CN117805632B - 锂离子动力电池热失控安全测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了锂离子动力电池热失控安全测试装置，涉及锂离子电池生产技术领域，包括测试灭火机构，以及安装于测试灭火机构底部的排水阀，所述测试灭火机构的顶部设置有尾气处理机构，且尾气处理机构的内部设置有转动电机，所述测试灭火机构包括测试箱，所述测试箱的内部固定安装有若干灭火水管，所述灭火水管的底部开设有进水口，所述灭火水管的中部一侧开设有出水口，其中，出水口的内部固定安装有固定支架，所述固定支架的一侧固定连接有第一弹簧组件，通过设置测试灭火机构能够利用挤压活塞在测试箱的内部滑动，将测试箱底部的水流通过进水口和灭火水管加压到出水口处排出，从而实现锂离子动力电池的灭火功能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池生产技术领域，具体为锂离子动力电池热失控安全测试装置。
背景技术
锂离子电池作为目前能量密度较高的储能电池，广泛应用于电动汽车中，近年来电动汽车发展迅猛，但电池安全问题频发，制约了电动汽车的发展，锂离子电池由于自身属性，在充放电和使用过程中容易导致热量积聚，在机械滥用、热滥用、电滥用等非正常使用环境条件下时会大量产热，发生热失控，产生大量可燃烟气，这些烟气会引起电池自燃、爆炸，严重威胁人民群众的生命财产安全。
为了更好的对电动汽车电池模组热失控和热蔓延过程中的气体喷发行为进行研究，需要测试装置在模拟电池包内热失控环境下，检测电池模组热失控气体喷发过程中的动力学参数，公开号CN 214703921 U公开了一种锂离子动力电池热失控测试装置，通过储气囊、盖板、挡板和针头的组合设置，能够便于电池热失控燃烧后，放置槽内部的热气通过挡板推动针头戳进储气囊内部后，将储气囊内部存放的阻燃气体喷出扑灭火苗，从而有效的降低了使用者扑灭火苗的难度，降低了测试人员的危险性，有效的提高了该装置的实用性，通过连接板、堵头、连接螺栓、连接杆、弹簧和支撑板的组合设置，能够在电池剧烈燃烧导致放置槽内部的空气膨胀，将堵头从放置槽的内部顶出，使火苗从放置槽的底部喷出，有效的避免火苗从检测人员的正面喷出灼伤检测人员，进一步有效的提高了该装置的实用性，但是该专利在实际使用过程中还存在以下问题：
该锂离子动力电池热失控测试装置虽然能够通过针头戳进储气囊内部后，将储气囊内部存放的阻燃气体喷出扑灭火苗，但是在进行持续的锂离子动力电池检测过程中，需要不停的更换储气囊，不仅不便于安装储气囊，同时提高了检测成本，同时现有技术中能够通过感烟探测器进行烟雾的检测，从而进行灭火的功能，但是，由于感烟探测器需要使用电池作为电源，一旦感烟探测器电量用尽时，不能够及时的对锂离子动力电池进行烟雾的探测，从而造成感烟探测器失灵的现象，同时感烟探测器的核心部件受到灰尘的影响，会使感烟探测器失灵，不能够及时的对电池进行灭火，从而造成电池爆炸的现象，影响工作人员的生命安全。
提出了锂离子动力电池热失控安全测试装置，以便于解决上述中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供锂离子动力电池热失控安全测试装置，以解决上述背景技术提出的该锂离子动力电池热失控测试装置虽然能够通过针头戳进储气囊内部后，将储气囊内部存放的阻燃气体喷出扑灭火苗，但是在进行持续的锂离子动力电池检测过程中，需要不停的更换储气囊，不仅不便于安装储气囊，同时提高了检测成本，现有技术中能够通过感烟探测器进行烟雾的检测，从而进行灭火的功能，但是，由于感烟探测器需要使用电池作为电源，一旦感烟探测器电量用尽时，不能够及时的对锂离子动力电池进行烟雾的探测，从而造成感烟探测器失灵的现象，同时感烟探测器的核心部件受到灰尘的影响，会使感烟探测器失灵，不能够及时的对电池进行灭火，从而造成电池爆炸的现象，影响工作人员生命安全的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：锂离子动力电池热失控安全测试装置，包括测试灭火机构，以及安装于测试灭火机构底部的排水阀；
所述测试灭火机构的顶部设置有尾气处理机构，且尾气处理机构的内部设置有转动电机；
还包括：
所述测试灭火机构包括测试箱，所述测试箱的内部固定安装有若干灭火水管，所述灭火水管的底部开设有进水口，所述灭火水管的中部一侧开设有出水口；
其中，出水口的内部固定安装有固定支架，所述固定支架的一侧固定连接有第一弹簧组件；
其中，第一弹簧组件的端部固定连接有第一密封塞，所述灭火水管靠近出水口的顶部固定安装有第一固定环；
所述第一固定环的底部外侧固定安装有第二弹簧，所述第二弹簧的底部固定连接有第二密封塞，所述第二密封塞的顶部中心位置固定连接有密封连接杆，所述密封连接杆的顶部开设有第一斜槽；
所述测试箱的顶部内侧开设有若干锁定孔，所述锁定孔的内部固定安装有第二固定环，所述第二固定环的内部滑动连接有锁紧滑动杆，所述锁紧滑动杆的一端固定安装有启动开关，所述启动开关靠近锁紧滑动杆的一侧固定安装有若干第三弹簧组件，所述第三弹簧组件与第二固定环固定连接，所述锁紧滑动杆远离启动开关的一侧开设有第二斜槽；
