CN109188294A - 一种锂离子动力电池热失控测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子动力电池热失控测试装置，包括前后间隔且垂直放置的前夹板(1)和后夹板(2)；所述前夹板(1)和后夹板(2)在相对的侧面分别固定设置有第一隔热板(11)和第二隔热板(12)；所述第一隔热板(11)和第二隔热板(12)之间的位置用于固定放置待测电池；所述前夹板(1)和第一隔热板(11)的中心位置嵌入加热板(9)；所述待测电池与指针式电压表(6)相连接；所述第二隔热板(12)和后夹板(2)的中心位置嵌入有数显温度计(7)的温度探头。本发明可以方便、可靠地对电池进行热失控测试，实时采集电池在表面温度上升时的输出电压变化情况，准确掌握电池的性能，从而有利于保证电池的安全性能。

Description

一种锂离子动力电池热失控测试装置

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂离子动力电池热失控测试装置。

背景技术

目前，锂离子动力电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子动力电池的性能要求越来越高。

对于锂离子动力电池，由于其具有重量轻、体积小、容量大、功率高、无污染等优点，已经成为电动车用电池的理想电源。在电池的生产过程中，需要对电池进行性能上的测试，其中需要对锂离子动力电池进行热失控测试，以保证电池的安全性能，避免出现爆炸、燃烧等安全隐患。

但是，目前还没有一种装置，其可以方便、可靠地对电池进行热失控测试，实时采集电池在表面温度上升时的输出电压变化情况，准确掌握电池的性能，从而有利于保证电池的安全性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种锂离子动力电池热失控测试装置，其可以方便、可靠地对电池进行热失控测试，实时采集电池在表面温度上升时的输出电压变化情况，准确掌握电池的性能，从而有利于保证电池的安全性能，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种锂离子动力电池热失控测试装置，包括前后间隔且垂直放置的前夹板和后夹板；

所述前夹板和后夹板在相对的侧面分别固定设置有第一隔热板和第二隔热板；

所述第一隔热板和第二隔热板之间的位置用于固定放置待测电池；

所述前夹板和第一隔热板的中心位置贯穿开有一个加热板嵌入槽，所述加热板嵌入槽中嵌入加热板；

所述待测电池的正极和负极分别与一个指针式电压表的正极检测端和负极检测端相连接；

所述第二隔热板和后夹板的中心位置贯穿开有一个温度探头安装孔，所述温度探头安装孔内嵌入有数显温度计的温度探头。

其中，所述前夹板、第一隔热板、第二隔热板和后夹板的左右两端分别通过两根固定螺杆相连接。

其中，每根固定螺杆的前后两端分别螺纹连接有至少一个螺母固定螺母。

其中，所述第一隔热板的背面以及第二隔热板的正面为光滑的表面。

其中，所述加热板的背面与所述第一隔热板的背面位于同一平面上。

其中，所述加热板为可调温陶瓷加热板；

所述隔热板为采用聚氯乙烯PVC材质制成的隔板。

其中，所述加热板嵌入槽的正前方固定设置有两根横向分布的压紧拉簧；

两根压紧拉簧与加热板嵌入槽的上下两端对应设置。

其中，述前夹板和第一隔热板在所述加热板嵌入槽的左右两端间隔开有两个弹簧固定螺丝安装孔；

每根压紧弹簧的左右两端分别通过一根弹簧固定螺丝与弹簧固定螺丝安装孔螺纹连接。

其中，所述指针式电压表和数显温度计分别与同一个综合数据记录仪通过数据线相连接；

所述综合数据记录仪用于分别通过指针式电压表和数显温度计，实时采集待测电池的输出电压以及表面温度，并进行存储，以及进行电压数据和温度数据的显示。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种锂离子动力电池热失控测试装置，其可以方便、可靠地对电池进行热失控测试，实时采集电池在表面温度上升时的输出电压变化情况，准确掌握电池的性能，从而有利于保证电池的安全性能，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种锂离子动力电池热失控测试装置的结构示意图；

图中，1、前夹板，2、后夹板，3、压紧拉簧，4、固定螺杆，5、固定螺母；

6、指针式电压表，7、数显温度计，8、综合数据记录仪，9、加热板，10、弹簧固定螺丝，11、第一隔热板，12、第二隔热板；

101、螺杆安装孔，102、加热板嵌入槽，103、弹簧固定螺丝安装孔，201、温度探头安装孔。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，本发明提供了一种锂离子动力电池热失控测试装置，应用于方形锂离子动力电池的热失控测试，包括前后间隔且垂直放置的前夹板1和后夹板2；

