Enceinte climatique d'essais de température et d'humidité pour les tests de fiabilité des cellules de batterie

Enceinte climatique de température et d'humidité - TOB-TH-80C

Espace de travail de 80 L, -40 à +150 °C et 20 à 98 % d'humidité relative, avec chaînes antidéflagrantes, évent de fumée et alarme tricolore pour les tests de cellules

Aperçu du produit et applications idéales

Une enceinte climatique de température et d'humidité reproduit le climat qu'un produit rencontrera en service, à une température et une humidité que le laboratoire peut maintenir selon une tolérance établie, de sorte qu'une défaillance puisse être attribuée au produit plutôt qu'à la météo. Le modèle TOB-TH-80C est une enceinte de 80 litres pour les cellules, les pièces automobiles, les produits électriques et électroniques, les composants et les matériaux. Il exécute des profils de haute température, de basse température, de cyclage thermique (haut-bas) et de chaleur humide, que ce soit pour une qualification basée sur des normes ou pour un criblage de production continu.

Il couvre une plage de -40 à +150 °C et de 20 à 98 % d'humidité relative, avec une température maintenue à ±0,5 °C de fluctuation et ±2,0 °C de déviation, une humidité maintenue à ±2 % d'humidité relative de fluctuation, et un gradient de température ne dépassant pas ±1 °C dans tout l'espace de travail une fois les conditions stabilisées. Le chauffage s'établit en moyenne de 1 à 3 °C par minute et le refroidissement de 0,7 à 1 °C par minute sur toute la plage, tous deux non linéaires et indiqués sans charge.

Ce qui distingue cette armoire d'une enceinte climatique universelle, c'est ce qui se produit en cas de défaillance d'une cellule. La porte est munie de deux chaînes antidéflagrantes, l'enceinte dispose d'un orifice d'évacuation des fumées et d'un voyant d'alarme tricolore sur le panneau, et un orifice d'équilibrage de pression mécanique s'ouvre de lui-même dès que la pression interne atteint sa valeur de consigne, de sorte que l'armoire n'a jamais à résister à l'événement en tant que récipient sous pression étanche. Deux étagères isolées et un unique orifice de test de 50 mm avec bouchon en silicone et couvercle en acier inoxydable complètent l'espace de travail.

Idéal pour :

• Les fabricants de cellules et les laboratoires d'essais effectuant des expositions aux hautes et basses températures, des cyclages thermiques ou des essais de chaleur humide sur des cellules lithium-ion, sodium-ion et à l'état solide
• La validation de pièces et de modules automobiles, où un composant doit résister au même profil que le véhicule dans lequel il est installé
• Les produits, composants et matériaux électriques et électroniques testés selon les conditions d'essai de type GB/T 2423
• Les groupes de R&D évaluant de nouvelles chimies pour la perte de capacité, la dégradation de l'interface SEI et le dégagement de gaz lors d'un balayage en température
• Le contrôle qualité à la réception et en cours de fabrication, où le même profil est répété sur chaque lot et où l'enceinte doit le maintenir sans surveillance pendant la nuit
• Les fournisseurs de matériaux, de revêtements et de séparateurs qui ont besoin d'un climat contrôlé plutôt que d'une étuve de paillasse

Il s'agit d'une enceinte à climat constant, et non d'une enceinte de choc thermique. Elle se déplace entre les points de consigne à raison de 1 à 3 °C par minute lors du chauffage et de 0,7 à 1 °C par minute lors du refroidissement, ce qui constitue la vitesse correcte pour une stabilisation de qualification et pour la chaleur humide ; ce n'est pas une machine de transfert d'air à deux zones et elle ne fournira pas la transition en quelques secondes d'un test de choc thermique. Si votre norme exige un transfert rapide entre deux températures fixes, le testeur de cyclage thermique pour les tests de sécurité des batteries est l'instrument le plus approprié.

