案例研究:南方老年人设计一种更安全的方式来运输电池

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Posted on April 16, 2024

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在莫比尔北部的一个靶场进行了一个下午的测试 南阿拉巴马州的高年级学生带来了一卡车的设备，包括一台热像仪， 一个军用级别的盒子，价值518美元的铝碳蜂窝和一个漂亮的子弹 加热器可以迅速上升到1200华氏度.

但第一个问题是一个3美元电池盒上的一根简单的松动电线造成的. No matter. Engineers come prepared.

拿出了一个烙铁——还有一些电工胶带.

“安全总比后悔好，”五个机械工程专业学生之一的马修·克伦普(Matthew Crump)说 参与一个顶点工程项目，设计一种更好的运输锂离子的方式 batteries.

几分钟后，另一名学生按下了“打开”开关和加速度计 lit up. “Beautiful,” Crump said.

Drs. 大卫·尼尔森和萧光庭教授 William B. Burnsed Jr. 机械、航空航天和生物医学工程系他从系统工程学院获得了10,000美元的项目资助 Research Center in New Jersey. 大多数项目都是由美国政府提出的.S. Defense Department. 学生们直接与代表一起工作，在这个例子中，代表是退休的宇航员， 就像他们对待实际的商业合同一样.

尼尔森说:“这是学生们可以看到实际应用的地方。. “There’s a specific need. 他们在设计一些真正有用的东西.”

教授们每周与团队会面一次，但学生们可以自由地进行实验， 犯错误并从中吸取教训. 在团队中独立学习. Seniors taking on new responsibilities.

“他们是这个项目的工程师，”尼尔森说. “他们表现出了很大的自主权. 我们的角色是成为一种资源，防止他们掉下悬崖.”

今年是这个项目的第二年.  之前的一个团队开发了这个设计概念 and testing methods. 可能的应用范围超出了军事用途. 

涉及航空运输的锂电池事故一直在上升. Since 2006, 据美国联邦航空管理局报告，有516起事故涉及 smoke, fire or extreme heat.

许多事故涉及乘客的手机、笔记本电脑或电子烟过热. But bulk 交通事故也有报道. 2022年，锂大量出货 根据美国联邦航空局的数据，电池可能由于包装不当而导致火灾. 

这个盒子由Crump和学生Paige Palazzo, Luke Andress, Devon共同设计 爱丁堡和里德特纳，可以携带超过60磅的锂离子电池. 它比去年的迭代大得多.

从技术上讲，容器必须能够容纳火灾和爆炸 terms, a thermal runaway event. 它还必须提醒用户，如果打开保护 cover would be dangerous.

为了绝缘，该组织在一个铝制外壳的内部内衬——一个广告上说 坚固到足以抵御灰熊的攻击-用4英寸的陶瓷 wool. 然后在羊毛上盖上焊接垫. 在内部，电池是分开的 由铝碳蜂窝制成，克朗普称之为“太空魔法”. (Think cardboard, 但是非常轻而且结实.)

安装了一个压力表，以探测由于火灾而增加的压力 or overheating. 粘接式热传感器由绿色变为红色 当温度升高时.

帕拉佐说:“我认为我们已经计算得很好了. “我认为我们的设计很好.”

在美国海军基地附近的靶场进行的一系列试验.S. 45 brought mixed results.

关键是，有两个测试涉及电池短路引发热失控 showed promise. 盒子里的温度上升了，而它们基本保持不变 the outside. 蜂窝状隔板容纳了短路电池的热失控， 让其他人毫发无损地留在几英寸之外. 

压力测试是为了看看盒子里潜在的有毒空气是否会泄漏 还有工作要做. 用空气压缩机每平方英尺能压60磅 盒子上的刻度只升到10英寸.

改造箱体，安装压力垫片，然后手动密封垫片; 帕拉佐说，这是一个已知的问号吗. Finding out what works, 重要的是，什么不会，这才是重点.

“我们的老师实际上说你应该有一些不成功的考试，否则你可能 没有完全测试，”她说.

帕拉佐是密西西比州戴蒙德黑德的一名前足球守门员，在那里实习了两年 at Airbus in Mobile. “除了做工程，你还能学到很多技能 工作——如何领导会议，如何与人沟通。.

这段经历对她的高级项目很有价值. “I tried to get 每个人都扮演着自己感兴趣的角色，”她说. 

来自莫比尔的克伦普负责客户关系. He already has experience 在国际公司OneSubsea做过项目工程实习生 该公司为海上石油钻井平台生产设备.

“我直接和我们的客户交谈，”他说，“在OneSubsea我也必须这样做. 在项目管理中，你需要制定一个计划，并坚持下去，不管发生什么 you’re doing.”

他之前对热失控也很熟悉. 克伦普18岁时 造了一个电动滑板，电池在他身下爆炸了.

“我从它那里吸取了太多的电流，导致了这种故障 我们正在努力控制这个项目，”他说. “That was a very interesting experience. 当我看到这个项目时，我回想起它，开始思考 十大玩彩信誉平台怎样才能控制住这种东西.

“这是30公斤的锂电池，所以能量密度非常高. 想象一颗手榴弹缓慢爆炸. How would you stop that? That kind of 我开始着手准备，我知道我想做这个项目.”

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