CN108972413A - 热蔓延测试夹具及热蔓延测试方法 - Google Patents

热蔓延测试夹具及热蔓延测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108972413A
CN108972413A CN201811028700.6A CN201811028700A CN108972413A CN 108972413 A CN108972413 A CN 108972413A CN 201811028700 A CN201811028700 A CN 201811028700A CN 108972413 A CN108972413 A CN 108972413A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
plate
heating
battery
test fixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811028700.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108972413B (zh
Inventor
全家岸
程君
王玉虎
陈静
孙文坡
朱业
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Huawei Huichuang Technology Development Co ltd
Original Assignee
Lixin Jiangsu Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lixin Jiangsu Energy Technology Co Ltd filed Critical Lixin Jiangsu Energy Technology Co Ltd
Priority to CN201811028700.6A priority Critical patent/CN108972413B/zh
Publication of CN108972413A publication Critical patent/CN108972413A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108972413B publication Critical patent/CN108972413B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING, OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本发明公开了一种热蔓延测试夹具，该夹具包括底板、侧板、固定板、加热部件以及安装部件，所述侧板固定在所述底板的一端，所述固定板与侧板通过安装部件固定安装在所述底板上，所述固定板与所述侧板平行，所述加热部件靠近侧板的一侧放置。经过实验本发明所述的热蔓延测试夹具可以快速有效评估方形铝壳电池的在热蔓延传导过程中电池的安全性，通过测试情况了解方形铝壳电池的是否满足安全性要求，避免了单颗电池短路起火时，热量蔓延造成电池组内的其他电池起火、爆炸的现象。