TOB-TH-80C sur la zone de test : 650 mm de large, 1650 mm de haut et 1270 mm de profondeur, montée sur quatre roulettes verrouillables.

Indiquez-nous le format de la cellule, la masse de votre charge d'essai et la norme selon laquelle vous effectuez la qualification, et nous confirmerons le volume de l'enceinte, la disposition des étagères et la configuration de l'orifice de test avant votre commande.

Spécifications complètes

Les tableaux ci-dessous présentent l'enceinte telle qu'elle est construite, et non un résumé de catalogue. Les chiffres relatifs à la capacité et aux utilités viennent en premier, puis la température, l'humidité, la construction, et enfin les normes dont sont tirés les profils. Chaque chiffre nominal est indiqué dans les conditions d'essai énoncées dans le premier tableau — espace de travail vide, sans poids d'échantillon et sans charge thermique d'échantillon — car une enceinte qui atteint un point de consigne avec 20 kg de cellules à l'intérieur et une autre qui l'atteint à vide constituent deux machines différentes.

1. Capacité, dimensions et utilités

À l'intérieur de l'espace de travail de 400 mm de large, 500 mm de haut et 400 mm de profondeur : parois en acier inoxydable SUS 304 de 1,0 mm, deux étagères isolées pouvant supporter plus de 20 kg chacune, et le plénum d'alimentation qui achemine l'air vers le bas à travers la charge.

2. Performance en température

3. Performance en humidité

La zone de contrôle de la température et de l'humidité du TOB-TH-80C : 20 à 98 %HR maintenus sur toute la plage de température utilisable, et non un seul point 85/85.

4. Construction et Matériaux

Le panneau de droite comporte le régulateur tactile TFT, les interrupteurs d'alimentation et d'éclairage, le protecteur de surtempérature et le port RS-485 ; les chaînes antidéflagrantes sont montées à côté, sur le bord de la porte.

5. Normes dont sont issus les profils

Les dimensions hors tout sont approximatives et sont confirmées par rapport au dessin final avant l'expédition. Les dimensions intérieures correspondent au volume utile dégagé ; prévoyez de l'espace pour la profondeur du plénum derrière le panneau arrière et pour le débattement de la porte à l'avant. Les normes énumérées sont les sources de profil citées dans la fiche technique ; si votre qualification relève de IEC 60068-2-1, -2-2, -2-30 ou d'un profil spécifique au client, envoyez-le avec la demande et nous confirmerons si l'enceinte peut l'exécuter.

Composants électriques et mécaniques

Les pièces ci-dessous déterminent combien de temps la chambre reste dans sa plage de tolérance, et la rapidité avec laquelle elle récupère après l'ouverture d'une porte ou un changement de charge. Lorsque la fiche technique nomme une marque, elle est imprimée ; lorsqu'elle ne le fait pas, la cellule est laissée vide plutôt que remplie par une supposition.

Pour répondre aux exigences de livraison, le fournisseur se réserve le droit de remplacer un composant par une pièce de qualité équivalente, à condition que les performances nominales des tableaux ci-dessus restent inchangées. Indiquez-nous au stade de la demande si votre propre politique de qualification ou de pièces de rechange impose une marque, et cela sera confirmé dans la spécification de la commande.

Pourquoi une cellule défaillante modifie la spécification de l'enceinte

La plupart des enceintes climatiques sont achetées pour des produits qui subissent des pannes sans gravité : un boîtier en plastique jaunit, un joint de soudure se fissure, un écran s'embue. Une cellule lithium-ion ne tombe pas en panne sans gravité. Au-dessus d'une certaine température, elle amorce une réaction exothermique en chaîne qui libère de l'électrolyte sous forme de gaz inflammable, et à l'intérieur d'une boîte étanche de 80 litres, ce gaz n'a nulle part où aller. L'armoire devient alors un récipient sous pression, et la porte — le plus grand panneau non soutenu de la machine — devient le point le plus faible. Chaque caractéristique mécanique répertoriée sous la protection contre les explosions existe en raison de cette séquence, et non parce qu'un catalogue avait besoin d'une liste à puces.

