CN111208441A - 电池试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池测试技术领域，公开了一种电池试验装置，所述电池试验装置包括：第一箱体和第一箱盖，所述第一箱体具有用于容纳待试验电池的内腔，所述第一箱盖能够密封拆卸地盖合在所述第一箱体上；泄压机构，所述泄压机构设置在所述第一箱体外并与所述第一箱体内部连通；容量调节装置，所述容量调节装置设置在所述内腔内以用于调节所述内腔的内部净空间大小。总体而言，通过电池试验装置复现电池的实际热失控场景，获取相关试验数据。具体而言，通过容量调节装置可灵活调整容纳待试验电池的第一箱体的内部空间大小，使泄压压力与待试验电池相匹配，获取更加精确且具有针对性的试验数据，并验证泄压机构选型是否合理。

Description

电池试验装置

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，具体地涉及一种电池试验装置。

背景技术

锂离子电池热失控问题一直是动力电池系统研发的头号难题；锂离子电池在发生过热时内部会发生分解产生大量气体，并伴有温度持续升高，最终导致动力电池系统内部压力和温度的持续升高，从而导致爆炸等安全事故；而每一款产品电池体系的不同、内部空间的不同产生的后果也不相同，故针对不同产品选用不同的泄压部件就显得尤为重要。目前国内此类试验验证装置较少，且针对性不强，测量结果与实际情况相差极大，且无法有效验证泄压部件选型是否合理。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池试验装置，以解决目前此类试验装置针对性不强，测量结果与实际情况相差大，且无法有效验证泄压部件选型是否合理的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种电池试验装置，所述电池试验装置包括：

第一箱体和第一箱盖，所述第一箱体具有用于容纳待试验电池的内腔，所述第一箱盖能够密封拆卸地盖合在所述第一箱体上；

泄压机构，所述泄压机构设置在所述第一箱体外并与所述第一箱体内部连通；

容量调节装置，所述容量调节装置设置在所述内腔内以用于调节所述内腔的内部净空间大小。

总体而言，通过电池试验装置复现电池的实际热失控场景，获取相关试验数据。具体而言，通过容量调节装置可灵活调整容纳待试验电池的第一箱体的内部空间大小，使泄压压力与待试验电池相匹配，获取更加精确且具有针对性的试验数据，并验证泄压机构选型是否合理。

进一步地，所述泄压机构与所述第一箱体可拆卸连接。

进一步地，所述泄压机构包括固定转接片以及与所述固体转接片相适配并能够安装于所述固体转接片的泄压阀。这样，通过更换不同型号泄压阀，可灵活验证不同型号的泄压阀在特定电池中的实际效果，获取更加精确和具有针对性的数据。

进一步地，所述第一箱体上设置有通气孔，所述泄压机构安装在所述通气孔处并通过所述通气孔与所述第一箱体的内部连通。

进一步地，所述容量调节装置包括一端具有开口的缸筒以及设置于所述缸筒内并与所述缸筒滑动连接的活塞，所述缸筒的底部设置有输液口，通过向所述缸筒内输入和抽出流体以驱动所述活塞沿所述缸筒的轴线方向来回移动，增加和减小所述容量调节装置所占据的空间。

进一步地，所述缸筒的开口边缘处设有限位挡板，所述限位挡板用于在所述活塞移动至所述缸筒的开口边缘时限制所述活塞进一步向所述缸筒的开口边缘方向移动。

进一步地，所述第一箱盖与所述第一箱体的连接处设置有密封垫，所述通气孔位于所述第一箱盖上。

进一步地，所述电池试验装置还包括气体测量组件；所述气体测量组件包括气体流量仪，所述气体流量仪用于在电池试验时，测量从所述第一箱体释放出的气体总量和速率。

进一步地，所述气体测量组件还包括内部具有腔体的第二箱体，所述第二箱体位于所述第一箱体外并位于所述第一箱盖上，所述通气孔和所述泄压机构均位于所述第二箱体内，所述第二箱体上设置有能够密封拆卸地盖合在所述第二箱体上的第二箱盖，所述气体测量组件位于所述第二箱体外并与所述第二箱体的内部连通。

进一步地，所述气体流量仪的排气口处连接有气体收集装置加装口。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明电池实验装置的一种实施方式的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明电池实验装置的一种实施方式的爆炸图；

图4是容量调节装置的一种实施方式的结构示意图；

图5是图4的左视图；

图6是图4的右视图。

附图标记说明

10第一箱体 11第一箱盖

20泄压机构 21固定转接片

22泄压阀 30第二箱体

32第二箱盖 40容量调节装置

41缸筒 42活塞

43限位挡板 44输液口

50密封垫 60气体流量仪

70气体收集装置加装口 80电池

90压力传感器

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指在装配使用状态下的方位。“内、外”是指相对于各部件本身轮廓的内、外。

