CN106814327A - 化学电源电性能安全试验装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于安全试验技术领域，具体涉及一种化学电源电性能安全试验装置及控制方法。其针对锂离子蓄电池、镍氢蓄电池、超级电容器等在电性能安全测试过程中可能发生起火、爆炸的化学电源，在进行电性能安全测试时提供一种安全、可靠的隔离型测试装置及控制方法。其优点在于，蓄电池在电性能安全测试过程中发生起火、爆炸时，不会对外部环境、物体及人员造成损伤。

Description

化学电源电性能安全试验装置及控制方法

技术领域

本发明属于安全试验技术领域，具体涉及一种化学电源电性能安全试验装置及控制方法。

背景技术

目前针对锂离子蓄电池、镍氢蓄电池、超级电容器等在电性能安全测试过程中可能发生起火、爆炸的化学电源，进行电性能安全测试时，一般将其放置于相对开放的房间，待起火或爆炸自然结束后，再进行尘埃清理及空气净化，其缺点在于：1、起火或爆炸过程不能在人力以外条件下实施灭火或抑爆；2、在人为灭火或抑爆过程中易对操作人员造成伤害；3、对试验环境造成包括有毒有机气体渗入环境基体、细微颗粒物永久性附着、环境内物体受高温影响永久性形变等不可恢复性污染或损坏。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何针对一种用于锂离子蓄电池、镍氢蓄电池、超级电容器等在电性能安全测试过程中可能发生起火、爆炸的化学电源，在进行电性能安全测试时提供一种安全、可靠的隔离型测试装置。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种化学电源电性能安全试验装置，其包括：锂离子充放电装置、短路装置、防爆箱体、防爆穿墙端子、灭火装置、尘埃气体净化装置以及控制系统；

所述锂离子充放电装置为过充电、过放电测试提供电流及电压的输入、输出、采集并上传实时试验数据至控制系统以供显示和存储；

所述短路装置为锂电池短路测试提供外部短路回路；

所述防爆箱体为锂电池在测试过程中发生起火、爆炸等情况时提供隔离保护，防止对防爆箱体外部环境、物体及人员造成损伤；其可承受的最大安全压力为PMAX；

所述防爆穿墙端子将锂电池充放电装置、短路装置、灭火装置、尘埃气体净化装置所需电缆、管路以隔离防爆的形式从防爆箱体外部连接至防爆箱体内部；

所述灭火装置用于执行压缩空气降温功能和惰性气体灭火两项功能；包括通过检测上传防爆箱内气体成份，接收控制系统开合命令，通过迅速释放压缩空气降低箱体及测试样品温度，或通过迅速释放压缩惰性气体，排除防爆箱体内可燃及助燃气体，同时降低箱体及测试样品温度；

所述尘埃气体净化装置通过接收控制系统开合命令，对箱体内排出的尘埃及有毒、有害气体进行净化处理，达到相关标准要求后排放；

所述控制系统控制锂离子充放电装置电流及电压的输入及输出、短路装置通断、防爆箱体开合、灭火装置开关、尘埃及气体净化装置开关；接收、记录并储存测试过程中锂电池样品的电压、电流及表面温度；防爆箱体内压力、气体成份；测试图像及时间；其中，所述锂电池样品的电压、电流由锂电池充放电装置或短路装置提供；所述表面温度，测试图像及时间由控制系统直接采集；所述防爆箱体内压力、气体成份由灭火装置提供。

此外，本发明还提供一种化学电源电性能安全试验方法，其基于上述装置来实施，具体步骤为：将控制系统分别连接锂离子充放电装置、短路装置、防爆箱体、灭火装置、尘埃气体净化装置；将锂离子充放电装置、短路装置、灭火装置、尘埃气体净化装置、电缆、管路通过防爆穿墙端子与防爆箱体连接、导通；控制系统驱动防爆箱体打开，在防爆箱体内，通过电缆、电压及温度采集线路根据具体测试内容将测试样品与锂离子充放电装置连接，或将测试样品与短路装置连接；然后控制系统驱动防爆箱体关闭，通过控制系统根据具体测试内容驱动锂离子充放电装置对测试样品进行过充电、过放电试验，或驱动短路装置对测试样品进行短路试验，同时并实时监控防爆箱体内测试情况的视频图像；

