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红外热成像仪对电气火灾的检测预防

发布时间:Mar 26, 2018         已有 人浏览
2018.9.10,福州江滨西大道缤纷园门前,一辆白色比亚迪起火;
2018.9.5,珠海市香洲区洲山路3辆充电中的共享汽车起火;
2018.8.31,一辆力帆650EV在广州街头起火;
……
随着电动汽车安全事故的层出不穷,我们越来越迫切的想知道:电动车的安全性到底该如何保障?从开发角度而言,不冒进的产品布局、以质量为导向的研发战略必不可少。那么当一款产品开发出来后,又该如何去分析和测试其是否安全可靠呢?
 
对于电池产品安全性分析的方法很多,其中使用红外热像仪分析电池、电机等的主要发热位置并测试对应位置温度,是众多安全性分析手段中不可或缺的一环。那么,红外热像仪都可以应用在哪些方面的测试中呢?
 
1、电池包安全测试

 
依据《GB/T 31467.3-2015电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统第3部分:安全性要求与测试方法》要求,汽车动力电池包应完成振动、机械冲击、跌落、翻转、模拟碰撞、挤压、湿热循环、海水浸泡、外部火烧、盐雾、高海拔、过温保护、短路保护、过充电保护、过放电保护等安全性测试。
 
做过安规测试的小伙伴一定知道:单纯的测试通过、未通过的结果对我们分析、改善电池安全性能的帮助极其有限,我们急需知道的是电芯热失控的原理。
 
而红外热像仪就给我们提供了分析热失控原理的可能,在安规测试时,温度高的位置往往是热失效最先发生的位置,将这一位置记录,并根据电芯的结构、材料进行对比分析,就可以大幅的加快改善进度。
电芯单体过充测试
电池包高温极限测试
红外热像仪可以观察电池包表面温度分布,辅助工程师验证热仿真、冷却、保护等设计,发现肉眼无法观察到的外壳疲劳、破裂、局部过热等潜在隐患,避免着火和爆炸的发生。
 
2、充电桩安全测试
充电桩内部有电源模块、充电控制器、计费控制单元、高压绝缘检测板、显示屏等,还有钣金件、熔断器、继电器、防雷等设备,发热巨大。以60KW充电桩为例,按电源模块转换效率95%计算,仅电源模块发热量就达到60×0.05×1000=3000W,因此,散热和温度控制是充电桩研发必须关注的地方。
依据《GB/T18487.1-2015 电动汽车传导充电系统 第1部分:通用要求》的11.6.1、116.2和《NB/T 33001-2010电动汽车非车载传导式充电机技术条件》的6.4的规定,充电桩在额定负载下长期连续运行时,内部各发热器件和各部位的温升不得超过下表数值:


部件或器件 极限温升k
功率开关器件 70
整流变压器、电抗器B级绝缘绕组 80
与半导体器件的连接处 55
与半导体器件连接处的塑料绝缘线 25
母线连接处 铜-铜50 / 铜搪锡-铜搪锡 60
 
《GB/T18487.1-2015 电动汽车传导充电系统 第1部分:通用要求》的11.6.3规定了在额定电流和环境温度40℃条件下,充电桩表面的允许温度值:


手握可接触的表面 金属部分 50℃
非金属部分 60℃
用户可接触但
不能手握的表面
金属部分 60℃
非金属部分 85℃
 
红外热像仪在充电桩研发、测试、安装、质检等环节发挥巨大作用,以下列出了一些充电桩需要进行温度监控的位置:
控制/电源等电路板的检测

电感检测

断路器检测

熔断器检测

连接头检测
 
3、电机与电机控制器
电机高速运转时会产生绕组铜损、定子铁损、轴承摩擦等热量,这些热量需通过对流和辐射带走。红外热像仪虽不能直接检测电机内部温度,但可直观获取电机表面温度分布的热像图,评估散热方案的效果。
同时,红外热像仪在《GB /T18488.1—2015电动汽车用电机及其控制器第1 部分: 技术条件》、《GB /T 18488.2—2015电动汽车用电机及其控制器第2 部分: 试验方法》、《GB755-2008 /IEC 60034-1:2004旋转电机定额和性能》规定的温升测试中作为辅助仪器使用,以提高测试效率。

电子转子热像图

电机表面分布

电机模拟负载检测

电机轴承摩擦温升
电机控制器由电子控制模块、驱动器、功率变换模块等组成,这些电路板的可靠运行直接关系电动汽车的驾驶体验和用户安全,红外热像仪可以帮助研发人员进行温度检测并优化散热设计。

电机控制器热像图
 



 


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