CN109164393A - 电池热失控实验装置、系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池热失控实验装置，包括箱体、加热装置、第一气体通道和气泵。所述加热装置设置于所述箱体内，用于产生热量。所述第一气体通道与所述箱体连通，用于气体的流通。所述气泵通过所述第一气体通道与所述箱体连接，用于向所述箱体充入气体或从所述箱体中抽出气体。本申请提供的所述电池热失控实验装置增加了压力变化的模拟，因此，提高了对所述待测电池热失控实际场景模拟的准确性，从而进一步提高了实验的准确性。利用本申请提供的所述电池热失控实验装置进行实验的实验结果对电池安全设计具有较大的指导意义。

Description

电池热失控实验装置、系统及其方法

技术领域

本申请涉及电池安全领域，特别是涉及一种电池热失控实验装置、系统及其方法。

背景技术

随着科技的发展，动力电池已成为人们日常生活和生产中常用的物品。动力电池在某些诱导因素下容易引发热失控，从而引起安全性事故。因此，研究动力电池的热失控过程已成为一项重要的课题。

目前人们对电池热失控过程的研究，主要是通过加速量热仪(Accelerating RateCalorimetry，ARC)、绝热反应热能量测定仪(Vent Sizing Package 2，VSP2)、差示扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry，DSC)、锥形量热仪等仪器，模拟动力电池热失控场景，并对动力电池的在热失控过程中的产热、喷气、燃烧等特性进行研究。

但是，这些实验仪器和实验方法与实际场景相差比较大，存在对动力电池热失控的场景模拟准确性差的问题。

发明内容

基于此，有必要针对以上问题，提供一种电池热失控实验装置、系统及其方法。

一种电池热失控实验装置，包括：

箱体；

加热装置，设置于所述箱体内，用于产生热量；

第一气体通道，与所述箱体连通，用于气体的流通；以及

气泵，通过所述第一气体通道与所述箱体连接，用于向所述箱体充入气体或从所述箱体中抽出气体。

在其中一个实施例中，所述电池热失控实验装置还包括：

第二气体通道，与所述箱体连通，用于气体的流通。

在其中一个实施例中，所述第二气体通道包括阀门，设置于所述第二气体通道，用于控制所述第二气体通道的开启和关闭。

在其中一个实施例中，所述电池热失控实验装置还包括安全阀，设置于所述箱体，用于泄压。

在其中一个实施例中，所述加热装置包括：

均匀加热器，设置于所述箱体内；

空气循环装置，设置于所述箱体内，与所述均匀加热器间隔相对设置，用于改变所述箱体内的空气流向，使得所述箱体内热量均匀。

在其中一个实施例中，所述均匀加热器为面状结构。

在其中一个实施例中，所述电池热失控实验装置还包括局部加热装置，与所述均匀加热器间隔相对设置，所述均匀加热器设置于所述空气循环装置和所述局部加热装置之间。

在其中一个实施例中，所述局部加热装置包括：

局部加热器；

导热体，与所述局部加热器贴合设置，所述导热体与所述均匀加热器间隔相对设置。

在其中一个实施例中，所述导热体远离所述均匀加热器的表面为弧形结构。

本申请实施例提供的所述电池热失控实验装置包括所述箱体、所述加热装置、所述第一气体通道和所述气泵。所述第一气体通道与所述箱体连通，用于气体的流通。所述气泵通过所述第一气体通道与所述箱体连接，用于向所述箱体充入气体或从所述箱体中抽出气体。通过所述第一气体通道和所述气泵配合完成所述箱体内的压力变化。通过所述加热装置对所述待测试电池进行加热，从而模拟电池在不同海拔，不同压力下所述待测试电池的热失控行为特征。与传统技术相比，本申请实施例提供的所述电池热失控实验装置增加了压力变化的模拟，因此，提高了对所述待测电池热失控实际场景模拟的准确性，从而进一步提高了实验的准确性。利用本申请提供的所述电池热失控实验装置进行实验的实验结果对电池安全设计具有较大的指导意义。

