加热丝辅助温差基线实验优化方案，让电池热特征参数获取更快捷

本文开发了加热丝辅助加热温差基线实验方案，显著降低了温差基线校准的实验耗时，提高了测试效率，同时通过校准验证证明了优化方案的有效性。

要点回顾

电池绝热量热仪是测试锂电池绝热热失控特性的主要仪器，为获得最准确和有效的测试数据，完整的测试流程包括样品准备、温差基线校准、校准验证和电池测试四个步骤。其中温差基线校准能够确保仪器的绝热性能，是提高仪器检测灵敏度和准确性的重要操作步骤。

正常使用情况下，温度基线校准每两个月进行一次即可，重复进行校准的必要性主要体现在以下两个方面：
1、测温热电偶长期受到高温冲击会逐渐出现温度漂移；
2、尺寸差异过大的样品在量热腔内部所处的温度场明显变化。
另外，若出现温度传感器或保温棉等零配件更换的情况，同样需要重新进行温差基线校准实验。
校准实验所需时长与样品质量相关。280Ah磷酸铁锂电芯等大型电芯所需时间较长，可能达到3-5天甚至1周以上，极大拖延了实验进度。基于上述问题，本文提出加热丝辅助加热的温差基线实验方案，在样品表面缠绕加热丝，并利用加热丝加热缩短样品升温时间，能够大幅降低温差基线实验时长，显著提升实验效率。

实验部分

1.样品准备

图1 选择的典型电芯样品

2.实验过程

（3）校准文件验证：选择“HWS”模式，进行铝块HWS台阶升温实验，计算每个台阶样品温升速率，验证校准文件的有效性。

图2 制样/装样示意图与实物照片

实验结果

如图3所示，对比两种温差基线实验得到的温升曲线，可以发现常规实验模式下样品在量热腔内通过对流、传导等方式升温较慢，升温阶段占用了大部分实验时间。而通过加热丝辅助加热的方式能够强制提高样品温升速率。

图3 #1(a,b)和#2(c,d)样品常规温差基线(a,c)和加热丝辅助加热温差基线(b,d)实验温升曲线对比

根据表1，优化后1号和2号样品温升曲线的单台阶时间仅为优化前的15.8%和41.4%，对于大质量的样品提升效果尤为显著。在优化后，两个样品的单台阶时长均为110min~120min，而一般温差基线实验需要跑6~10个台阶，因此大部分样品均可在1天内完成实验，大幅提高了温差基线实验的效率。

随后，利用HWS模式验证加热丝辅助加热方案得到的校准文件的有效性。如图4所示，HWS温升曲线各温度台阶的温升速率均处于-0.005~0.005℃/min的有效范围内，校准后仪器的绝热性能良好，证明本优化方案在提高实验效率的同时未损失校准精度。

图4 #1(a,b)和#2(c,d)样品加热丝辅助加热温差基线校准结果验证

结论

加热丝辅助加热的温差基线实验方案能够大幅提高实验效率，尤其对于大质量样品的优化效果尤为显著，可降低用户进行校准的时间成本和顾虑。