一、引言
鋰電池作為新能源領域的核心儲能設備，廣泛應用于電動汽車、儲能系統(tǒng)、便攜式電子設備等多個領域。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，對鋰電池進行高低溫及不同濕度環(huán)境下的測試至關重要。鋰電池防爆高低溫試驗箱作為模擬這些*端環(huán)境的關鍵設備，其溫濕度調控的精準度直接決定了測試結果的可靠性。深入研究試驗箱的溫濕度精準調控技術，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箱的溫度調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)，通過壓縮機對制冷劑進行壓縮，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。高壓液體經過節(jié)流裝置減壓后，進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中吸收試驗箱內的熱量，從而實現(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化為熱能，提高試驗箱內的溫度。通過對制冷和制熱系統(tǒng)的協(xié)同控制，實現(xiàn)試驗箱內溫度的精準調節(jié)。
濕度調控系統(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生蒸汽，然后將蒸汽引入試驗箱內，增加箱內的濕度；噴霧加濕則是將水通過噴頭霧化后噴入試驗箱內，實現(xiàn)加濕。除濕系統(tǒng)通常采用冷凝除濕或轉輪除濕的方法。冷凝除濕是利用制冷系統(tǒng)將試驗箱內的空氣冷卻，使其中的水蒸氣凝結成水滴，從而降低濕度；轉輪除濕則是通過吸濕轉輪吸附空氣中的水分，達到除濕的目的。
傳感器是實現(xiàn)溫濕度精準調控的基礎。試驗箱內通常配備高精度的溫度傳感器和濕度傳感器，用于實時監(jiān)測箱內的溫濕度變化。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，響應速度快，能夠準確地測量試驗箱內的溫度。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，能夠實時反饋箱內的濕度情況。通過傳感器采集到的溫濕度數(shù)據(jù)，傳輸給控制系統(tǒng)，為溫濕度調控提供依據(jù)。
控制系統(tǒng)是溫濕度精準調控的核心。目前，試驗箱多采用微電腦控制系統(tǒng)，通過先進的控制算法，對制冷、制熱、加濕、除濕等系統(tǒng)進行精確控制。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、積分和微分運算，實現(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)進行智能控制，能夠更好地適應復雜的系統(tǒng)特性。此外，控制系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)記錄、報警等功能，方便操作人員對試驗過程進行監(jiān)控和管理。
風道設計對試驗箱內溫濕度的均勻性和穩(wěn)定性有著重要影響。合理的風道設計能夠使箱內的空氣充分循環(huán)，避免出現(xiàn)溫濕度死角。試驗箱通常采用強制循環(huán)風道設計，通過風機將空氣從出風口吹出，經過試驗箱內的各個區(qū)域，然后從回風口返回，形成循環(huán)。同時，在風道中設置導流板、均流板等部件，進一步優(yōu)化空氣流動，提高溫濕度的均勻性。
