-40℃~+130℃ 배터리 셀 신뢰성 테스트용 온도 습도 시험 챔버

제품 개요 및 이상적인 적용 분야

온도 및 습도 시험 챔버는 제품을 정밀하게 제어된 기후 조건에 노출시켜 스트레스 환경에서의 성능, 안전성 및 내구성을 검증합니다. TOB-TH-80C는 배터리 셀 테스트를 위해 특별히 제작된 탁상형에서 바닥 설치형까지 사용할 수 있는 80리터 환경 챔버입니다. 온도 범위는 –40 °C~+130 °C, 습도 범위는 20 %~98 % RH이며, 운송, 보관 및 작동 중 리튬 이온 셀이 경험하는 극저온, 건열 및 반복 습열 환경을 모사할 수 있습니다.

이 챔버를 일반적인 기후 시험 캐비닛과 차별화하는 점은 배터리 전용 안전 기능입니다. 연기 배출구, 챔버 도어의 방폭 체인 2개, 삼색 경보등이 통합되어 셀 고장으로 인한 위험을 줄입니다. 기계식 압력 균형 포트는 고습도 운전 중 과도한 압력 차이를 방지합니다. 내부는 SUS 304 스테인리스강으로 제작되었으며, 100 mm 두께의 난연 폴리우레탄 단열재는 열 안정성과 낮은 에너지 소비를 보장합니다. 제어 시스템은 미국산 PT100 습구·건구 센서를 사용하여 ±0.5 °C의 온도 안정성과 ±2 % RH의 습도 안정성을 제공하며, IEC 60068-2-1, 60068-2-2 및 60068-2-30의 반복성 요구사항을 충족합니다.

적합 대상:

• 리튬 이온, 나트륨 이온 및 전고체 셀에 대해 고온/저온 노출, 온도 사이클링 및 습열 시험을 수행하는 배터리 제조업체와 시험 연구소.
• 제어된 환경 스트레스 조건에서 열 폭주 거동, SEI 열화 및 용량 감소를 평가하는 연구개발 팀.
• 글로벌 시장용 전자 제품에 대한 GB/T 2423 (IEC 60068) 시험 표준을 준수해야 하는 품질 보증 부서.
• 안전하고 모니터링되는 공간 내에서 추운 겨울 창고부터 열대 운송 컨테이너까지 셀의 기후 이동 과정을 모사해야 하는 모든 시설.

어떤 시험 프로파일(예: –20 °C~60 °C 반복 시험 또는 85 °C/85 % RH 습열 시험)이 셀의 취약점을 가장 잘 평가하는지 확신이 없으신가요? 셀 유형과 목표 표준을 알려주시면 당사의 응용 엔지니어가 상담해 드립니다.

배터리 개발 및 생산에서 환경 시험이 적용되는 위치

환경 시험은 셀 조립 및 활성화 공정 이후, 출하 또는 최종 인증 이전에 수행됩니다. 일반적인 배터리 셀은 다음과 같은 순서의 과정을 거칩니다:

• 활성화 및 에이징– SEI를 안정화하기 위한 초기 충전/방전 사이클.
• 성능 선별– 용량, 내부 저항 및 OCV 검사.
• 환경 스트레스 시험– 고온/저온 보관, 온도 사이클링, 습열, 열충격 시험(TOB-TH-80C 사용).
• 안전 및 가혹 시험– 과충전, 못 관통, 압착 시험(별도 장비 사용).
• 최종 검사– 셀을 출하하거나 팩에 조립하기 전 전기적 및 외관 검사.

배터리 시험은 셀의 가스 배출 또는 화재 위험을 수반하므로 TOB-TH-80C는 일반 환경 챔버에 없는 안전 메커니즘을 적용합니다. 방폭 도어 체인은 압력으로 인해 문이 열리는 것을 방지하고, 연기 배출구는 발생한 연기를 챔버 외부로 유도하며, 삼색 경보등은 작업자에게 즉각적인 시각 경고를 제공합니다. 이러한 기능을 통해 별도의 방폭 공간 없이 일반 배터리 연구실에서 챔버를 운용할 수 있어 공간과 비용을 절감합니다.

