CN114414125A - 电芯热失控喷射压力测试装置、测试方法及相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电芯热失控的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种电芯热失控喷射压力测试装置、测试方法及相关设备，其中，所述电芯热失控喷射压力测试装置包括：第一板体，所述板体用于承受所述电芯热失控产生的喷射压力；测力组件，连接于所述第一板体，所述测力组件用于测量所述第一板体所承受的压力。当电芯热失控后，防爆阀处的喷射压力喷射到第一板体上，使得板体位置发生变化，通过测力组件来测量第一板体所承受的压力，进而得到喷射压力的数值，如此能够设计出能够承受喷射压力的零件，如电池包壳体等，以保证电池包的使用安全性，提高电池包使用寿命，填补了该技术领域的空白。

Description

电芯热失控喷射压力测试装置、测试方法及相关设备

技术领域

本说明书涉及电芯热失控的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种电芯热失控喷射压力测试装置、测试方法及相关设备。

背景技术

电动汽车的动力电池包是由多个电芯串并联组成的，随着技术的发展，车辆续航能力的提升，电芯的数量也随之增多，为了避免电芯热失控时引发较大的安全事故，电芯设计有防爆阀，将电芯热失控等故障时将内部能量泻出，以保护电芯，然而从防爆阀喷射出的压力温度高，压力大，容易造成电池包的壳体损坏，目前没有测试喷射压力的方法。

因此，有必要提出一种电芯热失控喷射压力测试装置、测试方法及相关设备，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，第一方面，本发明提出一种电芯热失控喷射压力测试装置，上述电芯为带防爆阀的电芯，上述装置包括：

第一板体，上述板体用于承受上述电芯热失控产生的喷射压力；

测力组件，连接于上述第一板体，上述测力组件用于测量上述第一板体所承受的压力。

可选的，上述测力组件包括：

弹性件，连接于上述第一板体；

压力传感器，连接于上述弹性件。

可选的，上述电芯热失控喷射压力测试装置还包括：

第二板体，上述压力传感器位于上述第二板体上。

可选的，上述第一板体为云母板。

可选的，上述电芯热失控喷射压力测试装置还包括：

测距传感器，位于上述第一板体上。

可选的，上述电芯热失控喷射压力测试装置还包括：

表面检测装置，连接于所述第一板体，用于检测所述第一板体的表面破损情况。

第二方面，本发明还提出电芯热失控喷射压力测试方法，用于上述任一项所述的电芯热失控喷射压力测试装置，上述方法包括：

将上述电芯调整为热失控状态；

通过上述测力组件获取处于热失控状态的上述电芯的上述防爆阀口处的喷射压力，根据所述喷射压力建立数据样本；

调整所述第一板体和所述防爆阀口的距离，以获取多个所述数据样本；

根据多个所述数据样本建立所述喷射压力和所述第一板体的关系模型。

可选的，所述电芯热失控喷射压力测试方法还包括：将所述压力测试装置和所述带防爆阀的电芯放置于测试仓中。

第三方面，一种电子设备，包括：储存器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如上述的第一方面任一种电芯热失控喷射压力测试方法的步骤。

第四方面，本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现第一方面上述任一种电芯热失控喷射压力测试方法。

综上，本方案中，当电芯热失控后，防爆阀处的喷射压力喷射到第一板体上，使得板体位置发生变化，通过测力组件来测量第一板体所承受的压力，进而得到喷射压力的数值，如此能够设计出能够承受喷射压力的零件，如电池包壳体等，以保证电池包的使用安全性，提高电池包使用寿命，填补了该技术领域的空白。

本发明的电芯热失控喷射压力测试装置，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本说明书的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请实施提供的一种电芯热失控喷射压力测试装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电芯热失控喷射压力测试方法流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

210第一板体，220测力组件，221弹性件，222压力传感器，230第二板体，240电芯，241防爆阀。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

请参阅图1，为本申请实施例提供的一种电芯240热失控喷射压力测试装置，包括：

第一板体210，所述板体用于承受所述电芯240热失控产生的喷射压力；

测力组件220，连接于所述第一板体210，所述测力组件220用于测量所述第一板体210所承受的压力。

具体地，为了在电芯240热失控时保护电芯240，电芯240设计有防爆阀241，将电芯240热失控等故障时将内部能量泻出。为了测出电芯240热失控时防爆阀241处产生的喷射压力，电芯240热失控喷射压力测试装置设置有第一板体210和测力组件220，测力组件220连接于第一板体210，当电芯240热失控后，防爆阀241处的喷射压力喷射到第一板体210上，使得板体位置发生变化，通过测力组件220来测量第一板体210所承受的压力，进而得到喷射压力的数值，如此能够设计出能够承受喷射压力的零件，如电池包壳体等，以保证电池包的使用安全性，提高电池包使用寿命，填补了该技术领域的空白。

