배터리 셀 신뢰성 테스트용 항온항습 시험 챔버

온습도 시험 챔버 - TOB-TH-80C

셀 시험용 폭발 방지 체인, 연기 배출구, 3색 알람이 탑재된 80 L 작업 공간, -40 ~ +150 °C 및 20 ~ 98 %RH

제품 개요 및 주요 적용 분야

온습도 시험 챔버는 제품이 사용 중에 겪게 될 기후 조건(실험실에서 명시된 공차 내로 유지할 수 있는 온도 및 습도)을 재현하여, 결함의 원인이 날씨가 아닌 제품 자체에 있음을 규명할 수 있게 해줍니다. TOB-TH-80C는 셀, 자동차 부품, 전기/전자 제품, 구성품 및 소재용 80리터 챔버입니다. 표준 기반 인증 시험이나 연속 생산 선별 시험용으로 고온, 저온, 고저온 사이클링, 습열 프로파일을 실행합니다.

-40 ~ +150 °C 및 20 ~ 98 %RH를 지원하며, 온도는 ±0.5 °C의 변동과 ±2.0 °C의 편차 내로 유지되고, 습도는 ±2 %RH 변동 내로 유지됩니다. 조건이 안정화되면 작업 공간 전체의 온도 구배는 ±1 °C 이하입니다. 가열 속도는 전체 범위에서 평균 분당 1 ~ 3 °C, 냉각 속도는 분당 0.7 ~ 1 °C이며, 둘 다 비선형이고 무부하 상태 기준으로 표기됩니다.

이 캐비닛이 범용 환경 챔버와 차별화되는 점은 셀에 고장이 발생했을 때 나타납니다. 도어에는 폭발 방지 체인 2개가 장착되어 있고, 챔버에는 연기 배출 포트와 패널상의 3색 경보등이 있으며, 내부 압력이 설정점에 도달하면 기계식 압력 균형 포트가 자동으로 열려 캐비닛이 밀폐된 압력 용기로서 그 이벤트를 감내할 필요가 없습니다. 단열 선반 2개와 실리콘 플러그 및 스테인리스 스틸 커버가 포함된 단일 50 mm 시험용 홀이 작업 공간을 완성합니다.

주요 추천 대상:

• 리튬이온, 나트륨이온 및 전고체 셀에 대해 고온 및 저온 노출, 온도 사이클링 또는 습열 시험을 수행하는 셀 제조업체 및 시험 연구소
• 부품이 장착되는 차량과 동일한 프로파일을견뎌내야 하는 자동차 부품 및 모듈 검증 분야
• GB/T 2423 형식 시험 조건에 따라 시험되는 전기/전자 제품, 구성품 및 소재
• 온도 스윕 전반에 걸쳐 용량 감소, SEI 열화 및 가스 발생에 대해 새로운 화학적 조성을 선별하는 R&D 그룹
• 동일한 프로파일을 모든 로트에 반복 적용하고 밤새 무인 상태로 챔버를 유지해야 하는 인수 및 공정 품질 관리 분야
• 탁상용 오븐보다는 제어된 기후 환경이 필요한 소재, 코팅 및 분리막 공급업체

이 제품은 항온항습 챔버이며 열충격 챔버가 아닙니다. 가열 시 분당 1 ~ 3 °C, 냉각 시 분당 0.7 ~ 1 °C로 설정점 간을 이동하며, 이는 인증 내구성 시험 및 습열 시험에 적합한 속도입니다. 2구역 공기 이송 방식 기계가 아니므로 열충격 시험 수준의 초 단위 전이를 제공하지 않습니다. 표준 규격에서 두 고정 온도 간의 급속 전이를 요구하는 경우, 배터리 안전 시험용 온도 사이클 시험기가 더 적합한 장비입니다.

시험 현장의 TOB-TH-80C: 너비 650 mm, 높이 1650 mm, 깊이 1270 mm 규격으로, 잠금 장치가 있는 캐스터 4개로 지지됩니다.

셀 규격, 시험 부하의 질량, 인증받으려는 표준 규격을 알려주시면 주문 전 챔버 용량, 선반 배치 및 시험용 홀 구성을 확인해 드립니다.