一种电池热失控实验系统，包括：

所述电池热失控实验装置；

测量装置，与所述电池热失控实验装置连接，用于测量数据；

数据分析装置，与所述测量装置连接，用于获取所述测量装置测量的数据，并进行分析处理。

在其中一个实施例中，所述测量装置包括：

第一温度测量装置，设置于所述第一气体通道，用于测量所述第一气体通道处的温度；

第二温度测量装置，设置于所述第二气体通道，用于测量所述第二气体通道处的温度；

第一压力测量装置，设置于所述第一气体通道，用于测量所述第一气体通道处的压力；

第二压力测量装置设置于所述第一气体通道，用于测量所述第一气体通道处的压力。

在其中一个实施例中，所述电池热失控实验系统还包括显示装置，与所述数据分析装置连接，用于显示数据分析处理结果。

本申请实施例提供的所述电池热失控实验系统包括所述电池热失控实验装置、所述测量装置和所述数据分析装置。所述电池热失控实验装置能够提高对电池热失控实际场景模拟的准确性，从而提高了实验的准确性。本申请实施例提供的所述电池热失控实验系统的实验结果对电池安全设计具有较大指导意义。

一种电池热失控实验方法，包括：

通过所述第一温度测量装置测量所述第一气体通道处的温度，得到第一温度；

通过所述第二温度测量装置测量所述第二气体通道处的温度，得到第二温度；

通过第一压力测量装置测量所述第一气体通道处的压力，得到第一压力；

通过第二压力测量装置测量所述第一气体通道处的压力，得到第二压力；

所述数据分析装置根据所述第一温度、所述第二温度、所述第一压力和所述第二压力计算电池热失控过程的放热率。

本申请实施例提供的所述电池热失控实验方法，通过所述第一温度测量装置、所述第二温度测量装置、所述第一压力测量装置和所述第二压力测量装置分别对所述第一气体通道气体流入处和所述第二气体通道气体流出处的温度和压力进行测量，得到所述第一温度、所述第二温度、所述第一压力和所述第二压力。根据所述第一温度、所述第二温度、所述第一压力和所述第二压力计算得出所述待测试电池在热失控过程中的放热率。与传统技术中通过氧耗法计算放热率相比，本申请实施例提供的所述电池热失控实验方法对电池热失控过程中放热率的计算更加准确。

附图说明

图1为本申请一个实施例提供的电池热失控测试实验装置示意图；

图2为本申请一个实施例提供的电池热失控测试实验装置剖视图；

图3为本申请一个实施例提供的电池热失控测试实验装置剖视图；

图4为本申请一个实施例提供的电池热失控测试实验装置俯视图；

图5为本申请一个实施例提供的电池热失控测试实验装置剖视图；

图6为本申请一个实施例提供的电池热失控测试实验装置局部剖视图；

图7本申请一个实施例提供的电池热失控测试实验装置示意图；

图8为本申请一个实施例提供的电池热失控测试实验系统结构示意图。

附图标记说明

电池热失控实验系统 1

电池热失控实验装置 10

箱体 100

密封门 110

观察窗 111

加热装置 200

均匀加热器 210

空气循环装置 220

第一气体通道 300

气泵 400

第二气体通道 500

阀门 510

安全阀 600

局部加热装置 700

局部加热器 710

导热体 720

导轨 730

连接杆 740

压力调节装置 800

测量装置 20

第一温度测试装置 21

第二温度测试装置 22

第一压力测试装置 23

第二压力测试装置 24

数据分析装置 30

显示装置 40

待测试电池 50

电池支架 51

盛放盘 52

防护罩 53

图像采集装置 60

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的太阳能芯片电池检测设备进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1和图2，本申请一个实施例提供一种电池热失控实验装置10，其包括箱体100、加热装置200和压力调节装置800。所述压力调节装置800设置于所述箱体100，用于调节所述箱体100内部压力。

所述电池热失控实验装置10可以应用于可发生热失控的电池进行的热失控实验。所述电池为二次电池。所述电池可以为锂电池。可以理解，所述电池热失控实验装置10的应用不局限于电池热失控测试，还可以应用于其他有相同用途需求的场景。

