CN107677968A - 一种电池热失控及热失控扩展测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电池热失控及热失控扩展测试系统，包括控制台以及与所述控制台连接的加热系统、数据采集系统、过充系统，所述加热系统、数据采集系统、过充系统与测试对象电池连接，所述加热系统包括稳压源以及发热部件，所述稳压源用于输出电压给发热部件使发热比较温度变化，所述数据采集系统用于采集测试对象电池的电压、温度信息，所述过充系统包括恒流源，所述恒流源用于输出电流对测试对象电池进行恒流充电时测试对象电池发生电压变化。本发明所述的测试系统可以实现对电池加热和过充，并且具备温度、电压等信息的采集和记录功能，通过该设备可以很容易的实现对电池安全性的测试。
Description
技术领域
本发明属于电池安全性测试领域，尤其是涉及一种电池热失控及热失控扩展测试系统。
背景技术
电动汽车作为一种节能环保的交通工具，日渐成为世界各国政府的战略性规划产业，锂离子电池体系因其作为储能系统特有的优势成为电动汽车行业关注的焦点。但锂离子电池目前存在最为巨大的挑战——安全问题，归根结底又是电池的热失控问题。对于动力电池系统，能否有效的抑制锂离子电池的热失控或者热失控扩展，集中体现了电池系统的综合安全性能。也正是在这样一种背景下，工信部发布了《电动客车安全技术条件》来进一步加强对动力电池系统安全性的测试和监管。
对于动力电池的热失控早有研究，并且加速绝热量热仪也已经应用于动力电池热失控测试。但是加速绝热量热仪设备昂贵，一般均在100万元以上，且设备仅能应用于容量较小(一般小于10Ah)的电池单体测试，主要用于科研院所研究动力电池热安全性特性。目前对于测试研究大容量的电池单体以及电池系统的热失控和热失控扩展，还没有可用的测试设备，尤其是目前众多企业和测试机构急需功能完善高度集成的动力电池热失控及热失控扩展测试系统用于产品的开发和测试评价。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种电池热失控及热失控扩展测试系统，以实现对电池安全性的测试。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种电池热失控及热失控扩展测试系统，包括控制台以及与所述控制台连接的加热系统、数据采集系统、过充系统，所述加热系统、数据采集系统、过充系统与测试对象电池连接，所述加热系统包括稳压源以及发热部件，所述稳压源用于输出电压给发热部件使发热比较温度变化，所述数据采集系统用于采集测试对象电池的电压、温度信息，所述过充系统包括恒流源，所述恒流源用于输出电流对测试对象电池进行恒流充电时测试对象电池发生电压变化。
进一步的，所述数据采集系统与测试对象电池电连接，通过采样线束直接连接在测试对象电池单体的正负极采集电压信号。
进一步的，所述数据采集系统与测试对象电池电连接，通过K型或J型热电偶机械连接在测试对象电池单体上采集温度信号。
进一步的，所述发热部件包括但不限于电热丝、电热板。
进一步的，所述发热部件与测试对象电池采用机械方式连接，可通过工装进行压接。
相对于现有技术，本发明所述的一种电池热失控及热失控扩展测试系统具有以下优势：本发明所述的测试系统可以实现对电池加热和过充，并且具备温度、电压等信息的采集和记录功能，通过该设备可以很容易的实现对电池安全性的测试；本发明成本较低，有利于在企业和测试机构推广应用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种电池热失控及热失控扩展测试系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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”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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，本发明提供一种电池热失控及热失控扩展测试系统，主要包括以下几部分：
1)控制台：集成测试系统控制软件的计算机，计算机通过软件控制各子系统并记录保存试验数据，通过各种对应通讯接口与外设稳压源及恒流源进行实时交互通讯自动控制及数据传输。