전체 사양

아래 표는 카탈로그 요약본이 아니라 실제로 제작되는 챔버 사양입니다. 용량 및 유틸리티 치수가 먼저 나오고, 그 다음으로 온도, 습도, 구조, 프로파일의 기준이 되는 표준 순으로 제시됩니다. 모든 정격 치수는 첫 번째 표에 기재된 시험 조건(빈 작업 공간, 시편 무게 없음, 시편 열부하 없음)하에서 명시됩니다. 내부에 20 kg의 셀을 넣은 상태에서 설정점에 도달하는 챔버와 빈 상태에서 도달하는 챔버는 서로 다른 기계이기 때문입니다.

1. 용량, 치수 및 유틸리티

너비 400 mm, 높이 500 mm, 깊이 400 mm의 작업 공간 내부: 1.0 mm SUS 304 벽체, 각 20 kg 이상의 정격을 가진 단열 선반 2개, 시편 부하 하방으로 공기를 공급하는 급기 플레넘.

2. 온도 성능

3. 습도 성능

TOB-TH-80C의 온습도 제어 영역: 단일 85/85 지점이 아닌 사용 가능한 온도 전반에 걸쳐 20 ~ 98 %RH 유지.

4. 구조 및 재질

우측 패널에는 TFT 터치 컨트롤러, 전원 및 조명 스위치, 과열 보호 장치 및 RS-485 포트가 있으며, 방폭 체인은 도어 가장자리에 나란히 장착됩니다.

5. 프로파일의 기준 표준

전체 치수는 대략적인 치수이며 출하 전 최종 도면을 통해 확인됩니다. 내부 치수는 유효 작업 체적이며, 후면 패널 뒤쪽의 플레넘 깊이와 앞쪽의 도어 스윙 공간을 고려해야 합니다. 나열된 표준은 데이터 시트에 인용된 프로파일 소스입니다. 귀하의 자격 기준이 IEC 60068-2-1, -2-2, -2-30 또는 고객 지정 프로파일에 해당하는 경우 문의와 함께 보내주시면 챔버가 이를 수용할 수 있는지 확인해 드리겠습니다.

전기 및 기계 부품

아래의 부품들은 챔버가 허용 오차 범위 내에 머무르는 시간과, 문을 열거나 부하가 변경된 후 회복되는 속도를 결정합니다. 데이터시트에 브랜드가 명시된 경우는 인쇄되어 있으며, 명시되지 않은 경우는 추측으로 채우지 않고 빈칸으로 둡니다.

납품 요건을 충족하기 위해 공급업체는 위의 표에 명시된 정격 성능이 유지되는 경우 동등 등급 부품으로 구성요소를 대체할 수 있는 권리를 보유합니다. 귀하사의 자체 자격 인증 또는 예비 부품 정책에 따라 특정 브랜드가 고정되어 있는 경우 문의 단계에서 알려주시면 주문 사양서에 확정됩니다.

고장 난 셀이 챔버 사양을 변경하는 이유

대부분의 환경 챔버는 플라스틱 하우징이 누렇게 변색되거나, 납땜 접합부가 균열이 생기거나, 디스플레이에 성에가 끼는 등 비교적 양호하게 고장 나는 제품을 위해 구입합니다. 리튬 이온 셀은 양호하게 고장 나지 않습니다. 일정 온도 이상이 되면 발열 연쇄 반응을 시작하여 전해액을 가연성 가스로 방출하며, 밀폐된 80리터 상자 내부에서는 이 가스가 빠져나갈 곳이 없습니다. 이 경우 캐비닛 자체가 압력 용기가 되며 기기에서 가장 지지대가 없는 패널인 도어가 가장 취약한 지점이 됩니다. 방폭 항목에 나열된 모든 기계적 기능은 카탈로그에 글머리 기호 목록이 필요해서가 아니라 바로 이러한 순서 때문에 존재합니다.