所述箱体100用于放置待测试电池50。所述箱体100的外形、尺寸、材质和规格，可以根据实际需要进行选择。所述箱体100可以为密封箱体。所述箱体100可以包括密封门110。所述密封门110设置于所述箱体100一侧。所述密封门110可以采用内衬耐高温硅胶垫，以实现所述箱体100的密封。所述密封门110还可以包括观察窗111。所述观察窗111可以为透光材质制成，用于观测所述箱体100内的情况。例如，所述观察窗111的材质可以为石英玻璃。所述观察窗111在所述箱体100内一侧可以设置贴膜，便于试验后对所述观察窗111进行清洁。当所述观察窗111为透光材质制成时，所述观察窗111外部还可以设置有图像采集装置60。所述图像采集装置60用于记录实验过程中所述箱体100内部的实验现象。所述图像采集装置60可以为相机或摄像机。

在一个实施例中，所述箱体100为正方体。所述箱体100为耐高温、耐高压材料制成。所述箱体100的一侧设置有密封门110。所述密封门110设置观察窗111。所述观察窗111的外部设置有摄像机。所述待测试电池50放置于所述箱体100内部。为了便于实验，所述待测试电池50可以通过电池支架51与所述箱体100一定距离。所述待测试电池50可以盛放于盛放盘52中。所述盛放盘52设置于所述电池支架51上。为了防止实验中所述待测电池50喷发或者所述待测电池50热失控后爆炸对所述箱体100内部造成破坏，所述盛放盘52的顶端还可以设置防护罩53。所述防护罩53可以为金属丝网。

所述加热装置200设置于所述箱体100的内部。所述加热装置200用于加热，从而提高所述待测试电池50的温度，进而研究所述待测试电池50的热失控行为。所述加热装置200可以是均匀加热装置，也可以是局部加热装置。所述加热装置200可以是电加热丝，可以是石英加热管，也可以是电加热棒，还可以是激光加热器等。根据需要，所述加热装置200可以设置于所述箱体100内的任何位置。所述加热装置200可以通过支架设置于所述箱体100内部，也可以通过连接杆等悬挂于所述箱体100内部。所述加热装置200与所述箱体100的连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接。所述加热装置200的具体结构、型号、放置位置以及与所述箱体100的连接方式等可以根据实际实验需求进行选择，本申请不做具体限定。

所述压力调节装置800为可以增加所述箱体100内部压力或减小所述箱体100内部压力的装置。所述压力调节装置800可以有多种选择。所述压力调节装置800可以改变所述箱体100内部的压力，从而调整所述箱体100内部的压强。通过所述压力装置800，所述箱体100可以模拟不同海拔下，所述待测电池50的热失控行为特征。与传统技术相比，本申请实施例提供的所述电池热失控实验装置10增加了压力变化的模拟，因此，提高了对所述待测电池50的热失控实际场景模拟的准确性，从而提高了实验的准确性。

在一个实施例中，所述压力调节装置800包括第一气体通道300和气泵400。所述第一气体通道300与所述箱体100连通，用于气体的流通。所述气泵400通过所述第一气体通道300与所述箱体100连接。所述气泵400用于向所述箱体100充入气体或从所述箱体100中抽出气体。

所述第一气体通道300可以为管道。所述管道的材质、型号等不做限制，可以根据实际需求选择。具体地，所述箱体100一侧可以开设有安装孔，用于安装所述第一气体通道300。所述安装孔的尺寸与所述第一气体通道300的尺寸相匹配，以保证所述第一气体通道300与所述箱体100连通。所述第一气体通道300的一端与所述箱体100连通，所述第一气体通道300的另一端与所述气泵400连接。所述第一气体通道300还可以设置有开关或阀门，用于控制所述第一气体通道300的开启和关闭。所述气泵400用于向所述箱体100内冲入气体或从所述箱体100内抽出气体。所述气泵400的具体规格、型号等不做限定，只要可以通过所述第一气体通道300与所述箱体100连接，并实现向所述箱体100充入气体或从所述箱体100抽出空气即可。

使用所述电池热失控实验装置10对所述待测电池50进行热失控实验的过程和原理如下：

将所述待测试电池50和所述加热装置200放置于所述箱体100内后，关闭所述密封门110。通过所述气泵400向所述箱体100内充入空气或抽出空气，以改变所述箱体100内的压力。通过所述加热装置200加热，直至引发所述待测试电池50热失控。研究所述待测试电池50在不同气体压力下的热失控行为特征。所述不同气体压力下的热失控行为特征可以用于表征实际情况中，不同海拔下，所述待测电池50的热失控特征。

