铜陵变压器厂

探讨离子铜陵干式变压器挤压实验的影响因素随着离子铜陵干式变压器在新能源汽车上的大规模应用，人们开始对离子铜陵干式变压器的安全性给予了越来越多的关注，特别是特斯拉最近爆出的多起电动汽车起火事件，更让人们对于动力铜陵干式变压器的安全性多了一份忧虑。为了保证离子铜陵干式变压器的安全性，出厂前都要进行一系列的安全测试，包括挤压、针刺和短路等实验，其中挤压实验主要是模拟电动汽车在发生事故时动力铜陵干式变压器发生形变后的安全性，对于动力铜陵干式变压器的安全性具有重要的参考意义。影响挤压实验的结果的因素很多，例如挤压速度、挤压的位置等都会影响最终的测试结果，近日美国麻省理工学院的BrandyDixon 等对挤压实验影响测试结果的因素进行了评估和测试，测试结果表明某些因素，例如是否有电解液，挤压测试的速度等会对测试结果产生显著的影响，但是有些因素，例如挤压测试选择的位置，就对测试结果几乎没有影响。
实验中采用了软包离子铜陵干式变压器，容量为 52Ah，正极材料为NCA 体系，铜陵干式变压器在两种状态下进行测试，一种是没有电解液的干燥状态，一种是有电解液，并放电到 0%SoC 的状态。

1.电解液对于挤压测试结果的影响
通常为了便于分析挤压测试对离子铜陵干式变压器内部结构的影响，我们会采用没有注入电解液的干铜陵干式变压器，或者将电解液蒸干后进行挤压测试，但是很少有研究分析电解液对于挤压测试结果的影响。Bra铜陵变压器厂家ndyDixon 采用没有电解液的干燥铜陵干式变压器和放空电后的普通铜陵干式变压器进行了圆形平面挤压测试和半球形挤压测试，圆形平面挤压测试表明没有电解液的干铜陵干式变压器在测试中会产生一个更大的力反馈（如下图蓝色曲线所示），干燥铜陵干式变压器在变形量达到4mm 时产生的力反馈为 167kN，而有电解液的普通铜陵干式变压器仅为150kN。
在半球形挤压测试中也发现了同样的规律，干铜陵干式变压器产生的最大作用力达到 7.7kN（变形量达到 4mm 后失效），而有电解液的普通铜陵干式变压器最大作用力仅为 5.2kN（变形量为 3mm 后失效），这项测试表明铜陵干式变压器中的电解液实际上会对离子铜陵干式变压器挤压测试结果产生显著的影响，聚合物隔膜在经过电解液浸泡后会发生软化，因此会比干燥状态下更早的失效。从BrandyDixon 的测试结果来看采用干燥铜陵干式变压器得到的挤压测试结果会比铜陵干式变压器的实际状态更大一些，因此干燥铜陵干式变压器的挤压实验测试得到的结果并不能完全代表离子铜陵干式变压器的实际使用情况。

2.挤压位置对测试结果的影响
由于离子铜陵干式变压器在发生事故挤压变形的过程可能在离子铜陵干式变压器不同的位置，而我们进行挤压测试时通常会选择将铜陵干式变压器的中央位置作为测试位置，那么挤压测试结果能够表征离子铜陵干式变压器在实际使用中的所有情况呢？对此，BrandyDixon 通过在干燥离子铜陵干式变压器的不同位置进行挤压测试，分析了挤压的位置对于测试结果的影响。BrandyDixon 选择了四个位置进行测试，其中第一个位置为铜陵干式变压器的中央，距离离子铜陵干式变压器长边约65mm，第二个位置距离长边约 30mm，第三个位置距离离子铜陵干式变压器的长边约 10mm，第四个和第五个点都位于离子铜陵干式变压器的边缘位置，其中第五个点的中心位置位于离子铜陵干式变压器的边缘上。下图 a 为测试结果，从结果来看除非挤压位置位于离子铜陵干式变压器的边缘上，否则挤压测试的位置对测试结果基本上没有影响，也就是我们在挤压测试的时候可以选择除了边缘的任何位置。

3.挤压速度对于测试结果的影响
在离子铜陵干式变压器的实际使用中往往会面临不同的挤压速率的考验，那么挤压速度是否会对测试结果产生显著的影响呢？为此BrandyDixon 采用 0.2mm/min 到 20mm/min 的速度进行了挤压测试，测试结果如下图 c 所示，从图中能够看到挤压速度会对挤压测试的最大作用力产生明显的影响，例如在20mm/min 的速度下，最大作用力为 8.4kN，而在0.2mm/mm 的速度下最大作用力仅为 7.3kN，但是如果挤压速度在一个数量级上，例如 10mm/min 和 20mm/min，1mm/min 和 2mm/min 就会得到相同的测试结果。

4.挤压测试的重复性
挤压测试作为一种破坏性的试验，只能通过抽样的方式来进行试验，因此测试铜陵干式变压器得到的试验结果是否具有可重复性，能够多大程度上代表其他同批次铜陵干式变压器就成为一个重要的问题。为了验证挤压测试的试验结果是否具有可重复性，BrandyDixon采用直径分别为 12.6mm、28mm 和 44mm 的半球形挤压头对离子铜陵干式变压器进行了挤压测试，结果如下图 c 所示。从测试结果来看，不同直径的挤压测试头在多次挤压测试中得到的曲线高度重合，仅仅是在最大作用力上有轻微的差别，这表明挤压测试的重复性非常好，能够仅仅通过测量少量的离子铜陵干式变压器表征同批次铜陵干式变压器的安全性。
挤压测试是动力铜陵干式变压器非常重要的安全测试，BrandyDixon 的研究为我们指明了哪些因素会对挤压测试的结果产生显著的影响，需要我们进行严格的控制，而那些因素对于最终测试结果的影响不大，可以适当的放宽限制。同时 BrandyDixon 的研究也表明了挤压测试具有非常好的可重复性，因此我们能够通过对少量铜陵干式变压器进行挤压测试，而表征同批次的铜陵干式变压器的安全性。


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