Les deux chaînes antidéflagrantes constituent la première couche. Elles retiennent la porte contre une impulsion de pression au lieu de la laisser s'ouvrir brusquement dans la pièce, ce qui fait la différence entre une cellule dégazée et un projectile. L'orifice d'évacuation des fumées est le second : il offre au gaz une trajectoire définie pour sortir de l'espace de travail en un point contrôlé plutôt que par le joint de porte. Le voyant tricolore sur le panneau est le troisième, et c'est celui qui compte pour les cycles nocturnes — l'enceinte est généralement sans surveillance lorsqu'une cellule cède, et un voyant lisible depuis l'autre bout du laboratoire vaut plus qu'un journal d'événements que personne ne regarde.

L'orifice d'équilibrage de la pression fonctionne dans l'autre sens, et c'est la caractéristique le plus souvent omise dans une armoire bon marché. Un profil de chaleur humide de 20 °C à 85 °C et 85 % d'humidité relative modifie en permanence la pression à l'intérieur de l'espace de travail à mesure que l'air se réchauffe et que de la vapeur d'eau est injectée. Sans orifice d'équilibrage, le joint de porte absorbe cette charge, et le joint est un élément d'usure : il durcit, prend une déformation permanente, et une enceinte dont la validation a réussi la première année commence à laisser fuir l'humidité dans les coins la troisième année. L'orifice ici est mécanique et non motorisé, sa pression d'ouverture est réglable sur site et ne nécessite aucun calendrier de maintenance propre.

Le gradient est la valeur à lire attentivement lors de la comparaison des fiches techniques. Les anciennes fiches indiquent un chiffre d'uniformité, pris comme l'écart entre le point le plus chaud et le point le plus froid à un moment donné ; les révisions actuelles des méthodes d'essai l'ont remplacé par un gradient de température, qui compare la température moyenne de deux points quelconques sur une période. Les deux ne sont pas interchangeables, et un fournisseur qui a changé de méthode sans le dire peut donner l'impression d'avoir amélioré une enceinte qui n'a pas changé. Le TOB-TH-80C indique un gradient de ±1 °C ainsi qu'un écart de ±2,0 °C, de sorte que la dispersion spatiale et le décalage par rapport à la consigne figurent tous deux sur la page.

Le plafond à +150 °C est présent pour les parties d'une qualification qui ne concernent pas le stockage de cellules. Les fiches techniques des cellules s'arrêtent généralement entre 60 et 85 °C, mais un programme au niveau du module ou du pack comprend souvent une étape de séchage, une cuisson de préconditionnement ou la tranche à haute température d'un profil automobile qui dépasse 100 °C. Une enceinte conçue pour 130 °C doit fonctionner à pleine puissance pour atteindre 120 °C, sans marge restante pour la récupération après l'ouverture d'une porte ; les 20 °C supplémentaires ici constituent une marge de sécurité, pas un argument marketing.

