CN114563443A - 一种电池用隔热材料保温性能的测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池用隔热材料保温性能的测试装置，所述隔热材料由基材层和耐火涂层组成，所述基材层粘接在所述耐火涂层的上表面，所述测试装置包括：燃烧仓、大小可调地开设在所述燃烧仓顶部的排风口、固定在所述燃烧仓内的测温仪、可升降地设置在所述燃烧仓内的载板、固定在所述载板顶部的压板、贯穿所述压板上的凹槽、设置在所述载板下方的喷枪、设置在所述压板上方的第一热电偶以及与所述第一热电偶电性相连的数据记录器，所述隔热材料固定在所述载板和压板之间。本发明实现了检测数据的量化，保证了检测的稳定性与准确性，通过测试可以有效地得出隔热材料的隔热性能。

Description

一种电池用隔热材料保温性能的测试装置及方法

技术领域

本发明属于性能检测技术领域，具体涉及一种电池用隔热材料保温性能的测试装置及方法。

背景技术

由于新能源车在市面上的占比不断的在提高同时也伴随着新能源汽车自燃自爆的案例也越来越多，主机厂对电池热失控也在不断的重视，在电池和电池间放入隔热材料是主机厂普遍的一种杜绝连续热失控的一种办法。其原理是在其中一颗电芯发生热失控的时候中间的材料可以阻隔热失控电池爆炸所发的热量传递到下一颗，从而防止连续热失控的现象。

现在市面上对隔热材料性能的测试方法比较粗糙，将隔热材料直接放置在样品放置架上，放置架底部放置高温喷枪，利用高温喷枪对隔热材料进行加热，然后通过手持式热电偶来检测隔热材料上表面的温度，目前的测试方法很多数值都无法量化，周边操作环境没得到控制，隔热材料没有得到固定，使得测试结果机位不稳定，很多结果和时间相差甚远，无法通过现有的测试有效地得出隔热材料的隔热性能。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种电池用隔热材料保温性能的测试装置及方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电池用隔热材料保温性能的测试装置，所述隔热材料由基材层和耐火涂层组成，所述基材层粘接在所述耐火涂层的上表面，所述测试装置包括：

燃烧仓、大小可调地开设在所述燃烧仓顶部的排风口、固定在所述燃烧仓内的测温仪、可升降地设置在所述燃烧仓内的载板、固定在所述载板顶部的压板、贯穿所述压板上的凹槽、设置在所述载板下方的喷枪、设置在所述压板上方的第一热电偶以及与所述第一热电偶电性相连的数据记录器，所述隔热材料固定在所述载板和压板之间。

优化地，它还包括间隔固定在所述燃烧仓内底部的固定柱、可升降地设置在所述固定柱上的主升降板、间隔固定在所述主升降板上的副升降板、固定在所述固定柱之间的固定板、固定在所述主升降板上的第一热电偶固定板、固定在所述固定板上的第二热电偶固定板、固定在所述第二热电偶固定板上且朝向所述喷枪的第二热电偶以及带动所述主升降板升降的升降气缸，所述第一热电偶固定在所述第一热电偶固定板上，所述载板固定在所述副升降板上。

