一、引言
鋰電池作為新能源領(lǐng)域的核心儲能設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電動汽車、儲能系統(tǒng)、便攜式電子設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。由于鋰電池在不同的環(huán)境條件下，其性能和安全性會受到顯著影響，因此，對鋰電池進(jìn)行高低溫及不同濕度環(huán)境下的測試至關(guān)重要。鋰電池防爆高低溫試驗(yàn)箱作為模擬這些*端環(huán)境的關(guān)鍵設(shè)備，其溫濕度調(diào)控的精準(zhǔn)度直接決定了測試結(jié)果的可靠性。深入研究試驗(yàn)箱的溫濕度精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)，對于推動鋰電池行業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
鋰電池防爆高低溫試驗(yàn)箱的溫度調(diào)控主要基于制冷和制熱兩大系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)通常采用壓縮式制冷循環(huán)，通過壓縮機(jī)對制冷劑進(jìn)行壓縮，使其溫度和壓力升高，然后通過冷凝器散熱，將制冷劑冷卻為高壓液體。高壓液體經(jīng)過節(jié)流裝置減壓后，進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸收試驗(yàn)箱內(nèi)的熱量，從而實(shí)現(xiàn)降溫。制熱系統(tǒng)則一般采用電加熱方式，通過加熱絲將電能轉(zhuǎn)化為熱能，提高試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度。通過對制冷和制熱系統(tǒng)的協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)箱內(nèi)溫度的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。
濕度調(diào)控系統(tǒng)主要由加濕和除濕兩部分組成。加濕系統(tǒng)一般采用蒸汽加濕或噴霧加濕的方式。蒸汽加濕是將水加熱產(chǎn)生蒸汽，然后將蒸汽引入試驗(yàn)箱內(nèi)，增加箱內(nèi)的濕度；噴霧加濕則是將水通過噴頭霧化后噴入試驗(yàn)箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)加濕。除濕系統(tǒng)通常采用冷凝除濕或轉(zhuǎn)輪除濕的方法。冷凝除濕是利用制冷系統(tǒng)將試驗(yàn)箱內(nèi)的空氣冷卻，使其中的水蒸氣凝結(jié)成水滴，從而降低濕度；轉(zhuǎn)輪除濕則是通過吸濕轉(zhuǎn)輪吸附空氣中的水分，達(dá)到除濕的目的。
傳感器是實(shí)現(xiàn)溫濕度精準(zhǔn)調(diào)控的基礎(chǔ)。試驗(yàn)箱內(nèi)通常配備高精度的溫度傳感器和濕度傳感器，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測箱內(nèi)的溫濕度變化。溫度傳感器一般采用鉑電阻傳感器或熱電偶傳感器，其測量精度高，響應(yīng)速度快，能夠準(zhǔn)確地測量試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度。濕度傳感器則多采用電容式濕度傳感器或電阻式濕度傳感器，這些傳感器具有精度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)反饋箱內(nèi)的濕度情況。通過傳感器采集到的溫濕度數(shù)據(jù)，傳輸給控制系統(tǒng)，為溫濕度調(diào)控提供依據(jù)。
控制系統(tǒng)是溫濕度精準(zhǔn)調(diào)控的核心。目前，試驗(yàn)箱多采用微電腦控制系統(tǒng)，通過先進(jìn)的控制算法，對制冷、制熱、加濕、除濕等系統(tǒng)進(jìn)行精確控制。常用的控制算法包括 PID 控制算法、模糊控制算法等。PID 控制算法通過對偏差的比例、積分和微分運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)對控制對象的精確控制；模糊控制算法則根據(jù)模糊邏輯規(guī)則，對系統(tǒng)進(jìn)行智能控制，能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜的系統(tǒng)特性。此外，控制系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)記錄、報(bào)警等功能，方便操作人員對試驗(yàn)過程進(jìn)行監(jiān)控和管理。
風(fēng)道設(shè)計(jì)對試驗(yàn)箱內(nèi)溫濕度的均勻性和穩(wěn)定性有著重要影響。合理的風(fēng)道設(shè)計(jì)能夠使箱內(nèi)的空氣充分循環(huán)，避免出現(xiàn)溫濕度死角。試驗(yàn)箱通常采用強(qiáng)制循環(huán)風(fēng)道設(shè)計(jì)，通過風(fēng)機(jī)將空氣從出風(fēng)口吹出，經(jīng)過試驗(yàn)箱內(nèi)的各個(gè)區(qū)域，然后從回風(fēng)口返回，形成循環(huán)。同時(shí)，在風(fēng)道中設(shè)置導(dǎo)流板、均流板等部件，進(jìn)一步優(yōu)化空氣流動，提高溫濕度的均勻性。
