배터리 셀 신뢰성 테스트용 온습도 챔버

온습도 챔버 - TOB-TH-80C

80 L 작업 공간, -40 ~ +150 °C 및 20 ~ 98 %RH, 셀 테스트를 위한 방폭 체인, 연기 배출구 및 3색 경보등 탑재

제품 개요 및 주요 용도

온습도 챔버는 실험실이 규정된 공차 내에서 유지할 수 있는 온도와 습도에서 제품이 실제 사용 중에 접하게 될 기후를 재현하여, 고장이 날씨가 아닌 제품 자체의 원인으로 발생했음을 파악할 수 있도록 합니다. TOB-TH-80C는 배터리 셀, 자동차 부품, 전기 및 전자 제품, 부품 및 소재를 위한 80리터 챔버입니다. 이 장비는 표준 기반 자격 시험 또는 연속 생산 스크리닝을 위해 고온, 저온, 고저온 사이클링 및 항온항습 프로파일을 실행합니다.

-40 ~ +150 °C 및 20 ~ 98 %RH의 범위를 지원하며, 조건이 안정화된 후 작업 공간 전반에 걸쳐 온도 변동은 ±0.5 °C, 편차는 ±2.0 °C, 습도 변동은 ±2 %RH 내로 유지되고 온도 구배는 ±1 °C를 넘지 않습니다. 가열은 전체 범위에서 분당 평균 1 ~ 3 °C, 냉각은 분당 0.7 ~ 1 °C이며, 둘 다 비선형이고 부하가 없는 상태를 기준으로 명시되어 있습니다.

이 챔버가 일반 범용 기후 챔버와 다른 점은 셀에 이상이 발생했을 때의 대처 방식에 있습니다. 도어에는 두 개의 방폭 체인이 장착되어 있고, 챔버에는 연기 배출구와 패널의 3색 경보 램프가 있으며, 내부 압력이 설정값에 도달하면 기계식 압력 균형 포트가 스스로 열리므로 챔버가 밀폐된 압력 용기로서 충격을 견딜낼 필요가 없습니다. 두 개의 단열 선반과 실리콘 플러그 및 스테인리스 스틸 커버가 있는 단일 50 mm 테스트 홀로 작업 공간이 구성되어 있습니다.

주요 용도:

• 리튬 이온, 나트륨 이온 및 전고체 셀을 대상으로 고저온 노출, 온도 사이클링 또는 항온항습 시험을 수행하는 셀 제조업체 및 테스트 실험실
• 부품이 장착될 차량과 동일한 프로파일을 견뎌야 하는 자동차 부품 및 모듈 검증
• GB/T 2423 형식 시험 조건에 따라 테스트되는 전기 및 전자 제품, 부품 및 소재
• 온도 스윕 전반에 걸쳐 용량 감소, SEI 열화 및 가스 발생에 대해 새로운 화학 조성을 스크리닝하는 R&D 그룹
• 모든 로트에서 동일한 프로파일이 반복되며 야간에도 무인으로 챔버를 유지해야 하는 수입 및 공정 중 품질 관리
• 벤치탑 오븐 대신 제어된 기후 환경이 필요한 소재, 코팅 및 분리막 공급업체

이 제품은 열충격 챔버가 아닌 항온항습 챔버입니다. 가열 시 분당 1 ~ 3 °C, 냉각 시 분당 0.7 ~ 1 °C의 속도로 설정값 사이를 이동하며, 이는 자격 시험 소크 및 항온항습에 적합한 속도입니다. 이 장비는 2존 공기 이송 장치가 아니며 열충격 테스트와 같은 수 초 단위의 전환을 제공하지 않습니다. 표준 규격에서 두 고정 온도 간의 빠른 전환을 요구하는 경우, 배터리 안전성 테스트용 온도 사이클링 테스터가 더욱 적합한 장비입니다.

테스트 룸 내의 TOB-TH-80C: 너비 650 mm, 높이 1650 mm, 깊이 1270 mm이며, 4개의 잠금형 캐스터로 지지됩니다.