두 가지 방폭 체인은 첫 번째 층입니다. 이 체인은 도어가 실내로 휙 열리는 대신 압력 펄스에 대해 도어를 지탱하도록 잡아주며, 이는 배출된 셀과 발사체의 차이입니다. 연기 배출구는 두 번째입니다: 이는 도어 씰을 통하는 것보다 제어된 지점에서 가스가 작업 공간 밖으로 나갈 수 있는 명확한 경로를 제공합니다. 패널의 삼색 램프는 세 번째이며, 야간 작동 시 가장 중요한 램프입니다. 셀에 문제가 생겼을 때 챔버는 보통 무인 상태이며, 실험실 건너편에서도 읽을 수 있는 램프는 아무도 보지 않는 로그 기록보다 더 가치가 있습니다.

압력 균형 포트는 반대 방향으로 작동하며, 저렴한 캐비닛에서 가장 자주 누락되는 기능입니다. 20 °C에서 85 °C, 85 %RH의 습열 프로파일은 공기가 가열되고 수증기가 주입됨에 따라 작업 공간 내부의 압력을 지속적으로 변화시킵니다. 균형 포트가 없으면 도어 씰이 그 하중을 흡수하게 되는데, 씰은 소모품이므로 경화되고 변형되며, 1년 차에 검증을 통과한 챔버는 3년 차에 모서리에서 습기가 새기 시작합니다. 여기에 있는 포트는 기계식이며 무동력이고, 개방 압력을 현장에서 조절할 수 있으며, 자체적인 유지보수 일정이 필요하지 않습니다.

데이터 시트를 비교할 때 신중하게 읽어야 할 숫자는 구배(Gradient)입니다. 구 버전 시트에는 한 시점에서 가장 뜨거운 지점과 가장 차가운 지점 사이의 격차로 측정된 균일도 수치가 기재되어 있습니다. 현재의 시험 방법 개정판에서는 이를 일정 기간 동안 임의의 두 점의 평균 온도를 비교하는 온도 구배로 대체했습니다. 이 두 가지는 상호 교환할 수 없으며, 이를 알리지 않고 방법을 전환한 공급업체는 변경되지 않은 챔버를 개선된 것처럼 보이게 할 수 있습니다. TOB-TH-80C는 ±1 °C의 구배와 ±2.0 °C의 편차를 함께 명시하고 있으므로 공간적 편차와 설정값으로부터의 오프셋이 모두 페이지에 나와 있습니다.

+150 °C 상한선은 셀 보관이 아닌 자격 인증 과정의 일부를 위한 것입니다. 셀 데이터 시트는 대개 60~85 °C에서 끝나지만, 모듈이나 팩 수준의 프로그램에는 건조 단계, 사전 조절 베이킹, 또는 100 °C 이상에 위치하는 자동차 프로파일의 고온 구간이 포함되는 경우가 많습니다. 130 °C 정격의 챔버는 도어가 열린 후 회복할 여유 마진 없이 120 °C에 도달하기 위해 최고 출력으로 가동되어야 합니다. 여기서 추가된 20 °C는 헤드룸(여유 공간)을 위한 것이며 헤드라인용이 아닙니다.

