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

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

Espaço de trabalho 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 estabelecida, de modo que uma falha possa ser atribuída ao produto e não ao clima. O TOB-TH-80C é uma câmara de 80 litros para células, autopeças, produtos elétricos e eletrônicos, componentes e materiais. Ela executa perfis de alta temperatura, baixa temperatura, ciclagem de alta e baixa temperatura 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 de trabalho 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 ambos cotados 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 se abre sozinha assim que a pressão interna atinge seu ponto de ajuste, de modo que o gabinete nunca precisa 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 térmica ou calor úmido em células de íon-lítio, íon-sódio e estado sólido
• Validação de peças e módulos automotivos, 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 testam 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 os pontos de ajuste a 1 a 3 °C por minuto no aquecimento e 0,7 a 1 °C por minuto no resfriamento, o que é a velocidade correta para um ensaio de qualificação e para 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 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 testes: 650 mm de largura, 1650 mm de altura e 1270 mm de profundidade, apoiado sobre quatro rodízios com trava.

Informe-nos o formato da célula, a massa da sua carga de teste e a norma para a qual você está se qualificado, 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, e não um resumo de catálogo. Os dados de capacidade e utilidades vêm primeiro, depois temperatura, depois umidade, seguida por construção e, por fim, as normas a partir das quais os perfis são elaborados. Cada valor nominal é citado sob as condições de teste declaradas na primeira tabela - espaço de trabalho 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 uma que atinge vazio 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 superior a 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 %RH mantida em toda a faixa de temperatura utilizável, e não apenas em um único ponto 85/85.

4. Construção e Materiais

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

5. Normas a partir das quais os perfis são obtidos

As dimensões gerais são aproximadas e são confirmadas com o desenho final antes do envio. As dimensões interiores correspondem ao volume útil livre; tenha em conta a profundidade do plenum atrás do painel traseiro e o raio de abertura da porta à frente. As normas listadas são as fontes dos perfis 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 da 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 está 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 de substituição determinar 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 contida: uma caixa de plástico fica amarelada, uma junta de solda racha, um visor fica embaciado. Uma célula de iões de lítio não falha de forma contida. 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 passa então a ser o recipiente de pressão, e a porta — o painel sem suporte maior na máquina — torna-se o ponto mais fraco. Todos os recursos mecânicos listados sob proteção contra explosão existem devido a essa sequência, e não porque um catálogo precisava de uma lista de itens.

As duas correntes à prova de explosão são a primeira camada. Elas seguram a porta contra um pulso de pressão em vez de a deixarem abrir abruptamente para a sala, o que representa a diferença entre uma célula ventilada e um projétil. O exaustor de fumos é o segundo: fornece ao gás um caminho definido para fora do espaço de trabalho num ponto controlado, em vez de o fazer através do vedante da porta. A lâmpada tricolor no painel é a terceira, e é a que importa para ensaios noturnos — a câmara fica normalmente sem supervisão quando uma célula falha, e uma lâmpada que possa ser lida a partir do outro lado do laboratório vale mais do que um registo de log que ninguém está a ver.

A porta 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 %HR altera continuamente a pressão no interior do espaço de trabalho à medida que o ar aquece e que o vapor de água é injetado. Sem uma porta 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. A porta aqui é mecânica e não motorizada, a respetiva pressão de abertura é ajustável no local e não necessita de qualquer plano de manutenção próprio.

O gradiente é o número a ler com atenção ao comparar fichas técnicas. As fichas 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 não são intercambiáveis, e um fornecedor que altere os métodos sem o avisar pode parecer ter melhorado uma câmara que não sofreu alterações. O 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 máximo de +150 °C existe para as partes de uma qualificação que não correspondem ao armazenamento de células. As fichas técnicas de células terminam habitualmente entre 60 e 85 °C, mas um programa ao nível de módulo ou pack inclui frequentemente uma etapa de secagem, uma cozedura de pré-condicionamento ou a fase de alta temperatura de um perfil automóvel que se situa acima dos 100 °C. Uma câmara com classificação para 130 °C tem de funcionar no máximo para atingir 120 °C, sem margem de tolerância para recuperação após a abertura de uma porta; os 20 °C adicionais aqui servem de margem de segurança, e não como destaque comercial.

