CN111929582A - 一种用于锂电池热失控工装及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于锂电池热失控工装及测试方法,涉及锂电池领域,包括加热铝板,所述加热铝板的四角处设置有调节螺丝,且加热铝板的外侧设置有加热管孔,所述加热铝板的外侧位于加热管孔的一侧设置有温度感应器,所述加热铝板一侧连接有控制柜,且控制柜的内部设置有温度显示器,所述温度显示器的一侧位于控制柜的内部设置有电源控制开关。本发明通过设置的加热铝板、调节螺丝、电池正负极、加热管孔、温度感应器、控制柜、温度显示器、电源控制开关,可以更加方便的将测试电池进行夹持,且夹持固定的高度可调节,可以灵活面对各种不同厚度的电池测试,且装置结构简单,造价低易于市场流通。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池领域,具体为一种用于锂电池热失控工装及测试方法。
背景技术
“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池,由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高,随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流,电池热失控是指蓄电池在恒压充电时电流和电池温度发生一种积累性的增强作用并逐步损坏。
随着电动汽车的大规模普及,我们看到和接触到电动汽车的机会也越来越多,但是很多人仍然对于锂离子电池的安性抱有怀疑的态度,其实经过多年的技术发展,锂离子电池本身的安全性已经得到了很大的提升,其次电池包安全管理系统,例如热失控预警系统,快速灭火装置等近年来都取得了长足的发展,即便是锂离子电池发生安全事故,也能够提前预警,灭火剂压制热失控蔓延,为车内乘客逃生争取到足够的时间,确保乘客的人身和财产安全,但是目前针对新能源锂电池热失控暂时还未出现有效方法测试电芯热失控相关性能。
发明内容
本发明的目的在于:为了解决目前针对新能源锂电池热失控暂时还未出现有效方法测试电芯热失控相关性能的问题,提供一种用于锂电池热失控工装及测试方法。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种用于锂电池热失控工装及测试方法,包括加热铝板,所述加热铝板的四角处设置有调节螺丝,且加热铝板的外侧设置有加热管孔,所述加热铝板的外侧位于加热管孔的一侧设置有温度感应器,所述加热铝板一侧连接有控制柜,且控制柜的内部设置有温度显示器,所述温度显示器的一侧位于控制柜的内部设置有电源控制开关。
优选地,所述加热铝板的数量为两组,两组所述加热铝板的四角处皆设置有与调节螺丝相匹配的螺纹孔。
优选地,所述加热铝板的内侧设置有锂电池,且锂电池的一端设置有电池正负极。
优选地,所述加热铝板的内部位于加热管孔的内部安装有加热棒,且加热棒与温度感应器电性连接,且温度感应器与温度显示器电性连接,所述电源控制开关与加热棒电性连接,且电源控制开关与温度显示器和温度感应器皆电性连接。
优选地,所述单电芯热失控测量方法和模组热失控测量方法,其特征在于:所述锂电池热失控工装先进行装配,包括以下步骤:
S1:先将测试对象放置进入加热铝板的内部,调节螺丝可以根据测试对象的不同厚度进行调整,转动四组调节螺丝,使得加热铝板与测试对象进行稳固连接,然后即可进行测试;
S2:测试时需要了连接外界电源,外界电源为装置提供电能,使得装置可以正常运行,首先通过电源控制开关控制加热管孔内部加热棒开启,加热棒的温度由温度感应器进行感知,并通过温度显示器进行显示,方便测试人员观看,通过控制控制柜可以对加热管孔内部的加热棒温度和时间进行调节。
优选地,所述单电芯热失控测量方法包括:
步骤一:监测测试对象的正、负极柱,和各可测面几何中心的温度,温度数据采集频率要求不小于1Hz记录一个数据,精度要求小于士0.5℃;
步骤二:将测试对象充电到100%SOC后,再对测试对象用1C电流继续充电12min;
步骤三:启动加热装置对测试对象进行持续加热,直到出现如下条件之一后,关闭加热器:
a:与加热装置直接接触的电池任何一测量点的温度均超过150℃,且测得的温升速率(dT/dt)超过10℃/s;
b:各测量点的温度超过300C,并持续5min;
步骤四:加热过程中及加热结束1h内,如果发生起火、爆炸现象,则试验终止。
优选地,所述模组热失控测量方法包括:
步骤一:选择热失控触发对象,热失控触发对象为电池包中布置最为密集部位模块内电池管理系统管理的最小蓄电池单元的最小电池单元;
步骤二:取出触发对象所在的模块,将加热装置与触发对象直接接触并固定,要求加热装置与蓄电池直接接触,安装温度监控器,且监测测试对象的正、负极柱,和可测面几何中心的温度,温度数据采集频率要求至少每1秒间隔不小于1Hz记录一个数据,精度要求小于+/-0.5℃;
步骤三:将模块恢复至原有位置,将蓄电池包上盖与箱体按原有方式密封,并保持蓄电池包结构的完整性;