本实施例中，所述电池热失控实验装置10包括所述箱体100、所述加热装置200、所述第一气体通道300和所述气泵400。所述第一气体通道300与所述箱体100连通，用于气体的流通。所述气泵400通过所述第一气体通道300与所述箱体100连接，用于向所述箱体100充入气体或从所述箱体100中抽出气体。通过所述第一气体通道300和所述气泵400配合完成所述箱体100内的压力变化。通过所述加热装置200对所述待测试电池50进行加热，从而模拟电池在不同海拔，不同压力下所述待测试电池50的热失控行为特征。与传统技术相比，本申请实施例提供的所述电池热失控实验装置10增加了压力变化的模拟，因此，提高了对所述待测电池50热失控实际场景模拟的准确性，从而进一步提高了实验的准确性。利用本申请提供的所述电池热失控实验装置10进行实验的实验结果对电池安全设计具有较大的指导意义。

在一个实施例中，所述电池热失控实验装置10还可以包括第二气体通道500。所述第二气体通道500与所述箱体100连通，用于气体的流通。所述第二气体通道500可以为管道。所述管道的材质、型号等不做限制，可以根据实际需求选择。具体地，所述箱体100一侧可以开设有安装孔。所述安装孔用于安装所述第二气体通道500。所述安装孔的尺寸与所述第二气体通道500的尺寸相匹配，以保证所述第二气体通道500与所述箱体100连通。所述第二气体通道500可以用于外部空气向所述箱体100内流入空气，也可以用于所述箱体100内的空气流出。

当所述密封门110密封，所述第二气体通道500保持畅通，通过所述气泵400和所述第一气体通道300向所述箱体100内注入空气。所述箱体100内的空气通过所述第二气体通道500流出。所述箱体100内的空气产生对流。通过调节所述气泵400的功率，改变所述气泵400向所述箱体100注入空气的速度，从而可以改变所述箱体100内的空气对流速度，继而改变所述箱体100内的空速比。本实施例提供的所述电池热失控实验装置10能够模拟不同空速比下的所述待测试电池50的热失控行为特征，准确的模拟所述待测试电池50在实际应用中不同的风速或车速等场景下的热失控行为。本实施例提供的所述电池热失控实验装置10提高了对所述待测试电池50热失控场景模拟的准确性，从而提高热失控实验结果的准确性。

在一个实施例中，所述第二气体通道500还可以包括阀门510。所述阀门510设置于所述第二气体通道500，用于控制所述第二气体通道500的开启和关闭。所述阀门510可以设置于所述第二气体通道500的端部，也可以设置于所述第二气体通道500的中间部位。所述阀门510用于控制所述第二气体通道500的开启和关闭。根据需要，所述阀门510也可以选择能够控制所述第二气体通道500气体流量的阀门。具体的，当需要调节所述箱体100内空速比时，打开所述阀门510，并通过所述气泵400向所述箱体100内注入空气。当需要调整所述箱体100内的压力时，关闭所述阀门510，通过所述气泵400和所述第一气体通道300调整所述箱体100内的压力。通过所述阀门510可以灵活的实现所述第二气体通道500的开启和关闭，从而可以实现所述电池热失控实验装置10的多重功能。

在一个实施例中，所述池热失控实验装置10还可以包括安全阀600。所述安全阀600设置于所述箱体100，用于泄压。所述安全阀600可以设置于所述箱体100的顶部，也可以设置于所述箱体100的任意一个侧面。所述安全阀600可以预设一定的阈值，当所述箱体100内的压力超过预设阈值，所述安全阀600打开，并启动泄压。所述安全阀600的具体结构、型号以及与所述箱体100的连接方式等，可以根据实际需求选择。所述安全阀600可以防止实验过程中，因所述待测电池50热失控喷发、燃烧等造成所述箱体100内部压力过大而发生爆炸等危险情况。所述安全阀600提高了所述电池热失控实验装置10的安全性。