Principais Características de Engenharia

• Controlo de gama completa, sem zona morta nas extremidades. Os valores de -40 a +150 °C e 20 a 98 %RH são indicados como controláveis em todo o intervalo, com precisão de controlo ajustável de ±0,1 °C e ±0,1 %RH, 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 no contactor em 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 com 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. As alhetas possuem um revestimento hidrofílico, para que o condensado escorra 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, sem ventilador fixo. O fornecimento é feito a partir de um plenum superior para baixo através da carga, com retorno na parte inferior, e a velocidade do impulsor é definida por um variador de frequência a partir do controlador. O volume de ar é, portanto, um parâmetro que pode ser ajustado à forma como o espaço de trabalho está compactado, o que constitui o meio prático de atuação sobre o gradiente.
• Isolamento em PU de 100 mm e janela aquecida. A estrutura da parede consiste em 100 mm de poliuretano expandido entre um revestimento interior em SUS 304 de 1,0 mm e uma carcaça em aço revestido a pó. A janela de observação é de vidro a vácuo multicamada com aquecimento elétrico que se ajusta automaticamente, mantendo-se limpa a -40 °C e a 85 %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 dado especificado, e não uma reflexão tardia. O humidificador requer água com resistência de isolamento superior a 50 MΩ, e o depósito de 20 L 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 chamada 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 L com água pura ou água da torneira purificada, confirme se o indicador de nível está acima da linha de nível baixo e confirme se o fornecimento cumpre a resistência de isolamento de 50 MΩ exigida pelo humidificador. O alarme de nível baixo protege o aquecedor, e não a experiência.
2. Carregar até o limite estabelecido: mantenha o espécime dentro de 2/5 do volume interno e de 2/5 de qualquer área de prateleira. Além disso, o ar não pode circular conforme projetado e o gradiente de ±1 °C deixa de ser o valor para o qual você está operando.
3. Passe os cabos dos sensores e cabos de alimentação através do orifício de teste de 50 mm, depois reinstale o bujão de silicone e a cobertura de aço inoxidável. Um orifício de teste aberto é um vazamento permanente de umidade e se manifestará como um desvio de umidade muito antes que alguém encontre a causa.
4. Defina o protetor independente de sobretemperatura acima do máximo do perfil e abaixo da temperatura na qual o espécime é danificado. É um dispositivo separado do controlador, e configurá-lo para o mesmo valor do ponto de ajuste anula a redundância.
5. Deixe a câmara estabilizar antes de iniciar o temporizador de patamar. Flutuação, desvio e gradiente são todos informados após a estabilização; um temporizador iniciado no momento em que o ponto de ajuste é inserido mede o resfriamento rápido, e não o teste.
6. Registre as condições da sala. As classificações pressupõem 5 a 30 °C e 10 a 85 %RH ao redor do gabinete, e uma câmara resfriada a ar em uma sala a 35 °C não fornecerá sua taxa de resfriamento informada.

2. Manutenção e segurança

• Umidificador. Drene e limpe-o em um cronograma fixo. O calcário é a causa usual 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 suprimento. Reabasteça com a qualidade de água especificada e não deixe o tanque seco por longos períodos. Um tanque seco com o the humidifier ativado é para o que a proteção contra nível baixo de água existe.
• Condensador. Mantenha as aletas do condensador resfriado a ar livres de poeira. Um condensador bloqueado aparece primeiro como um tempo de resfriamento mais longo e apenas posteriormente como um disparo de alta pressão.
• Vedação da porta. Limpe a junta de silicone e a estrutura da porta, e verifique se há endurecimento ou deformação nos cantos. Uma vedação com vazamento custa umidade e põe a porta de equilíbrio de pressão para funcionar a cada ciclo.
• Orifício de teste e porta de equilíbrio de pressão. Confirme se o bujão está encaixado após cada execução e verifique se a porta de equilíbrio abre livremente. Ela é mecânica e desenergizada, o que também significa que nada reporta caso ela trave.
• Rodízios e nivelamento. Trave todos os quatro rodízios antes de uma execução. Uma câmara que pode rolar é uma câmara que pode mover uma vedação de porta para fora do alinhamento.
• Após um evento em célula. Não abra a porta imediatamente. Deixe a câmara ventilar através da porta de exaustão de fumaça, confirme o estado da lâmpada do painel e o registro do controlador, então abra com a sala ventilada e os EPIs apropriados. Trate o resíduo como material contaminado, e não como uma amostra falhada.