셀 포맷, 테스트 부하의 질량 및 자격 시험 기준을 알려주시면, 주문 전에 챔버 볼륨, 선반 레이아웃 및 테스트 홀 구성을 확인해 드립니다.

상세 사양

아래 표는 카탈로그 요약이 아닌 실제 제작된 챔버의 사양입니다. 용량 및 유틸리티 수치가 먼저 나오고, 온도, 습도, 구조, 그리고 프로파일의 기반이 되는 표준 순으로 이어집니다. 20 kg의 셀이 내부재된 상태에서 도달하는 챔버와 빈 상태에서 도달하는 챔버는 완전히 다른 장비이므로, 모든 정격 수치는 첫 번째 표에 명시된 테스트 조건(빈 작업 공간, 시료 무게 없음, 시료 열부하 없음) 하에서 측정된 값입니다.

1. 용량, 치수 및 유틸리티

너비 400 mm, 높이 500 mm, 깊이 400 mm의 작업 공간 내부: 1.0 mm SUS 304 벽면, 각각 20 kg 이상의 하중을 견디는 두 개의 단열 선반, 그리고 부하를 향해 공기를 아래로 공급하는 급기 플리넘.

2. 온도 성능

3. 습도 성능

TOB-TH-80C의 온도 및 습도 제어 구역: 단일 85/85 지점이 아니라 사용 가능한 온도 범위 전체에 걸쳐 유지되는 20 ~ 98 %RH.

4. 구조 및 자재

우측 패널에는 TFT 터치 컨트롤러, 전원 및 조명 스위치, 과열 보호기 및 RS-485 포트가 있으며, 방폭 체인은 도어 모서리 옆에 장착되어 있습니다.

5. 프로파일의 기준 표준

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

전기 및 기계 부품

아래 부품들은 챔버가 허용 오차 범위 내에 유지되는 시간과 문 개방 또는 부하 변경 후 회복되는 속도를 결정합니다. 데이터시트에 브랜드가 명시된 경우 인쇄되어 있으며, 명시되지 않은 경우 추측으로 채우는 대신 칸을 비워 둡니다.

배송 요구 사항을 충족하기 위해 공급업체는 위의 표에 명시된 정격 성능이 유지되는 한 동등 등급 부품으로 부품을 교체할 수 있는 권리를 보유합니다. 자체 자격 인증 또는 예비 부품 정책에 따라 특정 브랜드를 지정해야 하는 경우 문의 단계에서 알려주시면 주문 사양서에 확정됩니다.

고장 난 셀이 챔버 사양을 변경하는 이유

대부분의 환경 챔버는 플라스틱 하우징이 노랗게 변색되고, 솔더 조인트에 균열이 생기고, 디스플레이에 성에가 끼는 등 비교적 완만하게 고장 나는 제품을 위해 구입됩니다. 리튬 이온 셀은 완만하게 고장 나지 않습니다. 특정 온도를 초과하면 발열 연쇄 반응이 시작되어 전해액이 가연성 가스로 배출되며, 밀폐된 80리터 상자 내부에서는 그 가스가 갈 곳이 없습니다. 그러면 캐비닛 자체가 압력 용기가 되고, 기기에서 가장 지지대가 없는 패널인 도어가 가장 취약한 지점이 됩니다. 폭발 방지 항목에 나열된 모든 기계적 기능은 카탈로그에 글머리 기호 목록이 필요해서가 아니라 바로 이러한 시퀀스 때문에 존재합니다.

두 가지 방폭 체인은 첫 번째 레이어입니다. 도어가 방 안으로 확 열리도록 내버려두는 대신 압력 펄스에 대항하여 도어를 지탱해주며, 이는 벤팅된 셀과 투사체의 차이입니다. 연기 배출구는 두 번째 레이어로, 도어 씰을 통과하는 대신 제어된 지점에서 작업 공간 밖으로 가스가 나갈 수 있는 명확한 경로를 제공합니다. 패널의 삼색 램프는 세 번째 레이어로, 야간 테스트 실행 시 가장 중요한 부분입니다. 셀에 문제가 생겼을 때 챔버는 보통 무인 상태이며, 실험실 건너편에서도 읽을 수 있는 램프는 아무도 보지 않는 로그 기록보다 훨씬 가치가 있습니다.