Description

热蔓延测试夹具及热蔓延测试方法
技术领域
本发明涉及一种测试夹具及测试方法，具体涉及一种动力电池热蔓延测试夹具及热蔓延测试方法。
背景技术
锂离子电池作为一种绿色、环保、高能量的二次电池，具有容量高、安全性好、循环寿命长等优点被广泛应用于电子通讯、储能、交通及航空领域。
锂离子动力电池近几年呈现迅速发展的趋势，同时也出现了一些不容忽视的安全问题，尤其是近年来电动汽车在行驶过程中出现起火燃烧的报道屡见不鲜。正常情况下，虽然能够通过强大的电池管理系统(BMS)对电池进行监测、管理控制，但在实际应用过程中，由于工况的复杂性、人为因素、不可抗拒因素等，难免会出现各种突发现象，如电池被挤压、碰撞、尖锐物穿刺等意外情况，从而造成个别电池短路起火。因此，人们对电池的热蔓延安全性能提出了越来越高的要求，动力电池需要满足电池组内的单颗电池短路起火时，热量蔓延不会造成电池组内的其他电池起火、爆炸，进而引起大范围的热失控导致严重的起火燃烧、爆炸事件。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种热蔓延测试夹具及热蔓延测试方法，解决了测试电池组内热蔓延安全性能难和只能测试一个电池，精准性差和效率低的问题。
技术方案：一方面，本发明提供热蔓延测试夹具，该夹具包括底板、侧板、固定板、加热部件以及安装部件，所述侧板固定在所述底板的一端，所述固定板与侧板通过安装部件固定安装在所述底板上，所述固定板与所述侧板平行，所述加热部件靠近侧板的一侧放置。
进一步的，所述加热部件包括热蔓延金属板、加热管，所述热蔓延金属板上预留可放置加热管的若干加热管圆孔。
进一步的，所述热蔓延金属板优选铜板。
进一步的，所述加热管圆孔的预留个数为3～5个。
进一步的，所述加热管上有连接温度控制器的加热管连接线。
进一步的，所述固定板与侧板通过安装部件距离可调整的安装固定，所述安装部件为螺丝。
另一方面，本发明还提供一种热蔓延测试方法，包括：
步骤1、把若干个电池放置在底板上，使用固定板把电池与热蔓延金属板贴紧固定；
步骤2、将加热管放入加热管圆孔中，接通电源；
步骤3、设定加热参数，温度的加热速率设定为v，上限温度为t，以v的加热速率进行加热，保持时间T，观察测试结果，记录数据；
步骤4、当靠近所述热蔓延金属板的第一个电池防爆阀喷开，冒烟，记录此时的温度t1、对应的时长T1以及加热速率v1；
步骤5、当所述热蔓延金属板温度达到上限温度t，继续静置到时间T2，记录此时的加热速率v2；
步骤6、静置到时间T3，加热速率无变化，停止测试。
进一步的，所述步骤(2)中，加热速率设定为5℃/min，上限温度设置为250℃。
进一步的，所述步骤(1)中，放置电池的个数为3～5个。
有益效果：经过实验本发明所述的热蔓延测试夹具可以快速有效评估方形铝壳电池的在热蔓延传导过程中电池的安全性，通过测试情况了解方形铝壳电池的是否满足安全性要求，避免了单颗电池短路起火时，热量蔓延造成电池组内的其他电池起火、爆炸的现象，并且本发明所述的热蔓延测试夹具可以同时针对多个电池进行测试，效率更高更加精准。
附图说明
图1是本发明所述的测试夹具的结构示意图；
图2为本发明所述的加热管结构示意图；
图3是本发明所述的测试夹具的俯视图；
图4是本发明所述的测试方法流程图；
图5是本发明实验1所述的温度随时间变化曲线图；
图6是本发明实验2所述的温度随时间变化曲线图。
图中包括：底板1，侧板2，固定板3，加热部件4，热蔓延金属板41，加热管42，加热管连接线421，加热管圆孔43，安装部件5。
具体实施方式
首先本发明提供一种热蔓延测试夹具，如图1和3所示，该夹具材质可选碳素结构钢Q235钢，热蔓延测试夹具的底板和侧板固定，也可直接采用一直角板作为夹具的侧板和底板，固定板可拆卸的安装在底板上，当需要使用时，安装部件穿过固定板上四角的通孔，贯穿到侧板对应的通孔内，并将两者进行平行固定，且通过调整安装部件可以调整固定板和侧板之间的距离，使之满足装入不同数量电芯的要求，优选3-5个电芯，安装部件可优先为螺丝，也可使用可调节长度的横杆，穿过两板，两端采用螺帽进行紧固。根据电芯数量调节固定板和侧板之间的距离。
如图2所示，加热部件的热蔓延金属板首先靠近侧板一侧放置，另一侧放置用于评估的多个电芯，金属板上预留可以放置加热管的若干加热管圆孔，圆孔个数可设置为3-5个，加热管放入圆孔中，加热管上有加热管连接线，多个加热管连接通过温度探头连接温度控制器A。热蔓延金属板优选铜板。
其次，本发明还提供一种热蔓延测试方法，如图4所示，包括：
步骤1、把若干个电池放置在底板上，放置电池的个数为3～5个，使用固定板把电池与热蔓延金属板贴紧固定；
步骤2、将加热管放入加热管圆孔中，接通电源；
步骤3、设定加热参数，温度的加热速率设定为v，上限温度为t，以v的加热速率进行加热，保持时间T，观察测试结果，记录数据，优选的，加热速率设定为5℃/min，上限温度设置为250℃；
步骤4、当靠近所述热蔓延金属板的第一个电池防爆阀喷开，冒烟，记录此时的温度t1、对应的时长T1以及加热速率v1；
步骤5、当所述热蔓延金属板温度达到上限温度t，继续静置到时间T2，记录此时的加热速率v2；
步骤6、静置到时间T3，加热速率无变化，停止测试。
现有技术中只能单一模拟测试，准确性没那么高，与实际的模组有一定差异，而本发明可以测试多个电池的，与实际应用情况更接近，精准性更高。
测试1
使用EFP2714893 25Ah方形铝壳电池进行热蔓延测试：调整固定板和侧板之间的距离，并固定。把5个EFP2714893 25Ah方形铝壳电池放到热蔓延夹具上；使用紧固板把电池与热蔓延铜板贴紧固定，上好螺丝；把加热管放入热蔓延铜板的圆孔里，接通电源；设定加热参数，以v＝5℃/min的加热速率进行加热，上限温度设定t＝250℃，保持30min；观察测试结果，记录数据，如下表1和图5所示；图5中，横坐标代表时间，纵坐标为温度，当铜板温度达到t1＝235℃时，时间为T1＝42.5min，靠近铜板的第一个电芯防爆阀喷开，冒烟；当60min铜板温度维持在t＝250℃时，靠近铜板第二个电芯防爆阀喷开，冒烟；等到实验结束时间为T3，剩余3个电芯无明显变化。
表1、实验过程温度数据表
加热时间时间(min) 铜板表面温度(℃) 实际升温速率(℃/min)
0 25.00 5.00
2 34.92 4.96
5 49.86 4.98
10 74.36 4.90
20 124.25 4.99
30 173.75 4.95
40 222.87 4.91
42.5 235.17 4.92
45 256.45 8.51
50 253.00 -0.69
60 250.21 /
63 257.80 /
70 252.77 /
80 250.19 /
90 224.36 /
通过模拟验证，EFP2714893 25Ah的模组电池，当其中一个电池因短路发热时，热蔓延到相邻电池上，相邻电池防爆阀喷开，但电池不会发生起火、爆炸现象。
测试2
使用EFP54175200 178Ah方形铝壳电池进行热蔓延测试：调整固定板和侧板之间的距离并固定，把3个EFP54175200 178Ah方形铝壳电池放到热蔓延夹具上；使用紧固板把电池与热蔓延铜板贴紧固定，上好螺丝；把加热管放入热蔓延铜板的圆孔里，接通电源；设定加热参数，以5℃/min的加热速率进行加热，上限温度设定250℃，保持30min；观察测试结果，记录数据，如图表2和图6所示；图6中横坐标代表时间，纵坐标为温度，当铜板温度达到229℃时，时间为41min，靠近铜板的第一个电芯防爆阀喷开，冒烟；等到实验结束，剩余2个电芯无明显变化。
表2、实验过程温度数据表
加热时间时间(min) 铜板表面温度(℃) 实际升温速率(℃/min)
0 25.00 5.00
2 34.99 4.99
5 50.02 5.01
10 74.75 4.98
20 124.65 4.99
30 174.34 4.98
40 223.90 4.99
41 229.08 5.00
45 264.41 8.89
50 256.81 -1.52
60 251.50 /
70 250.70 /
80 250.32 /
90 226.14 /
通过模拟测试验证，EFP54175200 178Ah的模组电池，当其中一个电池因短路发热时，热蔓延到相邻电池上，相邻电池不会发生起火、爆炸现象。因此，本发明所述的热蔓延测试夹具及测试方法可以快速有效评估方形铝壳电池的在热蔓延传导过程中电池的安全性，通过测试情况了解方形铝壳电池的是否满足安全性要求，避免了单颗电池短路起火时，热量蔓延造成电池组内的其他电池起火、爆炸的现象。