优化地，它还包括开设在所述燃烧仓一侧的转门以及可转动地设置在所述排风口顶部的转盘。

优化地，所述第一热电偶位于所述喷枪的正上方。

优化地，所述第一热电偶选用K型热电偶，所述第二热电偶选用R型热电偶。

优化地，所述转盘的直径大于所述排风口的直径。

一种电池用隔热材料保温性能的测试方法，它包括以下步骤：

S1、打开转门，将隔热材料固定在载板和压板之间，且耐火涂层朝下；

S2、将喷枪连接在气体罐上，打开气体罐；

S3、调节主升降板的高度，使耐火涂层与喷枪火焰的焰尖相接触；

S4、设定喷枪火焰的燃烧时间；

S5、关闭转门，通过数据记录器实时记录第一热电偶和第二热电偶所传输的温度数据以及与之相对应的燃烧时间。

优化地，所述步骤S2中气体罐为MAPP气体罐，且气体罐的压力为0.1MPa。

优化地，所述步骤S3中，喷枪火焰将耐火涂层加热至1000℃。

优化地，所述步骤S4中，喷枪火焰的燃烧时间设定为1min、2min、4min、6min、8min和10min。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明将隔热材料固定在载板和压板之间，测试的时候隔热材料不会发生移动；整体测试在燃烧仓内进行，保证了喷枪火焰燃烧的稳定性，排除外界因素的影响；通过测温仪以及开设在燃烧仓顶部的排风口可以维持燃烧仓内的温度恒定；第二热电偶实时监控喷枪火焰的温度，第一热电偶实时监控基材层上表面的温度，实现了检测数据的量化，保证了检测的稳定性与准确性，通过测试可以有效地得出隔热材料的隔热性能。

附图说明

图1为本发明测试装置的结构示意图；

图2为本发明测试装置去掉燃烧仓后的结构示意图；

图3为本发明测试装置图2的主视图；

图4为本发明测试装置图2的右视图；

图5为本发明测试方法的流程图；

附图标记说明：

1、燃烧仓；2、转门；3、排风口；4、转盘；5、固定柱；6、导向套；7、主升降板；8、副升降板；9、载板；10、压板；11、凹槽；12、底板；13、喷枪；14、固定板；15、第一热电偶固定板；16、第一热电偶；17、第二热电偶固定板；18、第二热电偶。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例

一种电池用隔热材料保温性能的测试方法，隔热材料由基材层和耐火涂层组成，其中基材层粘接在耐火涂层的上表面(耐火涂层选择7系三元锂)。它包括以下步骤：

S1、将隔热材料固定在测试装置上，且耐火涂层朝下；

如图1所示为测试装置的结构示意图，它包括燃烧仓1、转门2、排风口3、转盘4、固定柱5、导向套6、主升降板7、副升降板8、载板9、压板10、凹槽11、底板12、喷枪13、固定板14、第一热电偶固定板15、第一热电偶16、第二热电偶固定板17和第二热电偶18。

燃烧仓1为中空状的箱体(在相对封闭的环境下进行测试，保证了喷枪13火焰燃烧的稳定性，排除外界因素的影响，如风或者人在通过测试设备时引起的气流等，提高测试的准确度)。转门2开设在燃烧仓1一侧(转门2通过枢轴安装在燃烧仓1的一侧)。排风口3有多个，它们开设在燃烧仓1的顶部，转盘4可转动地设置在排风口3上(排风口3与转盘4的形状均为圆形，且转盘4的直径大于排风口3的直径，转盘4通过销轴安装在燃烧仓1的顶部，通过转动转盘4，可以调节排风口3的大小，排风口3有两个作用，一是在测试时，由于喷枪火焰持续燃烧会产生烟雾，排风口3可将这些烟雾排出；二是由于燃烧仓1是一个相对密闭的环境，持续燃烧的喷枪火焰会使燃烧仓1内部的温度逐渐升高，这样会影响测试结果，通过转动转盘4来调节排风口3的大小，进而维持燃烧仓1内的温度平衡)。