압력 균형 포트는 반대 방향으로 작동하며, 저렴한 캐비닛에서 가장 자주 누락되는 기능입니다. 20 °C ~ 85 °C 및 85 %RH의 항온항습 프로파일은 공기가 가열되고 수증기가 주입됨에 따라 작업 공간 내부의 압력을 지속적으로 변경합니다. 균형 포트가 없으면 도어 씰이 그 부하를 흡수하게 되는데, 씰은 소모품이므로 경화되고 변형되며, 1년 차에 검증을 통과한 챔버가 3년 차에는 모서리에서 습기를 누출하기 시작합니다. 여기에 있는 포트는 기계식이자 무전원 방식이며, 개방 압력을 현장에서 조절할 수 있고 자체적인 유지보수 일정이 필요 없습니다.

기울기는 데이터시트를 비교할 때 주의깊게 읽어야 하는 수치입니다. 구형 시트에서는 한 시점에서 가장 뜨거운 지점과 가장 차가운 지점 사이의 확산으로 측정되는 균일성 수치를 인용하지만, 최신 테스트 방법 개정판에서는 일정 기간 동안 임의의 두 점의 평균 온도를 비교하는 온도 기울기로 이를 대체했습니다. 두 수치는 상호 호환되지 않으며, 변경 사항을 알리지 않고 방법을 전환한 공급업체는 변경되지 않은 챔버를 개선된 것처럼 보이게 할 수 있습니다. TOB-TH-80C는 ±1 °C의 기울기와 ±2.0 °C의 편차를 함께 인용하므로 공간적 확산과 설정값에서의 오프셋이 모두 페이지에 명시되어 있습니다.

+150 °C 상한선은 셀 보관이 아닌 자격 인증 항목을 위한 것입니다. 셀 데이터시트는 대개 60 ~ 85 °C에서 끝나지만, 모듈이나 팩 수준의 프로그램에는 건조 단계, 사전 조절 베이킹, 또는 100 °C를 초과하는 자동차 프로파일의 고온 구간이 포함되는 경우가 많습니다. 130 °C 정격의 챔버는 도어 개방 후 회복을 위한 여유를 남기지 못한 채 120 °C에 도달하기 위해 최고 출력으로 가동되어야 합니다. 여기서 추가된 20 °C는 헤드룸이며 헤드라인이 아닙니다.