Claims (10)

1.一种热蔓延测试夹具，其特征在于，该夹具包括底板(1)、侧板(2)、固定板(3)、加热部件(4)以及安装部件(5)，所述侧板(2)固定在所述底板(1)的一端，所述固定板(3)与侧板(2)通过安装部件(5)固定安装在所述底板(1)上，所述固定板(3)与所述侧板(2)平行，所述加热部件(4)靠近侧板(2)的一侧放置。
2.根据权利要求1所述的热蔓延测试夹具，其特征在于，所述加热部件(4)包括热蔓延金属板(41)、加热管(42)，所述热蔓延金属板(41)上预留可放置加热管(42)的若干加热管圆孔(43)。
3.根据权利要求2所述的热蔓延测试夹具，其特征在于，所述热蔓延金属板(41)优选铜板。
4.根据权利要求2所述的热蔓延测试夹具，其特征在于，所述加热管圆孔(43)的个数为3～5个。
5.根据权利要求2所述的热蔓延测试夹具，其特征在于，所述加热管(42)上有连接温度控制器的加热管连接线(421)。
6.根据权利要求1所述的热蔓延测试夹具，其特征在于，所述固定板(3)与侧板(2)之间的安装距离可调整。
7.根据权利要求1所述的热蔓延测试夹具，其特征在于，所述安装部件(5)为螺丝。
8.根据权利要求1-7任一项所述的热蔓延测试夹具进行热蔓延测试的方法，其特征在于，包括：
步骤1、将若干个电池放置在准备完毕的热蔓延测试夹具中，接通电源；
步骤2、设定加热参数，温度的加热速率设定为v，上限温度为t，以v的加热速率进行加热，保持时间T，观察测试结果，记录数据；
步骤3、当靠近所述热蔓延金属板(41)的第一个电池防爆阀喷开，冒烟，记录此时的温度t1、对应的时长T1以及加热速率v1；
步骤4、当所述热蔓延金属板(41)温度达到上限温度t，继续静置到时间T2，记录此时的加热速率v2；
步骤5、静置到时间T3，加热速率无变化，停止测试。
9.根据权利要求8所述的热蔓延测试方法，其特征在于，所述步骤(2)中，加热速率设定为5℃/min，上限温度设置为250℃。
10.根据权利要求8所述的热蔓延测试方法，其特征在于，所述步骤(1)中，放置电池的个数为3～5个。
CN201811028700.6A 2018-08-31 2018-08-31 热蔓延测试夹具及热蔓延测试方法 Active CN108972413B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811028700.6A CN108972413B (zh) 2018-08-31 2018-08-31 热蔓延测试夹具及热蔓延测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811028700.6A CN108972413B (zh) 2018-08-31 2018-08-31 热蔓延测试夹具及热蔓延测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108972413A true CN108972413A (zh) 2018-12-11
CN108972413B CN108972413B (zh) 2023-09-26