所述加热装置200可以为均匀加热装置。所述均匀加热装置用于对所述待测试电池50均匀加热，从而诱发所述待测试电池50全电池热失控。所述均匀加热装置用于模拟电池使用过程中，环境温度过高等原因造成的电池全面均温诱发的热失控场景。

当所述加热装置200为均匀加热装置时，所述加热装置200的结构可以为多种。请参见图3和图4，在一个实施例中，所述加热装置200可以包括均匀加热器210和空气循环装置220。所述均匀加热器210设置于所述箱体100内，用于产生热量。所述空气循环装置220设置于所述箱体100内。所述空气循环装置220与所述均匀加热器210间隔相对设置，用于改变所述箱体100内的空气流向，使得所述箱体100内热量均匀。所述均匀加热器210可以为电加热器。所述均匀加热器210可以采用电加热丝或石英加热管等。所述均匀加热器210可以通过调节功率来实现加热速率的调节。所述均匀加热器210与所述待测试电池50间隔相对设置。也就是说，所述均匀加热器210不与所述待测试电池50直接接触。所述均匀加热器210产生热量并使所述箱体100内的空气温度升高，从而使得放置于所述箱体100内的所述待测试电池50温度升高。

所述空气循环装置220可以设置于所述均匀加热器210的上、下、左、右、前或后，并与所述均匀加热器210间隔设置。所述空气循环装置220用于改变所述箱体100内的空气流向，使得所述箱体100内的热量均匀。所述空气循环装置220可以为循环风扇等。

本实施例中，所述电池热失控实验装置10包括所述均匀加热器210和所述空气循环装置220。所述空气循环装置220与所述均匀加热器210间隔相对设置。通过所述均匀加热器210和所述空气循环装置220配合，使得所述箱体100内的温度均匀升高。放置于所述箱体100内的所述待测试电池50的由于周围环境温度过高而诱发热失控。本申请是实施例提供的所述电池热失控实验装置10准确的模拟了所述待测试电池50全面均温诱发热失控场景，从而可以提高实验结果的准确性和可靠性。

在一个实施例中，所述均匀加热器210为面状结构。所述均匀加热器210可以为加热片、加热板等面状结构的加热器。所述均匀加热器210可以通过连接杆等装置固定于所述箱体100内。所述均匀加热器210可以悬挂与所述箱体100的内部顶端，并与所述待测试电池50平行设置。所述空气循环装置220可以悬挂设置于所述均匀加热器210的上部。也就是说，所述均匀加热器210设置于所述待测试电池50和所述空气循环装置220之间。面状的所述均匀加热器210能够增大加热和散热面积，从而提高加热效率，进而提高所述电池热失控实验装置10的工作效率。

请参见图5，在一个实施例中，所述电池热失控实验装置10还包括局部加热装置700。所述局部加热装置700与所述均匀加热器210间隔相对设置。所述均匀加热器210设置于所述空气循环装置220和所述局部加热装置700之间。

所述局部加热装置700与所述待测试电池50局部接触，用于模拟实际应用中电池局部过热诱发热失控，并蔓延到其他区域进而诱发全面热失控的场景。所述局部加热装置700可以为加热棒，也可以为激光加热器等。所述局部加热装置700可以通过连接杆或支撑架等形式连接于所述箱体100。在热失控实验过程中，所述局部加热装置700与所述待测试电池50的接触点越小，诱发局部热失控的起热点就越小，对局部热失控实际场景的模拟就越真实。同时，所述局部加热装置700的体积越小，对周围空气的加热就越少，对局部热失控场景的模拟就越真实。所述通过所述局部加热装置700模拟电池局部过热诱发热失控场景，进一步提高了所述电池热失控实验装置10对所述待测试电池50热失控场景模拟的准确性，从而提高所述待测试电池50热失控实验结果的准确性。