固定柱5有两根，它们间隔固定在燃烧仓1的内侧底部(通过焊接的方式实现固定)。导向套6有两个，它们套设在固定柱5上，主升降板7固定在两个导向套6上，且可沿着固定柱5升降(主升降板7是在升降气缸的带动下实现升降的，升降气缸的缸体固定在燃烧仓1内侧的顶部，升降气缸的导向杆连接在主升降板7上；升降气缸未在图中示出)。副升降板8有两块，它们间隔固定在主升降板7的底部(副升降板8呈“L”形，且通过焊接的方式实现固定)。载板9有两块，它们间隔固定在副升降板8上(载板9呈“[”形状，且“[”形状的载板9的开口朝下，载板9通过螺丝紧固的方式固定在副升降板8上)。压板10固定在两块载板9的顶部(压板10通过螺丝紧固的方式固定在载板9上，且压板10的中部开设有凹槽11；取一块10*10cm的耐火材料样品片，确保样品片外观平整，表面无明显缺痕，打开转门2，拧松固定在压板10上的螺丝，将耐火材料样品片放置在载板9和压板10之间，保持耐火涂层朝下，然后拧紧螺丝，完成耐火材料样品片的固定，压板10压在隔热材料上，防止测试过程中隔热材料发生移动，提高测试结果的准确度)。

底板12固定在燃烧仓1内侧的底部，且远离两根固定柱5(底板12通过螺丝紧固的方式固定在燃烧仓1内侧底部)。喷枪13固定在底板12上(喷枪13通过螺丝紧固的方式固定在底板12上，喷枪13用于对耐火涂层进行加热，喷枪12位于压板10的正下方)。固定板14固定在两根固定柱5之间(固定板14通过焊接的方式固定，固定板14位于主升降板7的下方)。第一热电偶固定板15固定在主升降板7的顶部，第一热电偶16固定在第一热电偶固定板15的端部(第一热电偶16朝向压板10，第一热电偶16用于实时检测基材层上表面的温度，为提高测试的准确度，第一热电偶16位于喷枪火焰的正上方，第一热电偶16选用K型热电偶，其最高可承受600℃的温度)。第二热电偶固定板17固定在固定板14上，第二热电偶18固定在第二热电偶固定板17的端部(第二热电偶18朝向喷枪13，实时检测喷枪火焰的温度，第二热电偶18选用R型热电偶，其最高可耐1650℃的温度)。数据记录器安装在燃烧仓1内，且与第一热电偶16通过CAN-BUS线连接通信，用于实时记录第一热电偶16和第二热电偶18所测试的温度数据以及与之相对应的喷枪火焰的燃烧时间。测温仪固定在燃烧仓1内，用以检测燃烧仓1内的温度(测温仪选用市售的红外测温仪，在固定隔热材料前，先在燃烧仓1内打开喷枪13，至第二热电偶18检测喷枪火焰的温度为1000℃，随着喷枪火焰的持续燃烧，燃烧仓1内的温度会逐渐上升，测温仪上的温度显示值也在逐渐上升，此时操作员转动转盘4，逐渐调节排风口3的大小，当测温仪所显示的燃烧仓1内的温度恒定后，则不再转动转盘4，这是为了在后续测试的时候，确保燃烧仓1内的温度恒定，以提高测试结果的准确度，此后再按步骤S1来操作，测温仪未在图中示出)。

S2、将喷枪连接在气体罐上，打开气体罐；

气体罐选择MAPP气体罐(MAPP气体是丙炔、丙二烯加部分液化气的混合物)，通过MAPP气体罐上的压力表来表示喷枪火焰燃烧时所喷出来的压力，调节气体罐的压力为0.1MPa，并将耐火涂层加热至1000℃并持续恒温加热。

S3、调节主升降板7的高度，使耐火涂层与喷枪火焰的焰尖相接触；

升降气缸带动主升降板7升降，进而带动副升降板8和隔热材料同步升降，至耐火涂层与喷枪火焰的焰尖相接触。

S4、设定喷枪火焰的燃烧时间；

设定6组燃烧时间，燃烧时间分别为1min、2min、4min、6min、8min和10min。

S5、关闭转门，数据记录器实时记录第一热电偶16和第二热电偶18在6组燃烧时间下所对应传输的温度数据。

对比例

取同样大小的10*10cm的耐火材料样品片，确保样品片外观平整，表面无明显缺痕，放置在样品放置架上，底部用高温喷枪加热至1000℃，并通过手持式热电偶实时记录基材层上表面的温度，然后分别记下燃烧时间为1min、2min、4min、6min、8min和10min的基材层上表面的温度。