可以理解的是，第一板体210位于电芯240防爆阀241的正上方，以承受全部的喷射压力。

在一些示例中，请参阅图1，上述测力组件220包括：弹性件221，连接于上述第一板体210；压力传感器222，连接于上述弹性件221。

具体地，上述测力组件220设置有弹性件221和压力传感器222，其中，弹性件221连接于第一板体210，压力传感器222连接于弹性件221，用于检测弹性件221的弹力。如此设置，当电芯240热失控后，防爆阀241处的喷射压力喷射到第一板体210上，使得第一板体210发生位移，弹性件221被压缩，弹力发生变化，通过压力传感器222检测出此时弹性件221的弹力，由此测量第一板体210所承受的压力，进而得到喷射压力的数值。通过将喷射压力转化为弹性件221的弹力，使得检测更加容易，提高检测效率和准确性。

示例性的，弹性件221可选用弹簧。

在一些示例中，请参阅图1，上述电芯240热失控喷射压力测试装置还包括：第二板体230，上述压力传感器222位于上述第二板体230上。

具体地，上述电芯240热失控喷射压力测试装置还设置有第二板体230，将压力传感器222设置在第二板体230上，且第二板体230的位置固定，以更好的承受弹性件221形变时产生的弹力，使得压力传感器222检测结果更加准确。

在一些示例中，上述第一板体210为云母板。

由于电芯240在热失控时防爆阀241的喷射口附近温度最高可达到1200摄氏度以上，为了避免第一板体210损坏，第一板体210选用云母板，云母板的耐高温性能好，能够阻断高温对压力传感器222等零件的影响，避免瞬时高温烧毁电芯240热失控喷射压力测试设备，提高设备的使用寿命，保证测试能够稳定的进行。

在一些示例中，电芯240热失控喷射压力测试设备还包括：

测距传感器，位于上述第一板体210上。

具体地，在第一板体210上还设置有测距传感器，通过测距传感器检测第一板体210和电芯240防爆阀241的喷射口之间的初始距离和喷射压力作用在第一板体210后，第一板体210移动的距离，以便于检测距离对第一板体210承受的喷射压力的影响。进而可推断出电池包的零件和防爆阀241的喷射口之间的最佳距离，如电池包的壳体，确定壳体和喷射口之间的合适距离，在保证了壳体能够很好的承受电池热失控时，防爆阀241喷射口的喷射压力的同时，合理的利用了车内空间，占用空间较小。

上述电芯240热失控喷射压力测试装置还包括：

表面检测装置，连接于所述第一板体210，用于检测所述第一板体210的表面破损情况。

具体地，在第一板体210上还设置有表面检测装置，由于第一板体210会受到喷射压力的冲击，在试验过程中，经受多次冲击的情况下会出现破损的情况，通过表面检测装置来检测第一板体210的表面破损情况，当第一板体210表面出现破损时，工作人员能够第一时间发现第一板体210破损，以更换新的第一板体210，避免出现意外事故，提高可靠性。

第二方面，如图2所示，本申请实施例提供了一种电芯240热失控喷射压力测试方法，用于上述任一项所述的电芯240热失控喷射压力测试装置，包括：

S110、将上述电芯240调整为热失控状态。

具体地，对电芯240进行充电或加热的方式，使得电芯240处于热失控状态，以进行对带有防爆阀241的电芯240热失控状态下的喷射压力测试。

S120、通过上述测力组件220获取处于热失控状态的上述电芯240的上述防爆阀241口处的喷射压力，根据上述喷射压力建立数据样本。

具体地，处于热失控状态的电芯240会产生高温，通过防爆阀241喷射高温气体来保护电芯240，高温气体喷射时产生的喷射压力作用在第一板体210上，通过测力组件220来检测第一板体210的受力情况，以此来获取处于热失控状态的上述电芯240的上述防爆阀241口处的喷射压力，采集喷射压力的数据，根据喷射压力数据建立数据样本。

S130、调整上述第一板体210和上述防爆阀241口的距离，以获取多个上述数据样本。

具体地，调整第一板体210和防爆阀241的距离后，通过测力组件220来检测第一板体210目前的受力情况，以此来获取处于热失控状态的上述电芯240的上述防爆阀241口处的喷射压力，并通过多次改变第一板体210和防爆阀241的距离，来获取多个对应的喷射压力，以获取多个数据样本。