请参见图6，在一个实施例中，所述局部加热装置700包括局部加热器710和导热体720。所述导热体720与所述局部加热器710贴合设置。所述导热体720与所述均匀加热器210间隔相对设置。所述局部加热器710用于产生热量。所述局部加热器710可以为加热丝等。所述导热体720可以为球形结构，也可以为立方体结构，还可以为其他不规则形状结构。所述导热体720可以包裹于所述局部加热器710的外部，并与所述局部加热器710贴合。所述加热器710和所述导热体720的体积越小越好。所述导热体720与所述待测试电池50接触，用于将所述加热器710产生的热量传导至所述待测试电池50。通过所述局部加热器710和所述导热体720实现对所述待测试电池50的局部加热，从而模拟实际应用中，电池局部过热诱发热失控场景，进一步提高了所述电池热失控实验装置10对所述待测试电池50热失控场景模拟的准确性。

在一个实施例中，所述导热体720至少有一个面为弧形结构。所述弧形结构的面可以为远离所述均匀加热器210的面。所述弧形结构的面与所述待测试电池接触。所述导热体720的其他面可以为弧形面，也可以为平面。为了加工和连接方便，所述导热体720可以为五个平面和一个弧形结构的面组成的立体结构，所述弧形结构的面的切点与所述待测试电池50接触，从而实现所述导热体720与所述待测试电池50的点接触。通过弧形结构面的切点实现与所述待测试电池的点接触，使得接触点变小，从而使得热失控触发点变小，因此，对局部热失控实际场景的模拟更真实。同时，所述局部加热器710可以平行于所述待测试电池50设置，以减小所述导热体720的体积，从而减小对周围空气的影响，提高所述电池热失控实验装置10对局部热失控场景模拟的真实性。

请参见图7，在一个实施例中，所述局部加热装置700还包括：导轨730和连接杆740。所述导轨730和所述连接杆740均设置于所述箱体100内。所述连接杆740连接于所述导轨730和所述导热体720之间。且所述连接杆740可沿所述导轨730滑动。

所述导轨730可以架设于所述箱体100内部两个侧壁，也可以设置于所述箱体100顶部。所述连接杆740可用于支撑所述导热体720和所述局部加热器710。所述连接杆740可以为杆状。所述连接杆740的一端与所述导热体720连接。所述连接杆740的另一端与所述导轨730连接。所述连接杆740可以沿所述导轨730滑动，从而改变所述导热体720和所述局部加热器710的位置，进而改变局部热失控实验的热失控触发点。通过所述导轨730和所述连接杆740实现了所述局部加热装置700的可移动，从而使得所述电池热失控实验装置10使用更方便。

本申请一个实施例提供一种电池热失控实验系统1，包括如上任一项所述的电池热失控实验装置10、测量装置20和数据分析装置30。所述测量装置20与所述电池热失控实验装置10连接，用于测量数据。所述数据分析装置30与所述测量装置20连接，用于获取所述测量装置20测量的数据，并进行分析处理。

所述测量装置20用于测量电池热失控过程中温度、压力、放热率和喷气量等相关数据。所述测量装置20可以包括温度测量装置、压力测量装置等。所述测量装置20的数量和设置位置等可以根据需求选择。

所述数据分析装置30可以为计算机处理器，也可以为可编程逻辑处理器等。所述测量装置20将测量得到的数据传输至所述数据分析装置30。所述数据分析装置30对所述数据进行计算、分析和处理，得到需要的结果。

本实施例中，所述电池热失控实验系统1包括所述电池热失控实验装置10、所述测量装置20和所述数据分析装置30。所述电池热失控实验装置10能够提高对电池热失控实际场景模拟的准确性，从而提高了实验的准确性。本申请实施例提供的所述电池热失控实验系统1的实验结果对电池安全设计具有较大指导意义。

在一个实施例中，所述电池热失控实验系统1还包括显示装置40。所述显示装置40与所述数据分析装置30连接，用于显示数据分析处理结果。所述显示装置40也可以用于显示所述图像采集装置60采集到的图像信息。通过所述显示装置40，可以提高所述电池热失控实验系统1人机交互的智能性。

在一个实施例中，所述测量装置20包括第一温度测量装置21、第二温度测量装置22、第一压力测量装置23和第二压力测量装置24。所述第一温度测量装置21设置于所述第一气体通道300，用于测量所述第一气体通道300出的温度。所述第二温度测量装置22设置于所述第二气体通道500，用于测量所述第二气体通道500处的温度。所述第一压力测量装置23设置于所述第一气体通道300，用于测量所述第一气体通道300处的压力。所述第二压力测量装置24设置于所述第一气体通道300，用于测量所述第一气体通道(300)处的压力。