对实施例与对比例重复进行3次实验，并将测试结果填入一下表格中：

测试结果对比

根据上述测试结果对比可知，目前现有的测试方法测试结果不够稳定，有时候会随着时间的增长突然出现温度下降的情况，理论是不合理的，而且3次对比测试中每次测试温度偏差都比较大，测试结果与测试时间不对应。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池用隔热材料保温性能的测试装置，所述隔热材料由基材层和耐火涂层组成，所述基材层粘接在所述耐火涂层的上表面，其特征在于，所述测试装置包括：

燃烧仓(1)、大小可调地开设在所述燃烧仓(1)顶部的排风口(3)、固定在所述燃烧仓(1)内的测温仪、可升降地设置在所述燃烧仓(1)内的载板(9)、固定在所述载板(9)顶部的压板(10)、贯穿所述压板(10)上的凹槽(11)、设置在所述载板(9)下方的喷枪(13)、设置在所述压板(10)上方的第一热电偶(16)以及与所述第一热电偶(16)电性相连的数据记录器，所述隔热材料固定在所述载板(9)和压板(10)之间。

2.根据权利要求1所述的一种电池用隔热材料保温性能的测试装置，其特征在于：它还包括间隔固定在所述燃烧仓(1)内底部的固定柱(5)、可升降地设置在所述固定柱(5)上的主升降板(7)、间隔固定在所述主升降板(7)上的副升降板(8)、固定在所述固定柱(5)之间的固定板(14)、固定在所述主升降板(7)上的第一热电偶固定板(15)、固定在所述固定板(14)上的第二热电偶固定板(17)、固定在所述第二热电偶固定板(17)上且朝向所述喷枪(13)的第二热电偶(18)以及带动所述主升降板(7)升降的升降气缸，所述第一热电偶(16)固定在所述第一热电偶固定板(15)上，所述载板(9)固定在所述副升降板(8)上。

3.根据权利要求1所述的一种电池用隔热材料保温性能的测试装置，其特征在于：它还包括开设在所述燃烧仓(1)一侧的转门(2)以及可转动地设置在所述排风口(3)顶部的转盘(4)。

4.根据权利要求1所述的一种电池用隔热材料保温性能的测试装置，其特征在于：所述第一热电偶(16)位于所述喷枪(13)的正上方。

5.根据权利要求2所述的一种电池用隔热材料保温性能的测试装置，其特征在于：所述第一热电偶(16)选用K型热电偶，所述第二热电偶(18)选用R型热电偶。

6.根据权利要求3所述的一种电池用隔热材料保温性能的测试装置，其特征在于：所述转盘(4)的直径大于所述排风口(3)的直径。

7.一种电池用隔热材料保温性能的测试方法，它包括以下步骤：

S1、打开转门，将隔热材料固定在载板和压板之间，且耐火涂层朝下；

S2、将喷枪连接在气体罐上，打开气体罐；

S3、调节主升降板的高度，使耐火涂层与喷枪火焰的焰尖相接触；

S4、设定喷枪火焰的燃烧时间；

S5、关闭转门，通过数据记录器实时记录第一热电偶和第二热电偶所传输的温度数据以及与之相对应的燃烧时间。

8.根据权利要求7所述的一种电池用隔热材料保温性能的测试方法，其特征在于：所述步骤S2中气体罐为MAPP气体罐，且气体罐的压力为0.1MPa。

9.根据权利要求7所述的一种电池用隔热材料保温性能的测试方法，其特征在于：所述步骤S3中，喷枪火焰将耐火涂层加热至1000℃。

10.根据权利要求7所述的一种用于电池隔热材料保温性能的测试方法，其特征在于：所述步骤S4中，喷枪火焰的燃烧时间设定为1min、2min、4min、6min、8min和10min。

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