所述前夹板1和后夹板2在相对的侧面(即内侧面)分别固定设置有第一隔热板11和第二隔热板12；

所述第一隔热板11和第二隔热板12之间的位置用于固定放置待测电池；

所述前夹板1和第一隔热板11的中心位置贯穿开有一个加热板嵌入槽102，所述加热板嵌入槽102中嵌入加热板9；

所述待测电池的正极和负极分别与一个指针式电压表6的正极检测端和负极检测端相连接，从而，通过指针式电压表6可以采集待测电池的输出电压；

所述第二隔热板12和后夹板2的中心位置贯穿开有一个温度探头安装孔201，所述温度探头安装孔201内嵌入有数显温度计7的温度探头。因此，通过数显温度计7的温度探头，可以采集待测电池的表面温度(具体为待测电池中心位置的表面温度)。

在本发明中，具体实现上，所述前夹板1、第一隔热板11、第二隔热板12和后夹板2的左右两端分别通过两根固定螺杆4相连接。

具体实现上，每根固定螺杆4的前后两端分别螺纹连接有至少一个螺母固定螺母5。因此，实现了对待测电池的可靠固定定位，并且可以根据不同型号的方形、单体待测电池的厚度，来调整位于前夹板1和后夹板2之间的固定螺杆4的长度，从而实现对不同厚度电池的夹持需要，保证对不同型号、不同厚度电池的匹配。

在本发明中，具体实现上，所述第一隔热板11的背面以及第二隔热板12的正面为光滑的表面。

在本发明中，具体实现上，所述加热板9的背面与所述第一隔热板11的背面位于同一平面上，从而保证加热板9能够对位于所述第一隔热板11和第二隔热板12之间的待测电池表面进行良好的接触，从而对电池进行加热升温。

在本发明中，具体实现上，所述加热板9可以为任意一种能够对电池进行加热的加热板，优选为陶瓷加热板，进一步优选为可调温陶瓷加热板。

需要说明的是，可调温陶瓷加热板通过调整所连接的供电电源向其输送的电流大小，从而调整加热板的加热温度。

还需要说明的是，可调温陶瓷加热板为现有技术的加热板，在此不再累述。例如，所述可调温陶瓷加热板可以采用华基自动化设备制造厂生产的陶瓷加热板，该陶瓷加热板配套相应的功率调节型智能温控系统。

在本发明中，具体实现上，所述隔热板10为采用聚氯乙烯PVC材质制成的隔板。

在本发明中，具体实现上，所述加热板嵌入槽102的正前方固定设置有两根横向分布的压紧拉簧3；

两根压紧拉簧3与加热板嵌入槽102的上下两端对应设置。

因此，通过两根压紧拉簧3，可以防止加热板嵌入槽102嵌入的加热板9脱落，对加热板9的正面实现了限位。

具体实现上，所述前夹板1和第一隔热板11在所述加热板嵌入槽102的左右两端间隔开有两个弹簧固定螺丝安装孔103；

每根压紧弹簧3的左右两端分别通过一根弹簧固定螺丝10与弹簧固定螺丝安装孔103螺纹连接。

在本发明中，具体实现上，所述指针式电压表6和数显温度计7分别与同一个综合数据记录仪通过数据线相连接，所述综合数据记录仪用于分别通过指针式电压表6和数显温度计7，实时采集待测电池(即单体电池)的输出电压以及表面温度，并进行存储，以及进行电压数据和温度数据的显示。

对于本发明，所述综合数据记录仪可以为任意一种能够采集待测电池(即单体电池)的输出电压以及表面温度，并进行存储，以及进行电压数据和温度数据显示的数据记录仪。例如，可以为日置HIOKILR8431-30数据记录仪。

在本发明中，具体实现上，前夹板1和后夹板2的长度是400mm，高度是260mm，厚度是10mm，材质为304钢。

具体实现上，压紧拉簧3的钢丝直径1mm，外径是10mm，自由长度是100mm，拉伸后长度是150mm，材质为304钢。

具体实现上，固定螺杆4的长度是150mm，规格是M14，牙距是2.00mm，外径是13.85mm，线径是12.5mm，通体螺纹，材质为304钢。

具体实现上，可调温陶瓷加热板的长度是120mm，宽度是120mm，厚度是12mm，功率是400W。

具体实现上，采用PVC材质制成的隔热板10的厚度是5mm，尺寸与前后夹板一致。

具体实现上，数显温度计的温度探头，可以采用耐温1000℃以内的K型热电偶。

为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面说明本发明的基本实验过程。

在实验开始前，准备好待测电池及该夹具全部组成部分，将电池放置于前夹板1与后夹板2之间，电池与夹板间加入PVC隔热板，从螺杆安装孔101穿入固定螺杆4，用固定螺母5锁紧，将可调温陶瓷加热板放入加热板嵌入槽102中，将弹簧固定螺丝10通过压紧拉簧3的两端并旋入弹簧固定螺丝安装孔103，从而将压紧拉簧3固定；

然后，将待测电池的正极和负极接入指针式电压表6，将数显温度计7的温度探头嵌入温度探头安装孔201，并连接数显温度计7，同时，将数显温度计输出的温度信号和指针式电压表输出的电压信号接入综合数据记录仪8，安装工作完成，开启加热及数据记录，观察各个显示窗口，达到预设实验终止条件(例如待测电池的输出电压达到预设的电压阀值)时，停止加热，保存电池的表面温度和电压数据。