当所述气泵400通过所述第一气体通道300向所述箱体100内注入空气。所述第二气体通道500打开。所述第一气体通道300和所述第二气体通道500形成空气对流。所述第一温度测量装置21和所述第一压力测量装置23测量所述第一气体通道300处的气体的温度和压力。所述第二温度测量装置22和第二压力测量装置24测量所述第二气体通道500处气体的温度和压力。所述数据分析装置30根据所述第一气体通道300处流入气体的温度和压力，以及第二气体通道500处流出气体的温度和压力，计算、分析的出所述待测试电池50热失控过程中的放热率。

本实施例提供的所述电池热失控实验系统1通过所述第一温度测量装置21、所述第二温度测量装置22、所述第一压力测量装置23和所述第二压力测量装置24对气体流入通道和气体流出通道的温度和压力分别进行测量，进而计算出所述待测试电池50热失控过程中的放热率。与传统技术中的设备通过氧耗法计算放热率相比，本申请实施例提供的所述电池热失控实验系统1对电池热失控过程中参数的计算更加准确。

本申请一个实施例提供一种电池热失控实验方法，包括：

S10，通过所述第一温度测量装置21测量所述第一气体通道300处的温度，得到第一温度；

S20，通过所述第二温度测量装置22测量所述第二气体通道500处的温度，得到第二温度；

S30，通过第一压力测量装置23测量所述第一气体通道300处的压力，得到第一压力；

S40，通过第二压力测量装置24测量所述第一气体通道300处的压力，得到第二压力；

S50，所述数据分析装置30根据所述第一温度、所述第二温度、所述第一压力和所述第二压力计算电池热失控过程的放热率。

所述气泵400通过所述第一气体通道300向所述箱体100内注入空气，所述第二气体通道500排出空气。同时，通过所述加热装置200对待测试电池50加热，直至所述待测试电池50发生热失控。通过所述第一温度测量装置21、所述第二温度测量装置22、所述第一压力测量装置23和所述第二压力测量装置24分别对所述第一气体通道300气体流入处和所述第二气体通道500气体流出处的温度和压力进行测量，得到所述第一温度、所述第二温度、所述第一压力和所述第二压力。

根据下述公式计算所述待测试电池50热失控过程中的放热功率：

其中，P_battery是所述待测试电池50热失控过程中的放热功率。c_p-air是空气的等压比热容，单位为J/kg.K。ρ_{air_in}是所述第一气体通道300处气体的密度，单位为kg/m³。ρ_{air_out}是所述第二气体通道500处气体的密度，单位为kg/m³。是所述第一气体通道300处的流量，单位m³/s。是所述第二气体通道500的流量，单位m³/s。T_out是所述第二温度，单位为K。T_in是所述第一温度，单位为K。P_heater是所述加热装置200的功率。P_released是所述箱体100的散热功率，单位为J/s。V_in是所述第一气体通道300流入的气体的体积。V_out是所述第二气体通道500流入的气体的体积。d_in是所述第一气体通道300的截面积。d_out是所述第二气体通道500的截面积。t是通过所述第一气体通道300注入空气，通过所述第二气体通道500流出空气的时间。

对所述待测试电池50热失控过程中的放热功率进行积分，即可得到所述待测试电池50热失控过程中的放热率。

本申请实施例提供的所述电池热失控实验方法，通过所述第一温度测量装置21、所述第二温度测量装置22、所述第一压力测量装置23和所述第二压力测量装置24分别对所述第一气体通道300气体流入处和所述第二气体通道500气体流出处的温度和压力进行测量，得到所述第一温度、所述第二温度、所述第一压力和所述第二压力。根据所述第一温度、所述第二温度、所述第一压力和所述第二压力计算得出所述待测试电池50在热失控过程中的放热率。与传统技术中通过氧耗法计算放热率相比，本申请实施例提供的所述电池热失控实验方法对电池热失控过程中放热率的计算更加准确。