온도 및 습도 제어 시스템 작동 원리

TOB-TH-80C는 증기 압축 냉각 시스템과 전기 가열 및 배럴형 가습 시스템을 결합하여 80리터 작업 공간 내부에 필요한 온도와 습도 조건을 생성합니다. 다중 블레이드 원심 송풍기는 정밀하게 설계된 덕트를 통해 처리된 공기를 챔버 상단에서 하단으로 순환시켜 전체 시험 공간에 걸쳐 온도와 습도가 균일하게 분포되도록 합니다.

온도 제어

프랑스 브랜드(Tecumseh 또는 동급)의 밀폐형 압축기는 R404A 냉매를 사용하여 냉각을 제공합니다. 압축기는 공랭식이며 챔버의 메인 컨트롤러 제어 하에 작동하고, 설정값에 따라 핫가스 바이패스 또는 온/오프 사이클링을 통해 냉각 용량을 조절합니다. 가열은 팬 상류의 공기 흐름에 배치된 노출 와이어 니켈-크롬 합금 가열 튜브로 수행됩니다. 컨트롤러는 PID 알고리즘과 미국산 PT100 습구/건구 센서 쌍의 피드백을 사용하여 변동하는 부하 조건에서도 설정 온도의 ±0.5 °C 이내로 온도를 유지합니다.

습도 제어

가습은 고온수 배럴 시스템으로 이루어지며, 이 시스템은 증기를 생성하여 공기 흐름에 주입합니다. 이 방식은 기존 팬형 가습기보다 빠른 응답성과 우수한 저습도 성능을 제공하며, 챔버와 시험 시편을 오염시킬 수 있는 스케일 축적을 최소화합니다. 가습 튜브는 매립형 구조이며 절연 저항은 50 MΩ 이상이고, 건식 가열 및 방폭 보호 기능이 내장되어 있습니다. 습도는 동일한 습구/건구 센서로 측정되며, 컨트롤러는 상대 습도를 설정값의 ±2 % RH 이내로 유지합니다.

공기 순환 및 챔버 구조

대만 브랜드 저압 비동기 모터가 다중 블레이드 원심 팬을 구동하여 처리 플리넘에서 공기를 흡입하고 챔버 내부에 “상단에서 하단” 방식으로 분배합니다. 내부 챔버는 SUS 304 스테인리스강으로 제작되며, 외부 셸은 내구성 있는 도장 마감의 냉간 압연 강철입니다. 두 층 사이에는 100 mm 두께의 난연 고강도 폴리우레탄 폼 단열재가 있어 챔버 표면을 만졌을 때 차갑게 유지하고 주변 환경과의 열 교환을 최소화합니다.

안전 및 모니터링

챔버는 독립 조절식 온도 보호기(과열 차단 장치)와 시편 결로 방지 회로로 모니터링됩니다. 상 보호 계전기는 잘못된 전원 배선으로 인한 손상을 방지하며, 무퓨즈 보호 스위치는 전기 과부하로부터 보호합니다. 셀 고장 발생 시 연기 배출구와 방폭 도어 체인이 위험 요소를 억제하고, 삼색 경보등이 실험실 직원에게 경고합니다.

전체 기술 사양

일반 환경 챔버보다 TOB-TH-80C를 선택해야 하는 이유

배터리 테스트 그룹이 전용 챔버에 투자하는 이유:

일반 챔버는 설정된 온도와 습도에 도달할 수 있지만, 리튬 이온 셀을 몇 시간 또는 며칠 동안 무인 상태로 안전하게 테스트할 수 있게 하는 기계적 및 전자적 보호 장치가 부족합니다. TOB-TH-80C는 배터리 셀의 실제 고장 모드를 고려하여 설계되었으며, 각 안전 기능은 표준 챔버에서 셀이 가스를 배출하는 상황을 경험한 테스트 엔지니어가 더 나은 해결책을 원했던 경험을 바탕으로 적용되었습니다.

다음 항목도 필요할 수 있습니다

• TOB-8102 온도 제어 배터리 단락 시험기
• TOB-SKT-10 배터리 기계적 충격 시험기
• TOB-6047-2T 리튬 이온 배터리 못 관통 압착 시험기

환경 스트레스 테스트의 엄격한 조건에서 셀을 시험할 준비가 되셨습니까? LAN 통신, 추가 선반 또는 맞춤형 테스트 홀 구성과 같은 옵션을 포함하여 TOB-TH-80C의 견적을 요청하십시오. 당사의 응용 엔지니어는 특정 배터리 표준에 맞춘 사전 구성 테스트 시퀀스도 제공할 수 있습니다.

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