Caractéristiques techniques clés

• Contrôle sur toute la plage, pas de bande morte aux extrémités.Les plages de -40 à +150 °C et de 20 à 98 % d'humidité relative sont données comme contrôlables sur l'ensemble de la plage, avec une précision de contrôle réglable de ±0,1 °C et ±0,1 % d'humidité relative, plutôt que comme une bande étroite au milieu de la plage.
• Commutation sans contact sur la chaleur et l'humidité.Le contrôleur pilote à la fois l'élément chauffant et l'humidificateur via des relais statiques SSR. Il n'y a pas d'arc de contacteur à chaque cycle de commutation, ce qui importe pour un profil qui module pendant des jours, et la résolution de commutation est suffisamment fine pour maintenir une fluctuation de ±0,1 °C plutôt que d'osciller autour de la consigne.
• Évaporateur à film hydrophile pour la déshumidification.La déshumidification est effectuée par refroidissement, et non par déshydratant : l'air passe sur un évaporateur en dessous de son point de rosée et l'eau se condense. Le bloc d'ailettes est doté d'un revêtement hydrophile, de sorte que les condensats s'écoulent au lieu de combler les espaces entre les ailettes, ce qui est le cas où un serpentin en aluminium ordinaire perd de son efficacité à mesure que les espaces se remplissent.
• Volume d'air variable, et non un ventilateur fixe.L'alimentation provient d'un plénum supérieur traversant la charge vers le bas, avec un retour en bas, et la vitesse de la turbine est réglée par un variateur de fréquence provenant du contrôleur. Le volume d'air est donc un paramètre qui peut être adapté à la densité de remplissage de l'espace de travail, ce qui constitue le levier pratique sur le gradient.
• Isolation en PU de 100 mm et fenêtre chauffante.La structure de la paroi est constituée de 100 mm de polyuréthane expansé entre une doublure en SUS 304 de 1,0 mm et une coque en acier laqué. La fenêtre d'observation est en verre sous vide multicouche avec chauffage électrique qui s'ajuste automatiquement, de sorte qu'elle reste claire à -40 °C et à 85 % d'humidité relative au lieu de givrer à l'intérieur ou de se bue à l'extérieur.
• Deux dispositifs de surchauffe indépendants.Le contrôleur a sa propre limite, et un protecteur de température réglable séparé coupe l'élément chauffant de manière indépendante. Un dispositif protège le profil ; l'autre protège l'échantillon lorsque le contrôleur fait une lecture erronée.
• La qualité de l'eau est une entrée spécifiée, et non une arrière-pensée.L'humidificateur demande de l'eau avec une résistance d'isolement supérieure à 50 MΩ, et le réservoir de 20 L est doté d'un indicateur de niveau et d'une alarme de niveau bas avec remplissage automatique. Le tartre et la conductivité sont les deux modes de défaillance qui transforment une spécification d'humidité en appel de service.

Recommandations d'utilisation, maintenance et sécurité

1. Avant et pendant un cycle

1. Vérifiez d'abord l'eau. Remplissez le réservoir de 20 L avec de l'eau pure ou de l'eau du robinet purifiée, confirmez que l'indicateur de niveau se trouve au-dessus de la ligne de niveau bas et confirmez que l'alimentation répond à la résistance d'isolement de 50 MΩ demandée par l'humidificateur. L'alarme de niveau bas protège l'élément chauffant, et non l'expérience.
2. Chargez jusqu'à la limite indiquée : maintenez l'échantillon dans les 2/5 du volume intérieur et dans les 2/5 de toute surface de rayonnage. Au-delà, l'air ne peut pas circuler comme prévu et le gradient de ±1 °C n'est plus la valeur que vous cherchez à atteindre.
3. Faites passer les câbles des capteurs et les câbles d'alimentation par le trou d'essai de 50 mm, puis remettez en place le bouchon en silicone et le couvercle en acier inoxydable. Un trou d'essai ouvert constitue une fuite permanente d'humidité et se manifestera sous forme d'écart d'humidité bien avant que quiconque n'en trouve la cause.
4. Réglez le protecteur de surchauffe indépendant au-dessus du maximum du profil et en dessous de la température à laquelle l'échantillon est endommagé. C'est un dispositif distinct du régulateur, et le régler sur la même valeur que la consigne annule la redondance.
5. Laissez l'enceinte se stabiliser avant de lancer le chronomètre de maintien. La fluctuation, l'écart et le gradient sont tous indiqués après stabilisation ; un minuteur démarré au moment où la consigne est entrée mesure la descente en température, et non l'essai.
6. Enregistrez les conditions de la pièce. Les caractéristiques supposent des températures de 5 à 30 °C et une humidité relative de 10 à 85 % autour de l'enceinte, et une enceinte refroidie par air dans une pièce à 35 °C n'atteindra pas sa vitesse de refroidissement annoncée.

