鋰電池導(dǎo)熱系數(shù)測試采用的工作原理和實操步驟

一、杭州焦耳TCALIB鋰電池導(dǎo)熱系數(shù)測試儀工作原理  

核心原理：儲熱-放熱兩狀態(tài)法+三維非穩(wěn)態(tài)傳熱反演算法（焦耳自研） 

熱量傳遞速率與溫度梯度、導(dǎo)熱系數(shù)正相關(guān)；鋰電池為正交各向異性多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，面向（極片堆疊平面）、縱向（厚度）導(dǎo)熱系數(shù)差異極大，常規(guī)單點測溫設(shè)備無法同步測出雙方向參數(shù)。  

兩階段熱激勵機制  

儲熱階段：恒溫腔體將鋰電池整體加熱至均勻初始溫度，電池內(nèi)部電芯、外殼完成全域熱平衡，消除初始溫差干擾；  

放熱階段：設(shè)備底部水冷冷板快速階躍降溫，電池底部形成穩(wěn)定低溫邊界，電芯內(nèi)部熱量持續(xù)向冷板傳導(dǎo)，外殼表面形成連續(xù)溫度梯度場。  

紅外非接觸全域測溫  

搭載高分辨率紅外熱像儀，無接觸采集電池全表面空間溫度分布+全程溫度時序變化曲線，區(qū)別于傳統(tǒng)單點熱電偶測溫，海量溫度數(shù)據(jù)支撐高精度建模。  

三維數(shù)值反演求解  

內(nèi)置電池非均質(zhì)有限元傳熱模型，區(qū)分鋁殼/鋁塑膜外殼、疊片卷芯兩大結(jié)構(gòu)；將紅外采集的動態(tài)溫度場導(dǎo)入算法，同步反演4組核心熱參數(shù)：電芯面向?qū)嵯禂?shù)、電芯縱向?qū)嵯禂?shù)、芯殼接觸換熱熱阻、電池整體等效導(dǎo)熱系數(shù)，無需拆解電芯，完整還原電池真實服役傳熱狀態(tài)。  

設(shè)備核心優(yōu)勢原理補充  

無需破壞電池、適配軟包/方形/圓柱全品類電芯；規(guī)避HotDisk、穩(wěn)態(tài)平板法只能測單一方向、樣品受限、破壞電池的缺陷，測量重復(fù)性誤差＜3%。  

二、完整標(biāo)準化操作流程（杭州焦耳設(shè)備實操步驟）  

步驟1：測試前準備與樣品核查  

外觀檢查：鋰電池?zé)o鼓包、漏液、破損，極柱絕緣防護到位，記錄電池型號、容量、尺寸、SOC狀態(tài)；  

環(huán)境校準：開機預(yù)熱設(shè)備30min，設(shè)定腔體基礎(chǔ)恒溫溫度（常規(guī)25℃/45℃/60℃工況可選），水冷機組開啟，校準紅外熱像儀測溫精度；  

樣品放置：將電池平整置于設(shè)備水冷冷板平臺，底部貼合導(dǎo)熱硅膠墊消除接觸熱阻，固定限位工裝防止位移，遮擋無關(guān)熱源避免紅外干擾。  

步驟2：儲熱均衡階段設(shè)置與運行  

軟件錄入樣品參數(shù)：電池長寬厚、外殼材質(zhì)、電芯疊片層數(shù)、密度、比熱容；  

設(shè)置儲熱目標(biāo)溫度與保溫時長，設(shè)備封閉恒溫腔體，自動加熱，實時監(jiān)測電池表面溫差；  

系統(tǒng)判定全域溫差＜0.1℃時，自動結(jié)束儲熱，進入放熱測試階段。  

步驟3：放熱熱激勵與紅外數(shù)據(jù)采集  

冷板啟動階躍冷卻，快速降低底面溫度，建立穩(wěn)定上下溫差傳熱通道；  

紅外熱像儀持續(xù)拍攝，每秒采集多幀全域溫度云圖，同步存儲溫度-時間、溫度-坐標(biāo)全部原始數(shù)據(jù)；  

軟件實時監(jiān)控溫度梯度變化，待溫度場變化趨于平緩后，自動終止采集。  

步驟4：數(shù)據(jù)反演計算與參數(shù)輸出  

內(nèi)置三維傳熱算法自動導(dǎo)入全部測溫數(shù)據(jù)，分離外殼與電芯傳熱貢獻，迭代求解各向異性導(dǎo)熱系數(shù)；  

自動生成報告：面向?qū)嵯禂?shù)、縱向?qū)嵯禂?shù)、芯殼接觸熱阻、等效整體導(dǎo)熱系數(shù)、溫度變化曲線、紅外溫度云圖；  

支持多組樣品平行測試，批量導(dǎo)出Excel原始數(shù)據(jù)、PDF檢測報告，可對接電池?zé)岱抡孳浖?nbsp; 

步驟5：測試后收尾  

腔體升溫恢復(fù)常溫，取出電池，清理冷板導(dǎo)熱墊片；  

導(dǎo)出、歸檔測試數(shù)據(jù)，關(guān)閉水冷、紅外相機、主機電源。