2)加热系统：加热系统由稳压源及发热部件构成；稳压源输出可设置的电压给发热部件使发热部件温度变化。
3)数据采集系统：数据采集系统主要记录测试对象试验过程中的电压温度信息及其他通过CAN通讯信息并发送给控制台的计算机。
4)过充系统：过充系统主要指恒流源，恒流源输出可设置电流对测试对象进行CC(恒流)充电使测试对象发生电压变化。
本发明所述的发热部件采用常见的电热元件，一般有电热丝、电热板等，根据电池的外形和发热功率的要求进行选配。根据测试的需求，通过选择电热丝的电阻、允许的最大电流来实现发热部件的选型。
发热部件通过电连接的形式与电源连接。与测试对象电池采用机械方式连接，一般可以通过简单的工装进行压接。
本发明利用数据采集系统采集电池的电压和温度，电压采集为电连接，采样线束直接连接在电池单体的正负极采集电压信号；温度采集使用K型或J型热电偶实现，热电偶端子机械连接在电池需要采集温度的部分，另一端与采集系统连接即可。
本发明的过充系统与电池电连接，连接在电池的正负极，通过对电池进行充电实现功能。
本发明采用了可编程恒流恒压电源，因此同一电源可以同时满足加热系统和过充系统的要求。
本发明能够实现动力电池单体的测试，也可以完成对动力电池系统的测试。
对动力电池单体测试，一般为热失控测试。即对电池单体工作加热的方法是电池发生温度等参数的变化。
对动力电池系统的测试，一般为热失控扩展测试。通过对电池系统中的一只或几只单体采用加热或过充的方法使其发生温度等参数的变化，来观察电池系统中其他电池单体的表现及整个系统的表现，来判断整个电池系统的安全特性。
本发明的工作过如下：
1、动力电池单体热失控测试：
1)将准备好的动力电池单体与加热系统固定，连接数据采集系统；
2)打开电池热失控及热失控扩展测试系统，调试数据采集系统，确认采集系统工作状态；
3)设置加热参数、采集要求、试验起止条件；
4)开始试验，系统将根据设置的条件自动工作并存储数据；
5)试验结束，导出测试数据。
2、动力电池系统热失控扩展测试：
1)将准备好的动力电池系统与测试装置进行连接：
a.采用过充触发热失控：连接过充系统，连接电压采集和温度采集(可选)，连接CAN信息采集(可选)；
b.采用加热触发热失控：连接加热系统，连接电压采集和温度采集(可选)，连接CAN信息采集(可选)；
2)打开电池热失控及热失控扩展测试系统，调试数据采集系统，确认电压和温度采集状态，调试CAN信息采集系统并与控制台数据进行比对，确认数据正确性；
3)设置试验参数、采集要求、试验起止条件；
4)开始试验，系统将根据设置的条件自动工作并存储数据；
5)试验结束，导出测试数据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电池热失控及热失控扩展测试系统，其特征在于：包括控制台以及与所述控制台连接的加热系统、数据采集系统、过充系统，所述加热系统、数据采集系统、过充系统与测试对象电池连接，所述加热系统包括稳压源以及发热部件，所述稳压源用于输出电压给发热部件使发热比较温度变化，所述数据采集系统用于采集测试对象电池的电压、温度信息，所述过充系统包括恒流源，所述恒流源用于输出电流对测试对象电池进行恒流充电时测试对象电池发生电压变化。
2.根据权利要求1所述的一种电池热失控及热失控扩展测试系统，其特征在于：所述控制台为计算机，所述计算机通过通讯接口与稳压源、恒流源进行实时交互通讯、自动控制及数据传输。
3.根据权利要求1所述的一种电池热失控及热失控扩展测试系统，其特征在于：所述数据采集系统与测试对象电池电连接，通过采样线束直接连接在测试对象电池单体的正负极采集电压信号。
4.根据权利要求1所述的一种电池热失控及热失控扩展测试系统，其特征在于：所述数据采集系统与测试对象电池电连接，通过K型或J型热电偶机械连接在测试对象电池单体上采集温度信号。
5.根据权利要求1所述的一种电池热失控及热失控扩展测试系统，其特征在于：所述发热部件包括但不限于电热丝、电热板。
6.根据权利要求1所述的一种电池热失控及热失控扩展测试系统，其特征在于：所述发热部件与测试对象电池采用机械方式连接，可通过工装进行压接。
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