핵심 엔지니어링 특성

• 전 범위 제어, 양끝단에서의 사각지대 없음. -40 ~ +150 °C 및 20 ~ 98 %RH는 범위 중간의 좁은 대역이 아니라 전체 구간에 걸쳐 제어 가능하다고 명시되어 있으며, 제어 정밀도는 ±0.1 °C 및 ±0.1 %RH로 조절 가능합니다.
• 열 및 습도에 대한 비접촉식 스위칭. 컨트롤러는 SSR 고체 계전기를 통해 히터와 가습기를 모두 구동합니다. 모든 스위치 주기마다 접촉기 아크가 발생하지 않으며, 이는 수일 동안 변조되는 프로파일에서 중요하고, 스위칭 해상도가 충분히 정밀하여 설정값 주변을 헌팅하는 대신 ±0.5 °C 변동을 유지할 수 있습니다.
• 제습을 위한 친수성 필름 증발기. 제습은 건조제가 아닌 냉각을 통해 이루어집니다. 공기가 이슬점 아래의 증발기를 통과하면서 물이 떨어져 나갑니다. 핀 스톡에는 친수성 코팅이 되어 있어 응축수가 핀 간격을 가로지르는 대신 흘러내리며, 간격이 메워짐에 따라 효율이 떨어지는 일반 알루미늄 코일의 문제를 해결합니다.
• 고정형 팬이 아닌 가변 풍량. 공급은 상단 플레넘에서 부하를 통해 하단으로 배출되며, 임펠러 속도는 컨트롤러의 주파수 드라이브에 의해 설정됩니다. 따라서 풍량은 작업 공간이 얼마나 촘촘하게 채워져 있는지에 맞출 수 있는 매개변수이며, 이는 기울기를 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. 관측창은 자동으로 조절되는 전열 기능이 있는 다층 진공 유리로 되어 있어, 내부 성에나 외부 결로 현상 없이 -40 °C 및 85 %RH에서 선명하게 유지됩니다.
• 두 개의 독립형 과온 보호 장치. 컨트롤러에는 자체 한계값이 있으며, 별도의 조절식 온도 보호기가 독립적으로 히터를 차단합니다. 하나의 장치는 프로파일을 보호하고, 다른 하나는 컨트롤러가 오독할 때 시료를 보호합니다.
• 수질은 나중에 추가되는 요소가 아니라 지정된 입력 사항입니다. 가습기는 50 MΩ 이상의 절연 저항을 가진 물을 요구하며, 20 L 탱크에는 수위 게이지와 자동 리필 기능이 있는 저수위 경보기가 있습니다. 물때와 전도도는 습도 사양을 서비스 요청으로 바꾸는 두 가지 고장 모드입니다.

작동 권장 사항, 유지보수 및 안전

1. 테스트 실행 전 및 실행 중

1. 물을 먼저 확인하십시오. 20 L 탱크에 순수 또는 정제된 수돗물을 채우고, 수위 게이지가 저수위선 위에 있는지 확인하며, 공급수가 가습기에서 요구하는 50 MΩ 절연 저항을 충족하는지 확인하십시오. 저수위 경보기는 실험이 아니라 히터를 보호합니다.
2. 지정된 한계까지만 적재하십시오. 검체를 내부 부피의 5/2 이내 및 선반 면적의 5/2 이내로 유지하십시오. 그 이상을 넘으면 공기가 설계된 대로 순환할 수 없으며 ±1 °C 편차는 더 이상 유지되지 않습니다.
3. 센서 리드선과 전원 케이블을 50 mm 테스트 홀을 통해 통과시킨 후, 실리콘 플러그와 스테인리스 스틸 커버를 다시 장착하십시오. 테스트 홀이 열려 있으면 영구적인 습기 누출이 발생하며, 원인이 밝혀지기도 전에 습기 편차로 나타나게 됩니다.
4. 독립형 과온 보호 장치를 프로파일 최고 온도보다는 높게, 시료가 손상되는 온도보다는 낮게 설정하십시오. 이는 제어기와는 별개의 장치이며, 설정값을 목표 온도와 동일하게 설정하면 이중화 기능이 무력화됩니다.
5. 소크 타이머를 시작하기 전에 챔버를 안정시키십시오. 변동, 편차 및 구배는 모두 안정화된 후에 측정됩니다. 목표 값을 입력한 순간에 타이머가 시작되면 테스트가 아니라 온도 강하 시간이 측정됩니다.
6. 실내 조건을 기록하십시오. 정격 사양은 챔버 주위 온도가 5~30 °C이고 상대 습도가 10~85 %RH인 조건을 가정하며, 35 °C의 방에 있는 공랭식 챔버는 명시된 냉각 속도를 내지 못합니다.