需要说明的是，本申请提供的所述电池热失控实验装置10、系统1和方法除了可以测试所述待测试电池50热失控过程中的放热率之外，还可以测试热失控过程中所述待测试电池50的温度、压力和喷气量等其他参数。具体的，可以根据实际需求进行选择使用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种电池热失控实验装置(10)，其特征在于，包括：

箱体(100)；

加热装置(200)，设置于所述箱体(100)内，用于产生热量；

第一气体通道(300)，与所述箱体(100)连通，用于气体的流通；以及

气泵(400)，通过所述第一气体通道(300)与所述箱体(100)连接，用于向所述箱体(100)充入气体或从所述箱体(100)中抽出气体。

2.根据权利要求1所述的电池热失控实验装置(10)，其特征在于，还包括：

第二气体通道(500)，与所述箱体(100)连通，用于气体的流通。

3.根据权利要求2所述的电池热失控实验装置(10)，其特征在于，所述第二气体通道(500)包括阀门(510)，设置于所述第二气体通道(500)，用于控制所述第二气体通道(500)的开启和关闭。

4.根据权利要求1所述的电池热失控实验装置(10)，其特征在于，还包括安全阀(600)，设置于所述箱体(100)，用于泄压。

5.根据权利要求1所述的电池热失控实验装置(10)，其特征在于，所述加热装置(200)包括：

均匀加热器(210)，设置于所述箱体(100)内；

空气循环装置(220)，设置于所述箱体(100)内，与所述均匀加热器(210)间隔相对设置，用于改变所述箱体(100)内的空气流向，使得所述箱体(100)内热量均匀。

6.根据权利要求5所述的电池热失控实验装置(10)，其特征在于，所述均匀加热器(210)为面状结构。

7.根据权利要求6所述的电池热失控实验装置(10)，其特征在于，还包括局部加热装置(700)，与所述均匀加热器(210)间隔相对设置，所述均匀加热器(210)设置于所述空气循环装置(220)和所述局部加热装置(700)之间。

8.根据权利要求7所述的电池热失控实验装置(10)，其特征在于，所述局部加热装置(700)包括：

局部加热器(710)；

导热体(720)，与所述局部加热器(710)贴合设置，所述导热体(720)与所述均匀加热器(210)间隔相对设置。

9.根据权利要求8所述的电池热失控实验装置(10)，其特征在于，所述导热体(720)远离所述均匀加热器(210)的表面为弧形结构。

10.一种电池热失控实验系统(1)，其特征在于，包括：

权利要求2所述的电池热失控实验装置(10)；

测量装置(20)，与所述电池热失控实验装置(10)连接，用于测量数据；

数据分析装置(30)，与所述测量装置(20)连接，用于获取所述测量装置(20)测量的数据，并进行分析处理。

11.根据权利要求10所述的电池热失控实验系统(1)，其特征在于，所述测量装置(20)包括：

第一温度测量装置(21)，设置于所述第一气体通道(300)，用于测量所述第一气体通道(300)处的温度；

第二温度测量装置(22)，设置于所述第二气体通道(500)，用于测量所述第二气体通道(500)处的温度；

第一压力测量装置(23)，设置于所述第一气体通道(300)，用于测量所述第一气体通道(300)处的压力；

第二压力测量装置(24)设置于所述第一气体通道(300)，用于测量所述第一气体通道(300)处的压力。

12.根据权利要求10所述的电池热失控实验系统(1)，其特征在于，还包括显示装置(40)，与所述数据分析装置(30)连接，用于显示数据分析处理结果。

13.一种使用权利要求11所述的电池热失控实验系统(1)进行的电池热失控实验方法，其特征在于，包括：

S10，通过所述第一温度测量装置(21)测量所述第一气体通道(300)处的温度，得到第一温度；

S20，通过所述第二温度测量装置(22)测量所述第二气体通道(500)处的温度，得到第二温度；

S30，通过第一压力测量装置(23)测量所述第一气体通道(300)处的压力，得到第一压力；

S40，通过第二压力测量装置(24)测量所述第一气体通道(300)处的压力，得到第二压力；

S50，所述数据分析装置(30)根据所述第一温度、所述第二温度、所述第一压力和所述第二压力计算电池热失控过程的放热率。