步骤四:启动加热装置对触发对象进行持续加热,直到出现如下条件之一后,关闭加热装置:
a:与加热装置直接接触的电芯测得的温度均超过150℃,且任何一测量点测得的温升速率(dT/dt)超过10℃/S;
b:各测量点的温度超过300℃,并持续5min;
步骤五:加热过程中及加热结束2h内,如果发生起火、爆炸现象,则试验终止。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明通过设置的加热铝板、调节螺丝、电池正负极、加热管孔、温度感应器、控制柜、温度显示器、电源控制开关,可以更加方便的将测试电池进行夹持,且夹持固定的高度可调节,可以灵活面对各种不同厚度的电池测试,且装置结构简单,造价低易于市场流通;
2、本发明通过对单电芯热失控进行测量和对模组热失控进行测量,可以对不同的锂电池的热失控情况进行测量,通过调节加热器的功率来观察测试对象的热失控情况,继续测试对象的热失控时间,从而获得后期蓄电池在使用的时候温度和时间范围,降低锂电池使用安全隐患。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的正视图。
图中:1、加热铝板;2、调节螺丝;3、电池正负极;4、加热管孔;5、温度感应器;6、控制柜;7、温度显示器;8、电源控制开关。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面根据本发明的整体结构,对其实施例进行说明。
实施例1
请参阅图1-2,一种用于锂电池热失控工装及测试方法,包括加热铝板1,加热铝板1的四角处设置有调节螺丝2,且加热铝板1的外侧设置有加热管孔4,加热铝板1的外侧位于加热管孔4的一侧设置有温度感应器5,加热铝板1一侧连接有控制柜6,且控制柜6的内部设置有温度显示器7,温度显示器7的一侧位于控制柜6的内部设置有电源控制开关8。
本发明通过设置的加热铝板1、调节螺丝2、电池正负极3、加热管孔4、温度感应器5、控制柜6、温度显示器7、电源控制开关8,可以更加方便的将测试电池进行夹持,且夹持固定的高度可调节,可以灵活面对各种不同厚度的电池测试,且装置结构简单,造价低易于市场流通。
实施例2
请着重参阅图1,加热铝板1的数量为两组,两组加热铝板1的四角处皆设置有与调节螺丝2相匹配的螺纹孔。
本发明中,螺纹孔的数量为四组,四组调节螺丝2皆贯穿螺纹孔并延伸至其底端。
实施例3
请着重参阅图1,加热铝板1的内侧设置有锂电池,且锂电池的一端设置有电池正负极3。
本发明中,锂电池就是被测电池,被测电池可以为单电芯也可以为模组。
实施例4
请着重参阅图2,加热铝板1的内部位于加热管孔4的内部安装有加热棒,且加热棒与温度感应器5电性连接,且温度感应器5与温度显示器7电性连接,电源控制开关8与加热棒电性连接,且电源控制开关8与温度显示器7和温度感应器5皆电性连接。
本发明中,使用时需要连接外界电源,外界电源会为装置提供电能。
实施例5
请着重参阅图1和图2,单电芯热失控测量方法和模组热失控测量方法,其特征在于:锂电池热失控工装先进行装配,包括以下步骤:
S1:先将测试对象放置进入加热铝板1的内部,调节螺丝2可以根据测试对象的不同厚度进行调整,转动四组调节螺丝2,使得加热铝板1与测试对象进行稳固连接,然后即可进行测试;
S2:测试时需要了连接外界电源,外界电源为装置提供电能,使得装置可以正常运行,首先通过电源控制开关8控制加热管孔4内部加热棒开启,加热棒的温度由温度感应器5进行感知,并通过温度显示器7进行显示,方便测试人员观看,通过控制控制柜6可以对加热管孔4内部的加热棒温度和时间进行调节。
本发明中,将电芯放置在装置内,通过加热棒加热铝板,温度可设置0-200℃,可测电芯尺寸:厚0-90、高度0-220、宽度0-300,(单位mm),通过此装置可实现电芯热失控测试检测电芯安全性能,可以有效保证试验的有效性能。
实施例6
请着重参阅图1和图2,单电芯热失控测量方法包括:
步骤一:监测测试对象的正、负极柱,和各可测面几何中心的温度,温度数据采集频率要求不小于1Hz记录一个数据,精度要求小于士0.5℃;
步骤二:将测试对象充电到100%SOC后,再对测试对象用1C电流继续充电12min;
步骤三:启动加热装置对测试对象进行持续加热,直到出现如下条件之一后,关闭加热器:
a:与加热装置直接接触的电池任何一测量点的温度均超过150℃,且测得的温升速率(dT/dt)超过10℃/s;
b:各测量点的温度超过300C,并持续5min;
步骤四:加热过程中及加热结束1h内,如果发生起火、爆炸现象,则试验终止。
本发明中,加热装置的功率详见表1。
表1加热装置功率选择
| 测试对象容量X(Wh) | 加热器最小功率(W) |
| <=100 | 200 |
| 200<X<=800 | 500 |
| >800 | 800 |
实施例7
请着重参阅图1和图2,模组热失控测量方法包括:
步骤一:选择热失控触发对象,热失控触发对象为电池包中布置最为密集部位模块内电池管理系统管理的最小蓄电池单元的最小电池单元;
