de reserva para recuperar após a abertura de uma porta, e com um tempo de arrefecimento mais longo antes de cada etapa de alta temperatura. A margem de 20 °C é o que permite que a mesma unidade também execute uma etapa de secagem, uma cozedura de pré-condicionamento ou a parte de alta temperatura de um perfil de módulo ou automóvel que fica acima de 100 °C. Se o seu programa nunca excede 85 °C, o limite máximo não é o motivo para comprar esta câmara — a proteção contra explosões e o gradiente é que são.

P2: Há apenas um orifício de teste de 50 mm. Isso é suficiente para a minha cablagem?

Uma única porta de 50 mm acomoda um feixe realista de termopares, cabos de deteção e cabos de carga, desde que o feixe seja construído como um feixe com um bucim selado, em vez de ser passado solto. Se a sua configuração precisar de passagens separadas para alimentação e medição, mencione-o na fase de consulta: a contagem de portas é fixa na ficha técnica e adicionar uma segunda porta é uma decisão a tomar durante o fabrico, não uma modificação em campo. O bucim e a tampa de aço inoxidável são fornecidos com a porta única como padrão.

P3: A folha antiga dizia uniformidade. Esta diz gradiente. Qual é melhor?

Nenhuma é melhor; elas medem coisas diferentes e a revisão do método de teste mudou a definição. A uniformidade comparava o ponto mais quente e o mais frio em um único momento, o que é sensível à posição do sensor e a quão recentemente a porta foi aberta. O gradiente compara as temperaturas médias de quaisquer dois pontos ao longo de um período, o que é estável o suficiente para comparar uma câmara com outra. A armadilha é uma ficha técnica que altera discretamente o método e parece ter melhorado. Aqui, o gradiente é de ±1 °C e o desvio é de ±2,0 °C, ambos informados, para que você possa mapear os valores para qualquer definição que a sua própria norma utilize.

P4: Ela consegue manter 85 °C / 85 %UR por semanas?

85 °C e 85 %UR estão dentro de ambas as faixas nominais, 20 a 98 %UR e -40 a +150 °C, e o desvio de umidade nesse ponto é citado como ≤ +2 / -3 %UR, que é a mais restrita das duas faixas. O que determina se ela aguenta por semanas não é a especificação, mas a água: o reservatório precisa ser reabastecido com água na qualidade especificada, o umidificador precisa ficar livre de incrustações e a sala precisa permanecer entre 5 e 30 °C e 10 a 85 %UR. Ensaios longos de calor úmido são uma questão de consumo e manutenção, não de capacidade.

P5: O que realmente acontece se uma célula liberar gases dentro da câmara?

O gás sai da célula, a pressão no espaço de trabalho aumenta, a porta de equilíbrio mecânico abre na pressão definida e a porta de exaustão de fumaça dá ao gás um caminho definido para fora. As duas correntes à prova de explosão seguram a porta em vez de deixar que o pulso de pressão a abra bruscamente. A lâmpada tricolor no painel sinaliza o evento para a sala, e o protetor térmico independente corta o aquecedor se a liberação também elevar a temperatura. A câmara foi projetada para conter o evento e continuar operacional, não para ser um vaso de pressão ou uma bancada de teste de fogo — se o seu protocolo exige um sistema de supressão de incêndio ou depuração de gás, essa é uma especificação diferente e deve ser levantada antes do pedido.

P6: Eu preciso da opção LAN ou o RS-485 é suficiente?

O RS-485 é suficiente para uma câmara se comunicando com um PC ou com um registrador de dados de laboratório, e é a interface padrão no painel. A LAN é a opção a ser escolhida quando a câmara precisa estar em uma rede compartilhada com vários instrumentos, quando o perfil e o registro precisam ser salvos em um sistema central sem um PC dedicado, ou quando a unidade está longe o suficiente para que alguém queira verificá-la sem precisar caminhar até lá. Decida isso na etapa do pedido — a interface é especificada com o controlador, e a substituição posterior significa alterar o painel.

Envie-nos o formato da célula, a carga que você pretende colocar dentro dos 80 litros e a norma ou perfil do cliente que você está qualificando, e nós diremos se o layout das prateleiras e o único furo de teste são suficientes, ou se a construção precisa de uma segunda porta antes de sair da fábrica.

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609

Revisado por: Science Wang, Six Sigma Black Belt, Linhas de Baterias | Última atualização: 23/10/2026