2. Maintenance et sécurité

• Humidificateur. Vidangez-le et nettoyez-le selon un calendrier fixe. Le tartre est la cause habituelle d'une réponse en humidité qui devient plus lente mois après mois, et il est visible bien avant de se transformer en code de défaut.
• Réservoir d'eau et alimentation. Remplissez avec la qualité d'eau spécifiée et ne laissez pas le réservoir vide pendant de longues périodes. Un réservoir vide avec l'humidificateur activé est précisément la situation pour laquelle la protection contre le niveau d'eau bas existe.
• Condenseur. Maintenez les ailettes du condenseur refroidi par air exemptes de poussière. Un condenseur obstrué se manifeste d'abord par un temps de refroidissement plus long et seulement plus tard par un déclenchement haute pression.
• Joint de porte. Essuyez le joint en silicone et le cadre de la porte, et vérifiez l'absence de durcissement ou de déformation aux coins. Un joint qui fuit entraîne une perte d'humidité et sollicite l'orifice d'équilibrage de pression à chaque cycle.
• Trou d'essai et orifice d'équilibrage de pression. Confirmez que le bouchon est en place après chaque essai et vérifiez que l'orifice d'équilibrage s'ouvre librement. Il est mécanique et non motorisé, ce qui signifie également qu'aucun signal ne signale s'il se bloque.
• Roulettes et mise à niveau. Bloquez les quatre roulettes avant un essai. Une enceinte qui peut rouler est une enceinte qui peut déplacer un joint de porte hors de son alignement.
• Après un événement de cellule. N'ouvrez pas la porte immédiatement. Laissez l'enceinte se ventiler par l'orifice d'évacuation des fumées, vérifiez l'état du voyant du panneau et le journal du régulateur, puis ouvrez avec la pièce ventilée et l'EPI approprié. Traitez le résidu comme un matériau contaminé, et non comme un échantillon défectueux.

Deux instruments se trouvent généralement à côté de cette enceinte dans une ligne de sécurité de cellules : le TOB-8102 temperature control battery short circuit tester pour le cas d'abus électrique, et le TOB-SKT-10 battery mechanical shock tester pour le cas mécanique. À eux deux, ils couvrent les trois catégories d'abus que la plupart des programmes de qualification de cellules exécutent avant qu'un modèle ne soit validé.

FAQ technique

Q1 : Les fiches techniques des cellules s'arrêtent généralement à 60 ou 85 °C. Pourquoi payer pour +150 °C ?

Parce que l'enceinte est rarement utilisée à son plafond, et c'est bien là l'objectif. Une enceinte conçue pour 130 °C à laquelle on demande de maintenir 120 °C fonctionne à sa limite, sans aucune réserve pour récupérer après l'ouverture d'une porte, et avec une descente en température plus longue avant chaque palier de haute température. La marge de 20 °C est ce qui permet à la même unité d'exécuter également une étape de séchage, un pré-conditionnement thermique ou la partie haute température d'un profil de module ou d'automobile qui dépasse 100 °C. Si votre programme ne dépasse jamais 85 °C, le plafond thermique n'est pas la raison d'acheter cette enceinte — la protection contre les explosions et le gradient le sont.

Q2 : Il n'y a qu'un seul trou d'essai de 50 mm. Est-ce suffisant pour mon câblage ?

Un seul orifice de 50 mm peut accueillir un faisceau réaliste de thermocouples, de fils de mesure et de câbles de charge, à condition que le faisceau soit assemblé de manière compacte avec un presse-étoupe étanche plutôt que d'être passé en vrac. Si votre installation nécessite des traversées d'alimentation et de mesure séparées, signalez-le lors de la demande : le nombre d'orifices est fixe dans la fiche technique, et l'ajout d'un deuxième orifice est une décision prise lors de la fabrication, et non une modification sur site. Le bouchon et le couvercle en acier inoxydable sont fournis en série avec le port unique.