2. 유지보수 및 안전

• 가습기. 정해진 주기에 따라 물을 비우고 청소하십시오. 물때는 가습 응답 속도가 달마다 느려지는 일반적인 원인이며, 고장 코드가 발생하기 한참 전부터 눈으로 확인할 수 있습니다.
• 물탱크 및 급수. 지정된 수질의 물로 보충하고, 탱크를 오랜 시간 동안 마른 상태로 방치하지 마십시오. 가습기가 켜진 상태에서 탱크가 마르는 것은 저수위 보호 기능이 존재하는 이유입니다.
• 응축기. 공랭식 응축기 핀에 먼지가 쌓이지 않도록 청결하게 유지하십시오. 응축기가 막히면 처음에는 냉각 시간이 길어지다가 나중에 고압 트립이 발생합니다.
• 도어 씰. 실리콘 개스킷과 도어 프레임을 닦아내고 경화되었거나 모서리가 변형되지 않았는지 확인하십시오. 씰에서 누기 가 발생하면 습도가 손실되고 매 사이클마다 압력 균형 포트에 부하가 걸립니다.
• 테스트 홀 및 압력 균형 포트. 매 가동 후 마개가 끼워져 있는지 확인하고 균형 포트가 원활하게 열리는지 점검하십시오. 기계식 및 무전원 방식이므로 고착되더라도 경고해 주는 장치가 없습니다.
• 캐스터 및 수평 조절. 가동 전 네 개의 캐스터를 모두 잠그십시오. 움직일 수 있는 챔버는 도어 씰의 정렬을 어긋나게 만들 수 있는 챔버입니다.
• 셀 사고 발생 후. 즉시 문을 열지 마십시오. 연기 배기 포트를 통해 챔버를 환기시키고, 제어반 램프 상태와 제어기 로그를 확인한 후, 실내를 환기하고 적절한 개인 보호 장구(PPE)를 착용한 상태에서 문을 여십시오. 잔류물을 실패한 샘플이 아니라 오염된 물질로 취급하십시오.

셀 안전 라인에서 이 챔버 옆에는 보통 두 개의 기기가 놓여 있습니다: TOB-8102 온도 제어 배터리 단락 시험기전기적 오남용 사례의 경우, 그리고TOB-SKT-10 배터리 기계적 충격 시험기기계식의 경우는 그에 해당합니다. 두 시험은 대부분의 셀 인증 프로그램에서 설계가 출시되기 전에 거치는 세 가지 남용 범주를 모두 아우릅니다.

엔지니어링 FAQ

Q1: 셀 데이터시트는 보통 60°C 또는 85°C에서 끝납니다. 왜 +150°C까지 지원하는 제품에 비용을 지불해야 합니까?

챔버를 최고 온도 한계까지 사용하는 경우가 드물기 때문이며, 그것이 바로 핵심입니다. 130 °C 등급의 챔버에 120 °C를 유지하도록 요구하는 것은 아무런 여유 없이 한계치로 작동하는 것이며, 도어를 열었다 닫은 후 회복할 여유가 없고 고온 구간에 진입하기 전의 온도가 낮아지는 시간(pull-down)이 더 길어집니다. 20 °C의 여유 온도가 있기 때문에 동일한 장치로 건조 단계, 사전 컨디셔닝 베이킹, 또는 100 °C 이상의 모듈 및 자동차 프로필의 고온 구간까지 실행할 수 있는 것입니다. 진행하는 프로그램이 85 °C를 초과하지 않는다면, 이 챔버를 구매해야 하는 이유는 최고 온도 한계 때문이 아니라 방폭 기능과 온도 기울기 때문입니다.

Q2: 50 mm 시험용 홀이 하나뿐입니다. 이 정도면 배선에 충분합니까?

하나의 50 mm 포트는 케이블을 헐겁게 통과시키지 않고 밀봉된 글랜드와 함께 번들 형태로 구성한다면 열전대, 센스 리드, 부하 케이블의 현실적인 다발을 충분히 수용할 수 있습니다. 설정 시 별도의 전원 및 측정 피드스루가 필요한 경우 문의 단계에서 알려주셔야 합니다. 포트 수는 데이터시트에 고정되어 있으며, 두 번째 포트를 추가하는 것은 현장 개조가 아닌 제작 단계에서의 결정 사항입니다. 플러그와 스테인리스 스틸 커버는 단일 포트 사양에 기본으로 제공됩니다.