Family

ID=64544663

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811028700.6A Active CN108972413B (zh) 2018-08-31 2018-08-31 热蔓延测试夹具及热蔓延测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108972413B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111239632A (zh) * 2020-02-10 2020-06-05 清华大学 电池热失控触发装置及电池热失控蔓延测试系统
CN111929582A (zh) * 2020-09-16 2020-11-13 江西安驰新能源科技有限公司 一种用于锂电池热失控工装及测试方法
CN112285567A (zh) * 2020-10-20 2021-01-29 欣旺达电动汽车电池有限公司 电芯日历寿命测试装置及方法
CN112526360A (zh) * 2019-09-18 2021-03-19 清华大学 电池模组热失控测试触发与监测系统及方法
CN112858375A (zh) * 2019-11-27 2021-05-28 无锡恩捷新材料科技有限公司 批量测试锂电池隔膜热闭孔温度和破膜温度的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08190938A (ja) * 1995-01-09 1996-07-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 二次電池充放電自動試験装置用試験電池ホルダー
CN201740800U (zh) * 2010-08-11 2011-02-09 阿滨仪器(天津)有限公司 多通道电池夹具
CN103165854A (zh) * 2011-12-19 2013-06-19 东莞市振华新能源科技有限公司 一种方形锂离子电池注液方式及夹具
CN206076407U (zh) * 2016-09-21 2017-04-05 深圳市腾达工业自动设备有限公司 一种电池加热夹具
CN106970251A (zh) * 2017-04-24 2017-07-21 江苏海四达电源股份有限公司 方型模块电池测试用夹具
CN107132487A (zh) * 2017-06-22 2017-09-05 广州中国科学院工业技术研究院 二次电池热失控传播测试系统
CN207473061U (zh) * 2017-09-25 2018-06-08 深圳市沃特玛电池有限公司 一种单体电池热失控测试装置
CN208913925U (zh) * 2018-08-31 2019-05-31 力信（江苏）能源科技有限责任公司 热蔓延测试夹具

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08190938A (ja) * 1995-01-09 1996-07-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 二次電池充放電自動試験装置用試験電池ホルダー
CN201740800U (zh) * 2010-08-11 2011-02-09 阿滨仪器(天津)有限公司 多通道电池夹具
CN103165854A (zh) * 2011-12-19 2013-06-19 东莞市振华新能源科技有限公司 一种方形锂离子电池注液方式及夹具
CN206076407U (zh) * 2016-09-21 2017-04-05 深圳市腾达工业自动设备有限公司 一种电池加热夹具
CN106970251A (zh) * 2017-04-24 2017-07-21 江苏海四达电源股份有限公司 方型模块电池测试用夹具
CN107132487A (zh) * 2017-06-22 2017-09-05 广州中国科学院工业技术研究院 二次电池热失控传播测试系统
CN207473061U (zh) * 2017-09-25 2018-06-08 深圳市沃特玛电池有限公司 一种单体电池热失控测试装置
CN208913925U (zh) * 2018-08-31 2019-05-31 力信（江苏）能源科技有限责任公司 热蔓延测试夹具