주요 엔지니어링 특성

• 전체 범위 제어, 끝부분의 사각지대 없음.-40~+150 °C 및 20~98 %RH는 범위 중간의 좁은 대역이 아니라 ±0.1 °C 및 ±0.1 %RH의 조절 가능한 제어 정밀도로 전체 구간에 걸쳐 제어 가능하다고 명시되어 있습니다.
• 열 및 습도에 대한 비접촉식 스위칭.컨트롤러는 SSR 솔리드 스테이트 릴레이를 통해 히터와 가습기를 모두 구동합니다. 모든 스위치 주기에 접촉기 아크가 발생하지 않으며, 이는 수일 동안 변조되는 프로파일에서 중요하고, 스위칭 해상도가 설정값 주변을 헌팅하는 대신 ±0.5 °C 변동을 유지할 수 있을 만큼 미세합니다.
• 제습용 친수성 필름 증발기.제습은 건조제가 아닌 냉각을 통해 이루어집니다. 공기가 이슬점 아래의 증발기를 통과하면 물이 떨어집니다. 핀 스톡에는 친수성 코팅이 되어 있어 응축수가 핀 틈새를 가로지르지 않고 미끄러져 내려가는데, 틈새가 막히면서 일반 알루미늄 코일의 효율이 떨어지는 문제를 방지합니다.
• 고정식 팬이 아닌 가변 풍량.공급은 상단 플리넘에서 부하를 통해 하단으로 배출되며, 임펠러 속도는 컨트롤러의 주파수 드라이브에 의해 설정됩니다. 따라서 풍량은 작업 공간이 얼마나 촘촘하게 채워져 있는지에 맞춰 조정할 수 있는 매개변수이며, 이는 구배를 제어하는 실질적인 수단입니다.
• 100 mm PU 단열재 및 열선 창.벽체 구조는 1.0 mm SUS 304 라이너와 분체 도장된 철제 외피 사이에 100 mm의 발포 폴리우레탄으로 이루어져 있습니다. 관찰 창은 자동으로 조절되는 전열 기능이 있는 다층 진공 유로 되어 있어, 안쪽에 성에가 끼거나 바깥쪽에 응축되는 현상 없이 -40 °C 및 85 %RH에서도 선명하게 유지됩니다.
• 두 개의 독립적인 과온 보호 장치.컨트롤러에는 자체 한계값이 있으며, 별도의 조절식 온도 보호기가 독립적으로 히터를 차단합니다. 하나의 장치는 프로파일을 보호하고, 다른 장치는 컨트롤러 오작동 시 시료를 보호합니다.
• 수질은 나중에 추가되는 것이 아니라 지정된 입력 사항입니다.가습기는 절연 저항 50 MΩ 이상의 물을 요구하며, 20L 탱크에는 레벨 게이지와 자동 리필 기능이 포함된 저수위 경보기가 있습니다. 스케일(물때)과 전도도는 습도 사양을 서비스 호출 상황으로 바꾸는 두 가지 고장 모드입니다.

작동 권장 사항, 유지보수 및 안전

1. 작동 전 및 작동 중

1. 먼저 물을 확인하십시오. 20 L 탱크를 순수한 물 또는 정수된 수돗물로 채우고, 수위 게이지가 저수위 선 위에 있는지 확인하고, 공급수가 가습기에서 요구하는 50 MΩ 절연 저항을 충족하는지 확인하십시오. 저수위 경보기는 실험이 아니라 히터를 보호합니다.
2. 규정된 한계까지 적재하십시오: 시료를 내부 용적의 2/5 이내 및 선반 면적의 2/5 이내로 유지하십시오. 그 이상으로 적재하면 공기가 설계대로 순환할 수 없어 ±1 °C 기울기 수치를 더 이상 유지할 수 없습니다.
3. 센서 리드선과 전원 케이블을 50 mm 테스트 홀을 통해 배선한 다음 실리콘 플러그와 스테인리스 스틸 커버를 다시 장착하십시오. 테스트 홀이 열려 있으면 상시 습기 누출이 발생하며, 원인을 찾기 오래전에 습도 편차로 나타나게 됩니다.
4. 독립형 과온 보호 장치를 프로필 최댓값보다 높고 시료가 손상되는 온도보다 낮게 설정하십시오. 이는 컨트롤러와 별개의 장치이며, 설정값을 설정점과 동일한 값으로 설정하면 冗長性(이중화) 기능이 무력화됩니다.
5. Soak 타이머를 시작하기 전에 챔버가 안정화되도록 두십시오. 변동(Fluctuation), 편차(Deviation), 기울기(Gradient)는 모두 안정화된 후의 인용 수치입니다. 설정점을 입력하는 순간 시작되는 타이머는 시험이 아니라 강온 시간(Pull-down)을 측정하게 됩니다.
6. 실내 조건을 기록하십시오. 정격 사양은 캐비닛 주위 환경이 5 ~ 30 °C 및 10 ~ 85 %RH임을 전제로 하며, 35 °C 실내에 있는 공랭식 챔버는 규정된 냉각 속도를 내지 못합니다.