可以理解的是，数据样本包括：喷射压力、防爆阀241口至第一板体210的距离和第一板体210的面积。

S140、根据多个上述数据样本建立上述喷射压力和上述第一板体210的关系模型。

具体地，根据多组喷射压力、防爆口处和第一板体210的距离和第一板体210的面积建立喷射压力和防爆阀241口至第一板体210的距离、第一板体210的面积的对应关系如下：

F＝a/x+b/y+c

其中，F为喷射压力，x为防爆阀241口和第一板体210的距离，y为第一板体210的面积，a、b和c为常数。

通过建立喷射压力和第一板体210的关系模型，可以在电池包壳体的设计时，根据材料特性得知电池包壳体能够承受的最大喷射压力值，并将最大喷射压力值带入关系模型中，来设计电池包壳体距离电池的距离和电池包壳体的面积，

以保证电池包的使用安全性，提高电池包使用寿命，填补了该技术领域的空白。

示例性的，可以通过大量实验数据建立喷射压力、防爆阀241口和第一板体210的距离和第一板体210的面积的关系表格，通过查找表格即可在设计电池包壳体时，根据电池包壳体材料能够承受喷射压力范围来确定电池包壳体的面积和电池包壳体和电池包的距离。

示例性的，可以通过建立计算机BP神经学习网络关系模型来确定喷射压力、防爆阀241口至第一板体210的距离和第一板体210面积之间的关系，通过大量试验数据来训练关系模型，直至通过关系模型得到数据和实际试验数据比较，误差小于预设值为止，以使关系模型更加精准。

在一些示例中，上述电芯240热失控喷射压力测试方法还包括：将上述压力测试装置和上述带防爆阀241的电芯240放置于测试仓中。

具体地，为了保证电芯240测试环境安全稳定，将上述压力测试装置和上述带防爆阀241的电芯240放置于测试仓中进行测试，测试仓可对电芯240进行充电、加热，以使电池处于热失控状态，测试仓还具有较好的耐高温属性。

请参阅图3，图3为本申请实施例提供的一种电子设备的实施例示意图。

如图3所示，本申请实施例还提供一种电子设备300，包括存储器310、处理器320及存储在存储器320上并可在处理器上运行的计算机程序311，处理器320执行计算机程序311时实现上述电芯240热失控喷射压力测试任一方法的步骤。

由于本实施例所介绍的电子设备为实施本申请实施例中一种电芯240热失控喷射压力测试装置所采用的设备，故而基于本申请实施例中所介绍的方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的电子设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该电子设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍，只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中的方法所采用的设备，都属于本申请所欲保护的范围。

在具体实施过程中，该计算机程序311被处理器执行时可以实现图1对应的实施例中任一实施方式。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机软件指令，当计算机软件指令在处理设备上运行时，使得处理设备执行如图2对应实施例中的电芯240热失控喷射压力测试的流程。

计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修该，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修该或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电芯热失控喷射压力测试装置，其特征在于，所述电芯为带防爆阀的电芯，包括：

第一板体，所述板体用于承受所述电芯热失控产生的喷射压力；

测力组件，连接于所述第一板体，所述测力组件用于测量所述第一板体所承受的压力。

2.根据权利要求1所述的电芯热失控喷射压力测试装置，其特征在于，所述测力组件包括：

弹性件，连接于所述第一板体；

压力传感器，连接于所述弹性件。

3.根据权利要求2所述的电芯热失控喷射压力测试装置，其特征在于，还包括：

第二板体，所述压力传感器位于所述第二板体上。

4.根据权利要求1所述的电芯热失控喷射压力测试装置，其特征在于，

所述第一板体为云母板。

5.根据权利要求1所述的电芯热失控喷射压力测试装置，其特征在于，还包括：

测距传感器，位于所述第一板体上。

6.根据权利要求1所述的电芯热失控喷射压力测试装置，其特征在于，还包括：

表面检测装置，连接于所述第一板体，用于检测所述第一板体的表面破损情况。

7.一种电芯热失控喷射压力测试方法，用于权利要求1至6中任一项所述的电芯热失控喷射压力测试装置，其特征在于，包括：

将所述电芯调整为热失控状态；

通过所述测力组件获取处于热失控状态的所述电芯的所述防爆阀口处的喷射压力，根据所述喷射压力建立数据样本；

调整所述第一板体和所述防爆阀口的距离，以获取多个所述数据样本；

根据多个所述数据样本建立所述喷射压力和所述第一板体的关系模型。

8.根据权利要求7所述的电芯热失控喷射压力测试方法，其特征在于，还包括：

将所述压力测试装置和所述带防爆阀的电芯放置于测试仓中。

9.一种电子设备，包括：储存器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求6至8中任一种电芯热失控喷射压力测试方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6至8中任一项所述的一种电芯热失控喷射压力测试方法。

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