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112526360A (zh) * 2019-09-18 2021-03-19 清华大学 电池模组热失控测试触发与监测系统及方法
CN112526360B (zh) * 2019-09-18 2022-03-18 清华大学 电池模组热失控测试触发与监测系统及方法
CN112858375A (zh) * 2019-11-27 2021-05-28 无锡恩捷新材料科技有限公司 批量测试锂电池隔膜热闭孔温度和破膜温度的方法
CN111239632A (zh) * 2020-02-10 2020-06-05 清华大学 电池热失控触发装置及电池热失控蔓延测试系统
CN111929582A (zh) * 2020-09-16 2020-11-13 江西安驰新能源科技有限公司 一种用于锂电池热失控工装及测试方法
CN112285567A (zh) * 2020-10-20 2021-01-29 欣旺达电动汽车电池有限公司 电芯日历寿命测试装置及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108972413B (zh) 2023-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108972413A (zh) 热蔓延测试夹具及热蔓延测试方法
JP7673149B2 (ja) エネルギー貯蔵コンテナに用いられる消防消火システム、及び消防予備警報制御方法
CN106646257B (zh) 一种检测锂离子电池热失控扩散的测试平台和测试方法
CN108152756A (zh) 一种电池组热管理系统热失控抑制效能的测试装置
CN208433489U (zh) 一种电动汽车电池箱及其散热、加热系统
CN216288702U (zh) 一种储能电池柜及储能系统
CN106299543A (zh) 一种石墨烯电池组热管理系统
CN115602963A (zh) 一种高安全性电池组及设计方法和控温方法
CN117523809A (zh) 一种锂离子电池储能站火灾监控评价管理方法
CN114545248A (zh) 一种锂离子电池热失控特性表征方法及检测装置
CN208913925U (zh) 热蔓延测试夹具
CN111682281B (zh) 一种基于热管冷却的圆柱形锂电池单体及电池组
CN205609645U (zh) 一种电池储能系统
CN209515855U (zh) 一种锂离子电池极片去应力装置
CN205564903U (zh) 电池箱的防火系统
CN114709551B (zh) 一种电池设备及其制备方法
CN205882034U (zh) 一种锂电池的防爆阻燃装置
CN216818457U (zh) 防热失控蔓延的电池柜
CN204315689U (zh) 一种可抑制热失控蔓延的锂离子电池模块
CN211404567U (zh) 一种电池箱散热装置
CN119066892B (zh) 热失控安全设计评判方法、装置、设备和可读存储介质
CN213212228U (zh) 一种汽车动力电池组工作环境控制系统
CN115372666A (zh) 一种方形电池测试系统和测试方法
CN223831627U (zh) 一种储能柜消防控制系统
CN221176441U (zh) 一种圆柱电池模组及电池包

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 2 Dagang Dashan Road, Zhenjiang New District, Zhenjiang City, Jiangsu Province

Applicant after: Lixin (Jiangsu) Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: No.2, Dagang Dashan Road, New District, Zhenjiang City, Jiangsu Province

Applicant before: ETRUST POWER Group Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20250318

Address after: No. 25, Daxue Chengzhong Road, Huxi Street, High tech Zone, Shapingba District, Chongqing City, 400000, China 3011

Patentee after: Chongqing Science City Intellectual Property Operation Center Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 2 Dagang Dashan Road, Zhenjiang New District, Zhenjiang City, Jiangsu Province

Patentee before: Lixin (Jiangsu) Energy Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20250327

Address after: 1810, 15th Floor, Building 8, No. 88 Jianguo Road, Chaoyang District, Beijing 100022

Patentee after: Beijing Huawei Huichuang Technology Development Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: No. 25, Daxue Chengzhong Road, Huxi Street, High tech Zone, Shapingba District, Chongqing City, 400000, China 3011

Patentee before: Chongqing Science City Intellectual Property Operation Center Co.,Ltd.

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right