Dois instrumentos geralmente ficam ao lado desta câmara em uma linha de segurança de células: o TOB-8102 temperature control battery short circuit tester para o caso de abuso elétrico, e o TOB-SKT-10 battery mechanical shock tester para o caso mecânico. Entre os dois, eles cobrem as três categorias de abuso que a maioria dos programas de qualificação de células executa antes de um projeto ser liberado.

Perguntas Frequentes de Engenharia

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

Porque a câmara raramente é usada no seu teto máximo, e esse é o ponto. Um gabinete classificado para 130 °C solicitado a manter 120 °C está operando no seu limite, sem nada em reserva para se recuperar após a abertura de uma porta, e com um resfriamento 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, um cozimento de pré-condicionamento ou a porção de alta temperatura de um perfil de módulo ou automotivo que fica acima de 100 °C. Se o seu programa nunca excede 85 °C, o teto não é o motivo para comprar esta câmara — a proteção contra explosão e o gradiente são.

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

Uma porta de 50 mm comporta um feixe realista de termopar, cabo sensor e cabo de carga, desde que o feixe seja construído como um feixe com um prensa-cabo vedado, em vez de passado solto. Se a sua configuração precisar de alimentações separadas de energia e medição, informe isso na fase de consulta: a contagem de portas é fixa na ficha técnica, e adicionar uma segunda porta é uma decisão de momento de fabricação, não uma modificação em campo. O bujão e a cobertura 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 a onde o sensor fica e há quanto tempo 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 declarados, para que você possa mapear os valores para qualquer definição que o seu próprio padrão utilize.

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

85 °C e 85 %RH situam-se dentro de ambas as faixas classificadas, 20 a 98 %RH e -40 a +150 °C, e o desvio de umidade nesse ponto é citado como ≤ +2 / -3 %RH, que é a mais restrita das duas bandas. O que determina se ela se mantém por semanas não é a especificação, mas a água: o tanque precisa ser reabastecido com água na qualidade especificada, o umidificador precisa permanecer livre de calcário e a sala precisa permanecer entre 5 e 30 °C e 10 a 85 %RH. Longas execuções de calor úmido são uma questão de consumo e manutenção, não uma questão de capacidade.

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

O gás sai da célula, a pressão no espaço de trabalho sobe, a porta de equilíbrio mecânico abre na sua pressão definida e a porta de exaustão de fumaça fornece 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 violentamente. A lâmpada tricolor no painel sinaliza o evento para a sala, e o protetor independente de sobretemperatura corta o aquecedor se a liberação também elevar a temperatura. A câmara é projetada para conter o evento e permanecer funcional, não para ser um vaso de pressão ou uma bancada de teste de fogo — se o seu protocolo exigir 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 de LAN, ou o RS-485 é suficiente?

O RS-485 é suficiente para uma câmara conversando 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 é remota o suficiente para que alguém queira visualizá-la sem ir até lá. Decida isso no estágio do pedido — a interface é especificada com o controlador, e fazer a adaptação posteriormente significa trocar o painel.

Envie-nos o formato da célula, a carga que você pretende colocar dentro dos 80 litros e o padrão ou perfil do cliente para o qual você está qualificando, e nós lhe diremos se o layout das prateleiras e o único orifício de teste são suficientes, ou se a fabricação 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, Battery Lines | Última atualização: 2026-10-23