若测试过程中发生起火或爆炸时，控制系统控制灭火装置、尘埃气体净化装置开启，并进行光电警示，当起火或爆炸被控制或结束，同时检测隔爆箱体内温度、压力、尘埃及气体成份达到安全标准时，光电警示消失，根据测试需要随时开启防爆箱体，取出测试样品并进行清理；

若测试过程中未发生起火或爆炸时，控制系统控制尘埃气体净化装置开启，并进行光电警示，同时检测隔爆箱体内温度、压力、尘埃及气体成份达到安全标准时，光电警示消失，根据测试需要随时开启防爆箱体，取出测试样品并进行清理。

(三)有益效果

与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：

1、试验全过程可实现自动监控，并随时实施灭火或抑爆，不会对人员造成伤害；

2、试验过程对试验环境不造成影响，将影响及破坏范围有效控制在试验装置内部。

附图说明

图1为本发明技术方案结构原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

为解决上述技术问题，本发明提供一种化学电源电性能安全试验装置，其包括：锂离子充放电装置、短路装置、防爆箱体、防爆穿墙端子、灭火装置、尘埃气体净化装置以及控制系统；

所述锂离子充放电装置为过充电、过放电测试提供电流及电压的输入、输出、采集并上传实时试验数据至控制系统以供显示和存储；

所述短路装置为锂电池短路测试提供外部短路回路；

所述防爆箱体为锂电池在测试过程中发生起火、爆炸等情况时提供隔离保护，防止对防爆箱体外部环境、物体及人员造成损伤；其可承受的最大安全压力为PMAX；

所述防爆穿墙端子将锂电池充放电装置、短路装置、灭火装置、尘埃气体净化装置所需电缆、管路以隔离防爆的形式从防爆箱体外部连接至防爆箱体内部；

所述灭火装置用于执行压缩空气降温功能和惰性气体灭火两项功能；包括通过检测上传防爆箱内气体成份，接收控制系统开合命令，通过迅速释放压缩空气降低箱体及测试样品温度，或通过迅速释放压缩惰性气体，排除防爆箱体内可燃及助燃气体，同时降低箱体及测试样品温度；

所述尘埃气体净化装置通过接收控制系统开合命令，对箱体内排出的尘埃及有毒、有害气体进行净化处理，达到相关标准要求后排放；

所述控制系统控制锂离子充放电装置电流及电压的输入及输出、短路装置通断、防爆箱体开合、灭火装置开关、尘埃及气体净化装置开关；接收、记录并储存测试过程中锂电池样品的电压、电流及表面温度；防爆箱体内压力、气体成份；测试图像及时间；其中，所述锂电池样品的电压、电流由锂电池充放电装置或短路装置提供；所述表面温度，测试图像及时间由控制系统直接采集；所述防爆箱体内压力、气体成份由灭火装置提供。

此外，本发明还提供一种化学电源电性能安全试验方法，其基于上述装置来实施，具体步骤为：将控制系统分别连接锂离子充放电装置、短路装置、防爆箱体、灭火装置、尘埃气体净化装置；将锂离子充放电装置、短路装置、灭火装置、尘埃气体净化装置、电缆、管路通过防爆穿墙端子与防爆箱体连接、导通；控制系统驱动防爆箱体打开，在防爆箱体内，通过电缆、电压及温度采集线路根据具体测试内容将测试样品与锂离子充放电装置连接，或将测试样品与短路装置连接；然后控制系统驱动防爆箱体关闭，通过控制系统根据具体测试内容驱动锂离子充放电装置对测试样品进行过充电、过放电试验，或驱动短路装置对测试样品进行短路试验，同时并实时监控防爆箱体内测试情况的视频图像；

若测试过程中发生起火或爆炸时，控制系统控制灭火装置、尘埃气体净化装置开启，并进行光电警示，当起火或爆炸被控制或结束，同时检测隔爆箱体内温度、压力、尘埃及气体成份达到安全标准时，光电警示消失，根据测试需要随时开启防爆箱体，取出测试样品并进行清理；

若测试过程中未发生起火或爆炸时，控制系统控制尘埃气体净化装置开启，并进行光电警示，同时检测隔爆箱体内温度、压力、尘埃及气体成份达到安全标准时，光电警示消失，根据测试需要随时开启防爆箱体，取出测试样品并进行清理。