2. 유지보수 및 안전

• 가습기. 정해진 일정에 따라 배수하고 청소하십시오. 스케일(물때)은 매달 습도 응답 속도가 느려지는 일반적인 원인이며, 오류 코드로 나타나기 훨씬 전에 눈으로 확인할 수 있습니다.
• 수조 및 급수. 지정된 수질의 물로 재충전하고, 수조를 장기간 건조한 상태로 두지 마십시오. 가습기가 활성화된 상태에서 수조가 비어 있는 상황에 대비해 저수위 보호 기능이 존재합니다.
• 응축기. 공랭식 응축기 핀에 먼지가 쌓이지 않도록 유지하십시오. 응축기가 막히면 먼저 냉각 시간이 길어지는 현상으로 나타나고, 이후에야 고압 차단(trip)이 발생합니다.
• 도어 실. 실리콘 가스켓과 도어 프레임을 닦아내고, 모서리 부분의 경화나 변형이 있는지 점검하십시오. 실이 누출되면 습도 손실이 발생하고 매 사이클마다 압력 평형 포트가 작동하게 됩니다.
• 테스트 홀 및 압력 평형 포트. 매 가동 후 플러그가 장착되어 있는지 확인하고, 평형 포트가 원활하게 열리는지 점검하십시오. 기계식 비전원 방식이므로 걸려서 작동하지 않더라도 보고되지 않습니다.
• 캐스터 및 수평 맞춤. 가동 전에 캐스터 4개를 모두 잠그십시오. 굴러갈 수 있는 챔버는 도어 실의 정렬을 틀어어지게 만들 수 있는 챔버입니다.
• 셀 이벤트 발생 후. 도어를 즉시 열지 마십시오. 연기 배기 포트를 통해 챔버를 환기시키고, 패널 램프 상태와 컨트롤러 로그를 확인한 후 실내를 환기하고 적절한 PPE(개인보호구)를 착용한 상태에서 개방하십시오. 잔류물은 시험 실패 샘플이 아닌 오염 물질로 취급하십시오.

셀 안전 라인에서 이 챔버 옆에는 보통 두 대의 기기가 놓입니다: 전기적 오용 시험을 위한 TOB-8102 온도 제어 배터리 단락 시험기와 기계적 오용 시험을 위한 TOB-SKT-10 배터리 기계적 충격 시험기입니다. 이 두 기기는 대부분의 셀 자격 검증 프로그램에서 디자인 출시 전 실시하는 세 가지 오용 범주를 커버합니다.

엔지니어링 FAQ

Q1: 셀 데이터시트는 보통 60 또는 85 °C에서 끝나는데, 왜 +150 °C 사양에 비용을 지불해야 하나요?

챔버가 상한선에서 사용되는 경우는 드물며, 바로 그 점이 핵심이기 때문입니다. 130 °C 정격 사양의 캐비닛에 120 °C 유지를 요청하면 여유 성능이 없어 문을 연 후 복구할 수 없고, 모든 고온 구간 전에 강온 시간이 길어집니다. 20 °C의 여유 성능 덕분에 동일한 장치로 건조 단계, 사전 조절 베이크, 또는 100 °C 이상인 모듈/차량용 프로필의 고온 구간도 실행할 수 있습니다. 프로그램이 85 °C를 넘지 않는다면 최고 온도가 이 챔버를 구매하는 이유가 아니며, 방폭 기능과 기울기가 구매 이유입니다.

Q2: 50 mm 테스트 홀이 하나뿐입니다. 내 배선에 충분할까요?

하나의 50 mm 포트는 열전대, 감지 리드선, 부하 케이블의 현실적인 번들을 수용할 수 있습니다. 단, 느슨하게 통과시키지 않고 밀봉된 글랜드가 있는 번들 형태로 구성된 경우에 한합니다. 설정에 별도의 전원 및 측정 피드스루가 필요한 경우 문의 단계에서 말씀해 주십시오. 포트 수량은 데이터시트에 고정되어 있으며, 두 번째 포트를 추가하는 것은 제작 시 결정 사항이지 현장 개조 사항이 아닙니다. 단일 포트에는 플러그와 스테인리스 스틸 커버가 기본으로 제공됩니다.