需要说明的是，对于本发明，在测试时，用前夹板、后夹板固定待测电池，前夹板、后夹板和待测电池之间设置有聚氯乙烯PVC隔板，能够避免过多的热量损失，保证对电池表面温度测量的精度和准确度。

同时，通过压紧拉簧固定陶瓷加热板，通过外接指针式电压表、数显温度计，能够实现电压和温度等检测数据的可视化、通过综合数据记录仪，能够实时存储详细的过程数据。在测试开始后，通过调节加热板的温度，可以使得电池稳定、持续地升温，观察指针式电压表及数显温度计的数值变化，当待测电池达到热失控条件(例如电压达到预设的电压阀值)时，则关闭加热板的外部供电电源。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1、功能完善、但结构相对简单。可以实时显示测试数值，并可以在测试过程随时调整加热温度，本发明仅利用夹板、螺母和拉簧即可完成对单电池热失控测试装置的组装，加工制作容易，成本低，便于推广使用。

2、测试完毕后，直接松开螺栓即可进行拆卸或更换电池继续测试，组装效率高，而且不需要压缩气体、液压装置等外部动力供应。

对于本发明，其是一种可以在保证单电池受力均匀的条件下，快速方便地安装与拆卸的测试装置，本发明能够对陶瓷加热板有效的固定，并且可以实时采集电池的表面温度数据以及输出电压数据，能够方便地适合不同型号、不同尺寸的电池的测试需求，换型简单易行。本发明可以在检测电池性能的同时，进行温度和电压等相关数据记录，包括实时电压、温度的显示。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种锂离子动力电池热失控测试装置，其可以方便、可靠地对电池进行热失控测试，实时采集电池在表面温度上升时的输出电压变化情况，准确掌握电池的性能，从而有利于保证电池的安全性能，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种锂离子动力电池热失控测试装置，其特征在于，包括前后间隔且垂直放置的前夹板(1)和后夹板(2)；

所述前夹板(1)和后夹板(2)在相对的侧面分别固定设置有第一隔热板(11)和第二隔热板(12)；

所述第一隔热板(11)和第二隔热板(12)之间的位置用于固定放置待测电池；

所述前夹板(1)和第一隔热板(11)的中心位置贯穿开有一个加热板嵌入槽(102)，所述加热板嵌入槽(102)中嵌入加热板(9)；

所述待测电池的正极和负极分别与一个指针式电压表(6)的正极检测端和负极检测端相连接；

所述第二隔热板(12)和后夹板(2)的中心位置贯穿开有一个温度探头安装孔(201)，所述温度探头安装孔(201)内嵌入有数显温度计(7)的温度探头。

2.如权利要求1所述的锂离子动力电池热失控测试装置，其特征在于，所述前夹板(1)、第一隔热板(11)、第二隔热板(12)和后夹板(2)的左右两端分别通过两根固定螺杆(4)相连接。

3.如权利要求2所述的锂离子动力电池热失控测试装置，其特征在于，每根固定螺杆(4)的前后两端分别螺纹连接有至少一个螺母固定螺母(5)。

4.如权利要求1所述的锂离子动力电池热失控测试装置，其特征在于，所述第一隔热板(11)的背面以及第二隔热板(12)的正面为光滑的表面。

5.如权利要求4所述的锂离子动力电池热失控测试装置，其特征在于，所述加热板(9)的背面与所述第一隔热板(11)的背面位于同一平面上。

6.如权利要求1所述的锂离子动力电池热失控测试装置，其特征在于，所述加热板(9)为可调温陶瓷加热板；

所述隔热板(10)为采用聚氯乙烯PVC材质制成的隔板。

7.如权利要求1所述的锂离子动力电池热失控测试装置，其特征在于，所述加热板嵌入槽(102)的正前方固定设置有两根横向分布的压紧拉簧(3)；

两根压紧拉簧(3)与加热板嵌入槽(102)的上下两端对应设置。

8.如权利要求7所述的锂离子动力电池热失控测试装置，其特征在于，述前夹板(1)和第一隔热板(11)在所述加热板嵌入槽(102)的左右两端间隔开有两个弹簧固定螺丝安装孔(103)；

每根压紧弹簧(3)的左右两端分别通过一根弹簧固定螺丝(10)与弹簧固定螺丝安装孔(103)螺纹连接。

9.如权利要求1至8中任一项所述的锂离子动力电池热失控测试装置，其特征在于，所述指针式电压表(6)和数显温度计(7)分别与同一个综合数据记录仪通过数据线相连接；

所述综合数据记录仪用于分别通过指针式电压表(6)和数显温度计(7)，实时采集待测电池的输出电压以及表面温度，并进行存储，以及进行电压数据和温度数据的显示。