在本发明中提供了一种电池试验装置，如图1-图3所示，所述电池试验装置包括第一箱体10、第一箱盖11、泄压机构20以及容量调节装置40，所述第一箱体10具有用于容纳待试验电池的内腔，所述第一箱盖11能够密封拆卸地盖合在所述第一箱体10上；所述泄压机构20设置在所述第一箱体10外并与所述第一箱体10内部连通；所述容量调节装置40设置在所述内腔内以用于调节所述内腔的内部净空间大小。

总体而言，本发明的工作原理是通过电池试验装置复现电池实际热失控场景，通过各种仪器获取相关试验数据，为进一步优化电池系统提供试验数据支持。具体而言，通过容量调节装置40可灵活调整容纳待试验电池80的第一箱体10的内部空间大小，使泄压压力与待试验电池80相匹配，从而获取更加精确且具有针对性的试验数据，并验证泄压机构20选型是否合理。

为了获取更多样化的数据，可在第一箱体10内设置压力传感器90，该压力传感器90用于测量电池80在热失控后，第一箱体10内部压力变化情况以及泄压阀22的开启压力。

为了能够更换不同型号的泄压机构20，将所述泄压机构20与所述第一箱体10设置成可拆卸连接，所述第一箱体10上设置有通气孔，具体而言，所述通气孔位于所述第一箱盖11上。所述泄压机构20安装在所述通气孔处并通过所述通气孔与所述第一箱体10的内部连通。所述泄压机构20包括固定转接片21以及与所述固体转接片21相适配并能够安装于所述固体转接片21的泄压阀22。如此，通过更换不同型号泄压阀22，可验证不同型号的泄压阀在特定电池系统中的实际效果，选择出适合该型号的泄压阀。所述泄压机构20与所述第一箱体10可拆卸连接的方式可以这样实现：如图3所示，固体转接片21与第一箱盖11通过螺栓连接，当然也可以通过卡扣连接(图中未示出)。为了增加泄压机构20与第一箱盖11之间密封性，在所述固定转接片21和第一箱盖11之间增设了密封垫50。同样，为了增加第一箱盖11与第一箱体10之间的密封性，使得试验更加准确，在所述第一箱盖11与所述第一箱体10的连接处增设密封垫50。

如图4-图6所示，所述容量调节装置40包括一端具有开口的缸筒41以及设置于所述缸筒41内并与所述缸筒41滑动连接的活塞，所述缸筒41的底部设置有输液口44，通过向所述缸筒41内输入和抽出流体以驱动所述活塞42沿所述缸筒41的轴线方向来回移动，增加和减小所述容量调节装置40所占据的空间。缸筒41的内壁设置有容量刻度线，这样能够使得容量调节装置40反应是数据更加准确。所述容量调节装置40采用栓接的方式与第一箱体10连接，如图3和图4所示，容量调节装置40的底部设置有底座，底座与第一箱体10螺栓连接。所述缸筒41的开口边缘处还设置设有限位挡板43，所述限位挡板43可选用环状，所述限位挡板43的用途用于：在所述活塞42移动至所述缸筒41的开口边缘时限制所述活塞42进一步向所述缸筒41的开口边缘方向移动。需要说明的是，所述限位挡板43不能将所述缸筒41的开口完全封住。

所述电池试验装置还包括气体测量组件；所述气体测量组件包括气体流量仪60，所述气体流量仪60用于在电池试验时，测量从所述第一箱体10释放出的气体总量和速率。所述气体测量组件包括内部具有腔体的第二箱体30，所述第二箱体30位于所述第一箱体10外并位于所述第一箱盖11上，所述通气孔和所述泄压机构20均位于所述第二箱体30内，所述第二箱体30上设置有能够密封拆卸地盖合在所述第二箱体30上的第二箱盖31，所述气体测量组件位于所述第二箱体30外并与所述第二箱体30的内部连通。由以上结构可知，从泄压阀22处释放的气体进入第二箱体30后，然后经过气体流量仪60排出。为了对气体的成分进行分析或者避免释放的气体对空气造成污染，在所述气体流量仪60的排气口处设置气体收集装置加装口70，可以根据需要在气体收集装置加装口70安装气体收集装置，以达到收集气体供成分研究的需要或者将气体通入气体处理装置，进行尾气处理，避免污染空气。为了增加所述第二箱体30与所述第二箱盖31之间的气密性，在所述第二箱体30与所述第二箱盖31的连接处设置了密封垫50。