Q3 : L'ancienne fiche parlait d'uniformité. Celle-ci parle de gradient. Lequel est le mieux ?

Aucun n'est meilleur ; ils mesurent des choses différentes et la révision de la méthode d'essai a modifié la définition. L'uniformité comparait le point le plus chaud et le point le plus froid à un moment donné, ce qui est sensible à l'emplacement du capteur et au moment de la dernière ouverture de la porte. Le gradient compare les températures moyennes de deux points quelconques sur une période, ce qui est suffisamment stable pour comparer une enceinte à une autre. Le piège est une fiche technique qui change discrètement de méthode pour donner l'impression d'une amélioration. Ici, le gradient est de ±1 °C et l'écart est de ±2,0 °C, tous deux indiqués, de sorte que vous pouvez appliquer les chiffres à la définition utilisée par votre propre norme.

Q4 : Peut-elle maintenir 85 °C / 85 % HR pendant des semaines ?

85 °C et 85 % HR se situent à l'intérieur des deux plages nominales, soit 20 à 98 % HR et -40 à +150 °C, et l'écart d'humidité à ce point est indiqué comme étant de ≤ +2 / -3 % HR, ce qui correspond à la plus stricte des deux plages. Ce qui détermine si elle peut maintenir ces conditions pendant des semaines n'est pas la spécification mais l'eau : le réservoir doit être rempli d'eau de la qualité spécifiée, l'humidificateur doit rester exempt de tartre et la pièce doit rester dans les limites de 5 à 30 °C et de 10 à 85 % HR. Les essais longs en chaleur humide relèvent de la question des consommables et de la maintenance, et non de la capacité.

Q5 : Que se passe-t-il réellement si une cellule fuit ou s'évente à l'intérieur de l'enceinte ?

Le gaz s'échappe de la cellule, la pression dans l'espace de travail augmente, l'orifice d'équilibrage mécanique s'ouvre à sa pression de consigne et l'orifice d'évacuation des fumées offre au gaz un chemin de sortie défini. Les deux chaînes antidéflagrantes retiennent la porte au lieu de laisser l'impulsion de pression l'ouvrir brusquement. Le voyant tricolore sur le panneau signale l'événement dans la pièce, et le protecteur de surchauffe indépendant coupe le chauffage si le dégagement élève également la température. L'enceinte est conçue pour contenir l'événement et rester opérationnelle, et non pour servir de récipient sous pression ou de banc d'essai au feu — si votre protocole exige un système d'extinction d'incendie ou de lavage des gaz, il s'agit d'une spécification différente qui doit être soumise avant la commande.

Q6 : Ai-je besoin de l'option LAN, ou le port RS-485 est-il suffisant ?

Le port RS-485 suffit pour relier une enceinte à un seul PC ou à un enregistreur de données de laboratoire, et c'est l'interface standard sur le panneau. Le LAN est l'option à choisir lorsque l'enceinte doit être connectée à un réseau partagé avec plusieurs instruments, lorsque le profil et le journal doivent être enregistrés dans un système central sans PC dédié, ou lorsque l'appareil est suffisamment éloigné pour que quelqu'un veuille le consulter sans avoir à s'y déplacer. Décidez-en au moment de la commande : l'interface est spécifiée avec le régulateur, et une modification ultérieure implique le remplacement du panneau.

Envoyez-nous le format de cellule, la charge que vous prévoyez de placer à l'intérieur des 80 litres, ainsi que la norme ou le profil client selon lequel vous qualifiez votre produit, et nous vous dirons si la disposition des étagères et le trou d'essai unique suffisent, ou si la fabrication nécessite un deuxième port avant qu'elle ne quitte l'usine.

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

Révisé par : Science Wang, Six Sigma Black Belt, Lignes de batteries | Dernière mise à jour : 23-10-2026