实施例1

本实施例中，包括如下步骤：

1、通过控制系统打开隔爆箱，操作人员装配试验样品，并连接线缆及管路。

2、通过控制系统，检查连接状态及通讯状态是否正常。正常后，操作人员撤离隔爆箱。

3、通过控制系统，关闭隔爆箱，实时监控箱内部压力P。

4、通过控制系统，开启安全性测试设备。

5、通过控制系统，监测可燃气体成分，当起火或爆炸发生时，打开灭火装置，惰性气体开始灭火。若未起火或爆炸，当P≥80％×P_MAX或安全试验停止2h后，开启灭火装置压缩空气进行降温，关闭安全测试设备回路。

6、当隔爆箱内压力P增速dP/dt>1kPa/s，开启净化系统过气通道，根据压力差值△P，自动调整排气速度。

7、当净化系统排出物达到相关标准且无火焰时，关闭惰性气体，打开压缩空气。

8、当内部温度≤50℃时，关闭压缩空气，保持压力，若1h内温度不再升高，打开净化系统，自然换气，调整内外压强相同后打开隔爆箱，温度与室温一致时，拆卸样品。

9、若温度再次升高，打开压缩空气，重复8。

10、若再次出现火焰或可燃气体时，重复7。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种化学电源电性能安全试验装置，其特征在于，其包括：锂离子充放电装置、短路装置、防爆箱体、防爆穿墙端子、灭火装置、尘埃气体净化装置以及控制系统；

所述锂离子充放电装置为过充电、过放电测试提供电流及电压的输入、输出、采集并上传实时试验数据至控制系统以供显示和存储；

所述短路装置为锂电池短路测试提供外部短路回路；

所述防爆箱体为锂电池在测试过程中发生起火、爆炸等情况时提供隔离保护，防止对防爆箱体外部环境、物体及人员造成损伤；其可承受的最大安全压力为PMAX；

所述防爆穿墙端子将锂电池充放电装置、短路装置、灭火装置、尘埃气体净化装置所需电缆、管路以隔离防爆的形式从防爆箱体外部连接至防爆箱体内部；

所述灭火装置用于执行压缩空气降温功能和惰性气体灭火两项功能；包括通过检测上传防爆箱内气体成份，接收控制系统开合命令，通过迅速释放压缩空气降低箱体及测试样品温度，或通过迅速释放压缩惰性气体，排除防爆箱体内可燃及助燃气体，同时降低箱体及测试样品温度；

所述尘埃气体净化装置通过接收控制系统开合命令，对箱体内排出的尘埃及有毒、有害气体进行净化处理，达到相关标准要求后排放；

所述控制系统控制锂离子充放电装置电流及电压的输入及输出、短路装置通断、防爆箱体开合、灭火装置开关、尘埃及气体净化装置开关；接收、记录并储存测试过程中锂电池样品的电压、电流及表面温度；防爆箱体内压力、气体成份；测试图像及时间；其中，所述锂电池样品的电压、电流由锂电池充放电装置或短路装置提供；所述表面温度，测试图像及时间由控制系统直接采集；所述防爆箱体内压力、气体成份由灭火装置提供。

2.一种化学电源电性能安全试验方法，其特征在于，其基于权利要求1所述装置来实施，具体步骤为：将控制系统分别连接锂离子充放电装置、短路装置、防爆箱体、灭火装置、尘埃气体净化装置；将锂离子充放电装置、短路装置、灭火装置、尘埃气体净化装置、电缆、管路通过防爆穿墙端子与防爆箱体连接、导通；控制系统驱动防爆箱体打开，在防爆箱体内，通过电缆、电压及温度采集线路根据具体测试内容将测试样品与锂离子充放电装置连接，或将测试样品与短路装置连接；然后控制系统驱动防爆箱体关闭，通过控制系统根据具体测试内容驱动锂离子充放电装置对测试样品进行过充电、过放电试验，或驱动短路装置对测试样品进行短路试验，同时并实时监控防爆箱体内测试情况的视频图像；

若测试过程中发生起火或爆炸时，控制系统控制灭火装置、尘埃气体净化装置开启，并进行光电警示，当起火或爆炸被控制或结束，同时检测隔爆箱体内温度、压力、尘埃及气体成份达到安全标准时，光电警示消失，根据测试需要随时开启防爆箱体，取出测试样品并进行清理；

若测试过程中未发生起火或爆炸时，控制系统控制尘埃气体净化装置开启，并进行光电警示，同时检测隔爆箱体内温度、压力、尘埃及气体成份达到安全标准时，光电警示消失，根据测试需要随时开启防爆箱体，取出测试样品并进行清理。