Q3: 이전 사양서에는 균일도(uniformity)라고 되어 있었는데, 이번 사양서에는 구배(gradient)라고 되어 있습니다. 어느 쪽이 더 좋은가요?

어느 쪽이 더 낫다고 할 수 없습니다. 두 수치는 서로 다른 것을 측정하며, 시험 방법이 개정되면서 정의가 변경되었습니다. 균일도는 특정 순간의 가장 뜨거운 지점과 가장 차가운 지점을 비교하므로 센서의 위치와 문을 얼마나 최근에 열었는지에 영향을 받습니다. 구배는 일정 기간 동안 임의의 두 지점 간 평균 온도를 비교하므로 챔버 간 비교에 충분할 만큼 안정적입니다. 함정은 은근슬쩍 방식을 바꾸어 성능이 향상된 것처럼 보이게 만드는 데이터시트입니다. 여기서는 구배가 ±1 °C이고 편차(deviation)가 ±2.0 °C로 둘 다 명시되어 있으므로 사용 중인 표준의 정의에 맞춰 수치를 매핑할 수 있습니다.

Q4: 85 °C / 85 %RH 조건을 수주일 동안 유지할 수 있나요?

85 °C 및 85 %RH는 정격 범위인 20 ~ 98 %RH 및 -40 ~ +150 °C 내에 포함되며, 해당 조건에서의 습도 편차는 더 좁은 대역인 ≤ +2 / -3 %RH로 명시되어 있습니다. 수주일 동안 유지되는지를 결정하는 것은 사양이 아니라 물입니다. 탱크에 규정된 수질의 물을 재충전해야 하고, 가습기에 물때가 끼지 않아야 하며, 실내 환경이 5 ~ 30 °C 및 10 ~ 85 %RH 내로 유지되어야 합니다. 장기간의 고온 다습(damp heat) 시험은 성능(capability)의 문제가 아니라 소모품 및 유지보수의 문제입니다.

Q5: 챔버 내부에서 셀이 통기(vent)되면 실제로 어떤 일이 일어나나요?

가스가 셀에서 배출되면 작업 공간 내부의 압력이 상승하고, 기계식 밸런스 포트가 설정 압력에서 열리며 연기 배기 포트를 통해 가스가 정해진 경로로 배출됩니다. 두 개의 방폭 체인은 압력 펄스로 인해 문이 튕겨 열리지 않도록 잡아줍니다. 패널의 3색 램프는 실내에 이 이벤트를 알리고, 독립적인 과온 보호 장치는 배출로 인해 온도가 상승할 경우 히터를 차단합니다. 챔버는 해당 이벤트를 차단하고 계속 사용할 수 있도록 설계되었으며, 압력 용기나 화재 시험 장비로 사용되도록 설계된 것은 아닙니다. 프로토콜상 소화 시스템이나 가스 세정(scrubbing)이 필요한 경우, 이는 별개의 사양이므로 발주 전에 제기해야 합니다.

Q6: LAN 옵션이 필요한가요, 아니면 RS-485로 충분한가요?

RS-485는 하나의 챔버가 하나의 PC 또는 실험실 데이터 로거와 통신하는 데 충분하며, 패널에 기본으로 제공되는 인터페이스입니다. LAN은 챔버가 여러 기기와 공유 네트워크에 연결되어야 하거나, 전용 PC 없이 프로필과 로그가 중앙 시스템으로 전송되어야 하거나, 장비가 멀리 떨어져 있어서 직접 이동하지 않고 상태를 확인하고자 할 때 선택하는 옵션입니다. 컨트롤러와 함께 인터페이스가 지정되며, 개조 시 패널을 교체해야 하므로 주문 단계에서 결정하십시오.

셀 폼 팩터, 80리터 내부에 넣고자 하는 부하, 그리고 자격 인증을 진행할 표준 또는 고객 프로필을 보내주시면, 선반 레이아웃과 단일 시험용 홀로 충분한지, 아니면 출고 전 추가 포트 제작이 필요한지 안내해 드리겠습니다.

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

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