Q3: 이전 시트에는 균일도(uniformity)라고 되어 있었는데, 이 시트에는 기울기(gradient)라고 되어 있습니다. 어느 쪽이 더 좋은가요?

어느 쪽이 더 낫다고 할 수 없습니다. 서로 다른 것을 측정하며 시험 방법 개정으로 정의가 변경되었습니다. 균일도는 단일 시점에서 가장 뜨거운 지점과 가장 차가운 지점을 비교하므로 센서의 위치와 최근에 문을 열었는지 여부에 민감합니다. 기울기는 일정 기간 동안 임의의 두 지점의 평균 온도를 비교하므로 한 챔버와 다른 챔버를 비교할 수 있을 만큼 안정적입니다. 함정은 은근슬쩍 방법을 바꿔 개선된 것처럼 보이는 데이터시트입니다. 여기서는 기울기가 ±1 °C이고 편차가 ±2.0 °C로 둘 다 명시되어 있으므로 사용 중인 표준이 채택한 정의에 맞춰 수치를 대응시킬 수 있습니다.

Q4: 몇 주 동안 85 °C / 85 %RH를 유지할 수 있나요?

85 °C 및 85 %RH는 정격 범위인 20 ~ 98 %RH 및 -40 ~ +150 °C에 모두 포함되며, 해당 지점의 습도 편차는 두 구간 중 더 엄격한 ≤ +2 / -3 %RH로 명시되어 있습니다. 몇 주 동안 유지할 수 있는지를 결정하는 것은 사양이 아니라 물입니다. 수조는 지정된 수질의 물로 재충전되어야 하고, 가습기에는 스케일이 없어야 하며, 실내 환경은 5 ~ 30 °C 및 10 ~ 85 %RH를 유지해야 합니다. 장시간의 고온 다습 가동은 성능의 문제가 아니라 소모품 및 유지보수의 문제입니다.

Q5: 챔버 내부에서 셀 가스가 배출(vent)되면 실제로 어떤 일이 일어나나요?

가스가 셀에서 빠져나가 작업 공간의 압력이 상승하면, 기계식 평형 포트가 설정 압력에서 열리고 연기 배기 포트가 가스에 지정된 배출 경로를 제공합니다. 두 개의 방폭 체인이 압력 펄스로 인해 문이 튀어 열리지 않도록 도어를 잡아줍니다. 패널의 3색 램프가 실내에 이벤트를 알리고, 가스로 인해 온도가 상승하는 경우 독립형 과온 보호 장치가 히터를 차단합니다. 챔버는 이벤트를 차단하고 재사용 가능한 상태를 유지하도록 설계되었으며 압력 용기나 화재 시험 장비로 설계된 것이 아닙니다. 프로토콜에 소화 시스템이나 가스 세정 장치(scrubbing)가 필요한 경우 이는 다른 사양이므로 주문 전에 제기해야 합니다.

Q6: LAN 옵션이 필요한가요, 아니면 RS-485로 충분한가요?

RS-485는 하나의 챔버가 하나의 PC 또는 랩 데이터 로거와 통신하기에 충분하며, 패널의 표준 인터페이스입니다. LAN은 챔버가 여러 기기와 공유 네트워크에 연결되어야 할 때, 프로필 및 로그가 전용 PC 없이 중앙 시스템에 전달되어야 할 때, 또는 직접 이동하지 않고 원격으로 점검하기를 원할 때 선택하는 옵션입니다. 주문 단계에서 결정하십시오. 인터페이스는 컨트롤러와 함께 사양이 지정되므로 추후 개조하려면 패널을 교체해야 합니다.

셀 규격, 80리터 내부에 넣고자 하는 부하, 그리고 검증 중인 표준 또는 고객 프로필을 보내주시면 선반 배치와 단일 테스트 홀로 충분한지, 아니면 공장에서 출하되기 전에 두 번째 포트 제작이 필요한지 알려드리겠습니다.

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

검토자: Science Wang, 식스 시그마 블랙 벨트, 배터리 라인 | 최종 수정일: 2026-10-23