此外，所述第一箱体11还设置有热电偶和电压采集线，其中电压采集线连接电池80和电压测量仪，所述热电偶可实时采集箱体内部的温度以及电池80的温度，电压采集线和电压测量仪可以测量电池80的电压情况。

现有技术装置内空间及承受压力存在极限，很难在基础上进行扩展，因此，在本发明的一种可选的具体实施方式中，第一箱盖体10和第二箱体30均采用防爆箱，结合上述中的泄压机构20、压力传感器90、气体流量仪60以及容量调节装置40可以实现多样化试验，在提高安全性的同时，可完成从单个电芯热失控到多个模组热扩散的温度、电压、产气速率、产气量等数据的采集工作。因此，需要说明的是，本申请所说的电池是指广义的电池，可以是单个电芯，也可以是电池模组、电池包或者电池系统。

本发明的工作原理：通过加热片快速加热使电池80产生热失控，同时第一箱体10内置的压力传感器90、热电偶以及位于第一箱体10外的电压测量仪可实时采集第一箱体11内部压力、温度以及电池80温度和电压情况。通过更换固定转接片21安装不同型号的泄压阀22，再结合容量调节装置40复现电池实际热失控场景，也可灵活验证不同型号泄压阀在特定电池中的实际效果。气体流量仪60可测得电池60在发生热失控时爆喷的具体时间，产生气体的实时速率、产生气体的总量，为设计工作提供有效依据；气体流量仪上可安装气体收集装置，收集的气体可用于成分分析。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电池试验装置，其特征在于，所述电池试验装置包括：

第一箱体(10)和第一箱盖(11)，所述第一箱体(11)具有用于容纳待试验电池的内腔，所述第一箱盖(11)能够密封拆卸地盖合在所述第一箱体(10)上；

泄压机构(20)，所述泄压机构(20)设置在所述第一箱体(10)外并与所述第一箱体(10)内部连通；

容量调节装置(40)，所述容量调节装置(40)设置在所述内腔内以用于调节所述内腔的内部净空间大小。

2.根据权利要求1所述的电池试验装置，其特征在于，所述泄压机构(20)与所述第一箱体(10)可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的电池试验装置，其特征在于，所述泄压机构(20)包括固定转接片(21)以及与所述固体转接片(21)相适配并能够安装于所述固体转接片(21)的泄压阀(22)。

4.根据权利要求1所述的电池试验装置，其特征在于，所述第一箱体(10)上设置有通气孔，所述泄压机构(20)安装在所述通气孔处并通过所述通气孔与所述第一箱体(10)的内部连通。

5.根据权利要求1所述的电池试验装置，其特征在于，所述容量调节装置(40)包括一端具有开口的缸筒(41)以及设置于所述缸筒(41)内并与所述缸筒(41)滑动连接的活塞，所述缸筒(41)的底部设置有输液口(44)，通过向所述缸筒(41)内输入和抽出流体以驱动所述活塞(42)沿所述缸筒(41)的轴线方向来回移动，增加和减小所述容量调节装置(40)所占据的空间。

6.根据权利要求5所述的电池试验装置，其特征在于，所述缸筒(41)的开口边缘处设有限位挡板(43)，所述限位挡板(43)用于在所述活塞(42)移动至所述缸筒(41)的开口边缘时限制所述活塞(42)进一步向所述缸筒(41)的开口边缘方向移动。

7.根据权利要求1所述的电池试验装置，其特征在于，所述第一箱盖(11)与所述第一箱体(10)的连接处设置有密封垫(50)，所述通气孔位于所述第一箱盖(11)上。

8.根据权利要求7所述的电池试验装置，其特征在于，所述电池试验装置还包括气体测量组件；所述气体测量组件包括气体流量仪(60)，所述气体流量仪(60)用于在电池试验时，测量从所述第一箱体(10)释放出的气体总量和速率。

9.根据权利要求8所述的电池试验装置，其特征在于，所述气体测量组件还包括内部具有腔体的第二箱体(30)，所述第二箱体(30)位于所述第一箱体(10)外并位于所述第一箱盖(11)上，所述通气孔和所述泄压机构(20)均位于所述第二箱体(30)内，所述第二箱体(30)上设置有能够密封拆卸地盖合在所述第二箱体(30)上的第二箱盖(31)，所述气体测量组件位于所述第二箱体(30)外并与所述第二箱体(30)的内部连通。

10.根据权利要求9所述的电池试验装置，其特征在于，所述气体流量仪(60)的排气口处连接有气体收集装置加装口(70)。

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