當本質安全型設備采用電池或電池組供電時,溫度組別的確定除了元器件的溫度評估外,電芯短路后的最高表面溫度也是限制組別的一個重要指標,測試要求依據GB/T 3836.4-2021第10.5.3條電池和電池組的火花點燃和表面溫度,標準中針對“ia”、“ib”和“ic”等級,詳細說明了需準備的樣品要求,在這里就不做詳細說明,本次主要淺談在電池和電池組短路溫升試驗時可能影響最高表面溫度的幾個因素:
測量儀器采樣頻率
電池瞬態短路電流峰值以及短路后電流產生的焦耳熱積聚在電池內部,電池溫度會在短時間內急速升高,因此在選取數據采集儀器時盡可能選擇采樣頻率高的儀器以便獲取最高溫度及峰值電流。
注:根據采集到的峰值電流,可計算出電池的內阻(Uo/Ip)。

受控環境的風速影響
由于電池和電池組的熱特性是非線性的,電池的短路溫升試驗需要在實驗室環境溫度和規定的最大環境溫度之間的任何溫度下進行試驗,以獲取最不利的環境溫度條件,因此電池的短路溫升試驗應在可控溫的環境箱中進行,電池在環境箱中的布置和安裝,需要避免試驗環境中風速的影響而導致的數據偏低和不穩定。
電池最高表面溫度區域的確認
電池或電池組在觸發短路后分布在電池內部的電流密度不同會呈現出表面不同區域的溫度會有差異,測試前為了捕捉電池表面最熱點,可使用紅外成像儀或每個區域布置熱電偶的方式確認最高表面溫度所在區域。
熱電偶制備和使用
熱電偶的材質、類型、固定方式及直徑都會影響到最終采集到的溫度數據,關于熱電偶的制備,電工電子行業依據IECEE OD-5012 Edition 1中的要求進行,在IECEx ExTAG DS 2015/011A文件中也同樣引用了該要求,并且在TAG文件中明確了建議使用0.2mm直徑的熱電偶。
短路連接回路的電阻
GB/T 3836.4-2021第10.5.1條中規定短路連接部分的電阻應不超過3mΩ或其兩端電壓降不超過200mV或電池電勢的15%,在進行短路溫升前可使用直流電阻測試儀或相似功能的測量儀器測量連接件內阻,需要注意的是回路電阻應包含固定電池夾具的內阻。
電池預處理
對于可充電電池或電池組,在進行試驗之前應至少經過兩次完全充電和放電,在兩次充放電后,需確認電池或電池組的容量應在制造商規定的范圍內。充放電的條件需按照電池制造商提供的規格書中規定的標準充電電流/電壓、放電電流和充、放電截止電壓進行。