步骤二:取出触发对象所在的模块,将加热装置与触发对象直接接触并固定,要求加热装置与蓄电池直接接触,安装温度监控器,且监测测试对象的正、负极柱,和可测面几何中心的温度,温度数据采集频率要求至少每1秒间隔不小于1Hz记录一个数据,精度要求小于+/-0.5℃;
步骤三:将模块恢复至原有位置,将蓄电池包上盖与箱体按原有方式密封,并保持蓄电池包结构的完整性;
步骤四:启动加热装置对触发对象进行持续加热,直到出现如下条件之一后,关闭加热装置:
a:与加热装置直接接触的电芯测得的温度均超过150℃,且任何一测量点测得的温升速率(dT/dt)超过10℃/S;
b:各测量点的温度超过300℃,并持续5min;
步骤五:加热过程中及加热结束2h内,如果发生起火、爆炸现象,则试验终止。
本发明中通过对单电芯热失控进行测量和对模组热失控进行测量,可以对不同的锂电池的热失控情况进行测量,通过调节加热器的功率来观察测试对象的热失控情况,继续测试对象的热失控时间,从而获得后期蓄电池在使用的时候温度和时间范围,降低锂电池使用安全隐患。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种用于锂电池热失控工装,包括加热铝板(1),其特征在于:所述加热铝板(1)的四角处设置有调节螺丝(2),且加热铝板(1)的外侧设置有加热管孔(4),所述加热铝板(1)的外侧位于加热管孔(4)的一侧设置有温度感应器(5),所述加热铝板(1)一侧连接有控制柜(6),且控制柜(6)的内部设置有温度显示器(7),所述温度显示器(7)的一侧位于控制柜(6)的内部设置有电源控制开关(8)。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池热失控工装,其特征在于:所述加热铝板(1)的数量为两组,两组所述加热铝板(1)的四角处皆设置有与调节螺丝(2)相匹配的螺纹孔。
3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池热失控工装,其特征在于:所述加热铝板(1)的内侧设置有锂电池,且锂电池的一端设置有电池正负极(3)。
4.根据权利要求1所述的一种用于锂电池热失控工装,其特征在于:所述加热铝板(1)的内部位于加热管孔(4)的内部安装有加热棒,且加热棒与温度感应器(5)电性连接,且温度感应器(5)与温度显示器(7)电性连接,所述电源控制开关(8)与加热棒电性连接,且电源控制开关(8)与温度显示器(7)和温度感应器(5)皆电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于锂电池热失控工装及测试方法,包括单电芯热失控测量方法和模组热失控测量方法,其特征在于:所述锂电池热失控工装先进行装配,包括以下步骤:
S1:先将测试对象放置进入加热铝板(1)的内部,调节螺丝(2)可以根据测试对象的不同厚度进行调整,转动四组调节螺丝(2),使得加热铝板(1)与测试对象进行稳固连接,然后即可进行测试;
S2:测试时需要了连接外界电源,外界电源为装置提供电能,使得装置可以正常运行,首先通过电源控制开关(8)控制加热管孔(4)内部加热棒开启,加热棒的温度由温度感应器(5)进行感知,并通过温度显示器(7)进行显示,方便测试人员观看,通过控制控制柜(6)可以对加热管孔(4)内部的加热棒温度和时间进行调节。
6.根据权利要求5所述的一种用于锂电池热失控工装及测试方法,其特征在于:所述单电芯热失控测量方法包括:
步骤一:监测测试对象的正、负极柱,和各可测面几何中心的温度,温度数据采集频率要求不小于1Hz记录一个数据,精度要求小于士0.5℃;
步骤二:将测试对象充电到100%SOC后,再对测试对象用1C电流继续充电12min;
步骤三:启动加热装置对测试对象进行持续加热,直到出现如下条件之一后,关闭加热器:
a:与加热装置直接接触的电池任何一测量点的温度均超过150℃,且测得的温升速率(dT/dt)超过10℃/s;
b:各测量点的温度超过300C,并持续5min;
步骤四:加热过程中及加热结束1h内,如果发生起火、爆炸现象,则试验终止。
7.根据权利要求5所述的一种用于锂电池热失控工装及测试方法,其特征在于:所述模组热失控测量方法包括:
步骤一:选择热失控触发对象,热失控触发对象为电池包中布置最为密集部位模块内电池管理系统管理的最小蓄电池单元的最小电池单元;
步骤二:取出触发对象所在的模块,将加热装置与触发对象直接接触并固定,要求加热装置与蓄电池直接接触,安装温度监控器,且监测测试对象的正、负极柱,和可测面几何中心的温度,温度数据采集频率要求至少每1秒间隔不小于1Hz记录一个数据,精度要求小于+/-0.5℃;
步骤三:将模块恢复至原有位置,将蓄电池包上盖与箱体按原有方式密封,并保持蓄电池包结构的完整性;
步骤四:启动加热装置对触发对象进行持续加热,直到出现如下条件之一后,关闭加热装置:
a:与加热装置直接接触的电芯测得的温度均超过150℃,且任何一测量点测得的温升速率(dT/dt)超过10℃/S;
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