高低温试验箱测试电池模组导热材料性能试验

一、试验目的

二、试验材料

1. 导热材料样本：选取多种常用于电池模组的导热材料，如导热硅胶片、导热凝胶、石墨片等，每种材料准备足够数量且规格相同的样本，样本尺寸根据试验箱和测试仪器的要求确定，确保样本的平整度和一致性。

2. 高低温试验箱：能够精确控制温度范围（-40℃ - 150℃，精度：±0.5℃），温度变化速率可调节（范围：1℃/min - 10℃/min），且箱内温度均匀性良好，以保证测试结果的准确性。

3. 检测设备与仪器：

• 热导率测试仪：用于测量导热材料在不同温度下的热导率，测量精度能够满足试验要求。

• 热阻测试设备：可以准确测量导热材料与电池模组模拟结构（如模拟电池片和散热板）之间的热阻。

• 量具（卡尺、千分尺等）：用于测量导热材料在高低温环境下的尺寸变化。

• 显微镜或电子显微镜：观察材料表面和内部结构在温度变化后的变化情况，如是否有裂纹、分层等现象。

三、试验设计

1. 温度点设置

• 低温点：设置 -20℃、-30℃、-40℃三个低温水平。

• 高温点：设置 60℃、80℃、100℃三个高温水平。

2. 温度变化速率设置

• 设置 2℃/min、5℃/min、10℃/min 三种温度变化速率。

3. 保温时间设置

• 在每个温度点达到设定值后，分别设置保温时间为 1h、2h、3h。

4. 试验分组

• 将每种导热材料分为 27 组（3 个低温点 ×3 个高温点 ×3 种温度变化速率 ×3 种保温时间），每组样本数量为 3 - 5 个，以减少测量误差和保证数据的可靠性。

四、试验步骤

1. 样本预处理

• 对导热材料样本进行编号，详细记录其类型、批次、尺寸等信息。

• 在试验前，使用热导率测试仪、热阻测试设备对所有样本进行初始性能检测，测量其在常温下的热导率和热阻，并使用量具测量样本的初始尺寸，同时使用显微镜观察样本的初始微观结构，记录所有初始数据。

2. 高低温试验

• 将预处理后的导热材料样本放置在高低温试验箱内的样品架上，确保样本摆放整齐，避免相互接触或遮挡，保证样本周围的温度环境均匀。

• 根据试验设计，设置试验箱的温度变化速率、低温点、高温点以及保温时间等参数，启动试验箱进行试验。在试验过程中，定期检查试验箱的运行情况，确保温度参数稳定在设定值。

3. 性能检测

• 热导率检测：使用热导率测试仪测量导热材料在当前温度下的热导率，记录测量值。

• 热阻检测：将样本安装在模拟电池模组与散热部件的测试结构上，使用热阻测试设备测量其热阻，模拟实际工况下的热传递情况。

• 尺寸变化测量：使用量具测量导热材料在经过高低温处理后的尺寸变化，计算尺寸变化率。

• 微观结构观察：使用显微镜或电子显微镜观察样本表面和内部结构的变化，检查是否有因温度变化导致的裂纹、分层、孔隙变化等现象，并记录观察结果。

• 在每个温度点保温结束后，将样本从试验箱中取出，迅速进行以下性能检测：

4. 数据记录与整理

• 在每次检测后，将所有检测数据详细记录在专门的数据记录表中，包括导热材料编号、温度点、温度变化速率、保温时间、热导率、热阻、尺寸变化数据、微观结构描述等信息。

• 对数据进行整理和分析，绘制不同导热材料在各种高低温条件下热导率、热阻随温度变化的曲线，以及尺寸变化和微观结构变化情况图，直观展示导热材料的性能变化趋势。

五、试验结果评估

1. 性能变化分析

• 根据检测数据和绘制的变化曲线，分析导热材料在不同高低温条件下的热导率、热阻、尺寸变化和微观结构变化情况。例如，观察到某些导热材料在低温下热导率降低、热阻增大，高温下可能出现尺寸膨胀、微观结构出现裂纹等问题，这些变化可能会影响其在电池模组中的导热性能和稳定性。

2. 确定温度适应性和性能稳定性

• 通过对比不同试验组的结果，确定每种导热材料在高低温环境下的温度适应性范围和性能稳定性。评估材料在电池模组可能遇到的温度变化范围内是否能够保持稳定的导热性能和物理性能，为电池模组热管理系统中导热材料的选型提供依据，确保导热材料在不同温度环境下都能有效地传递热量，保障电池模组的安全和性能。

3. 试验报告编写

• 总结整个试验过程，包括试验目的、材料、方法、结果和结论等内容。以清晰、准确的方式呈现试验结果，为导热材料的研发、生产和在电池模组中的应用提供有价值的参考。

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