所述测试箱的内部两侧对称开设有升降槽，所述升降槽的内部设置有升降绳索，所述升降绳索的一端固定连接有配重块，所述升降绳索远离配重块的一端固定连接有挤压活塞，所述挤压活塞的内部中心位置开设有排水孔，所述排水孔的内部滑动连接有支撑块，所述支撑块的顶部贴合连接有检测支座。
优选的，所述尾气处理机构包括安全密封盖，所述安全密封盖的底部固定安装有风机罩，所述风机罩的外侧开设有若干固定孔，所述转动电机固定安装在风机罩的内部一侧，所述转动电机的输出端固定连接有第一斜齿轮。
优选的，所述第一斜齿轮的顶部啮合连接有斜齿环，所述斜齿环与风机罩转动连接，所述第一斜齿轮的一侧固定连接有转动扇叶，所述转动扇叶的端部转动连接有支撑轴，所述支撑轴的顶部中心位置固定连接有连接柱，所述转动扇叶与风机罩转动连接。
优选的，所述连接柱的顶部转动连接有抽风机，所述抽风机的中部固定安装有风机支架，所述风机支架固定安装在风机罩的内部，所述安全密封盖的顶部中心位置固定连接有进气管，所述进气管的端部固定安装有尾气处理箱。
优选的，所述尾气处理箱的顶部一侧转动连接有封闭盖板，所述尾气处理箱的内部一侧转动连接有转动轴，所述转动轴的外侧固定安装有转动套，所述转动套的内部开设有若干安装滑槽，所述安装滑槽的内部滑动连接有第一净化滤芯。
优选的，所述尾气处理箱的内部远离第一净化滤芯的一侧卡合连接有若干第二净化滤芯，所述尾气处理箱的底部一侧固定安装有排气管，所述安全密封盖的顶部一侧固定安装有把手，所述安全密封盖远离把手的一侧设置有连接铰链，所述安全密封盖通过连接铰链与测试箱转动连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该锂离子动力电池热失控安全测试装置，通过设置测试灭火机构不仅能够利用挤压活塞在测试箱的内部滑动，将测试箱底部的水流通过进水口和灭火水管加压到出水口处排出，从而实现锂离子动力电池的灭火功能，同时利用第一斜槽与第二斜槽滑动连接的特点，使锁紧滑动杆和启动开关与风机罩内部的固定孔卡合连接，从而实现安全密封盖的固定，通过设置尾气处理机构不仅能够利用转动电机实现转动扇叶的转动，同时利用抽风机对烟雾进行吸收，使烟雾通过进气管进入到尾气处理箱中进行尾气净化，其具体内容如下：
1.通过设置测试灭火机构不仅能够利用锂离子动力电池燃烧使测试箱内部气压升高从而带动挤压活塞在测试箱的内部滑动，将测试箱底部的水流通过进水口和灭火水管加压到出水口处排出，从而实现锂离子动力电池的灭火功能，通过设置第一弹簧组件和第一密封塞能够对出水口进行封堵，使水流只能够从出水口流出不能够从出水口流入，利用第一斜槽与第二斜槽滑动连接的特点，实现锁紧滑动杆在锁定孔的内部滑动，利用压力作用使锁紧滑动杆和启动开关与风机罩内部的固定孔卡合连接，从而实现安全密封盖的固定，避免工作人员在灭火过程中打开安全密封盖，从而造成爆炸的现象；
2.通过设置尾气处理机构不仅能够利用转动电机带动第一斜齿轮转动，利用第一斜齿轮与斜齿环之间啮合连接的特点，实现转动扇叶的转动，使转动扇叶转动一定角度，避免锂离子动力电池在燃烧时产生的浓烟冲击抽风机和风机罩内部的感烟探测器，使烟雾中的固体颗粒附着在感烟探测器和抽风机，从而影响抽风机和感烟探测器的正常使用，同时利用抽风机对烟雾进行吸收，使烟雾通过进气管进入到尾气处理箱中，并利用气流带动第一净化滤芯和转动套绕着转动轴转动，从而提供烟气初步进行的效率，同时利用第二净化滤芯对烟气进行二次净化，避免烟气中的有害物质直接排放到空气中，从而造成空气的污染。
附图说明
图1为本发明整体三维结构示意图；
图2为本发明中测试灭火机构剖面三维结构示意图；
图3为本发明图2中A区域放大结构示意图；
图4为本发明中密封连接杆和锁紧滑动杆三维结构示意图；
图5为本发明中升降绳索三维结构示意图；
图6为本发明中尾气处理机构三维结构示意图；
图7为本发明中转动扇叶和抽风机三维结构示意图；
图8为本发明中尾气处理箱三维结构示意图；
图9为本发明中第一净化滤芯三维结构示意图。
图中：1、测试灭火机构；101、测试箱；102、灭火水管；103、进水口；104、出水口；105、固定支架；106、第一弹簧组件；107、第一密封塞；108、第一固定环；109、第二弹簧；110、第二密封塞；111、密封连接杆；112、第一斜槽；113、锁定孔；114、第二固定环；115、锁紧滑动杆；116、启动开关；117、第三弹簧组件；118、第二斜槽；119、升降槽；120、升降绳索；121、配重块；122、挤压活塞；123、排水孔；124、支撑块；125、检测支座；126、排水阀；2、尾气处理机构；201、安全密封盖；202、风机罩；203、固定孔；204、转动电机；205、第一斜齿轮；206、斜齿环；207、转动扇叶；208、支撑轴；209、连接柱；210、抽风机；211、风机支架；212、进气管；213、尾气处理箱；214、封闭盖板；215、转动轴；216、转动套；217、安装滑槽；218、第一净化滤芯；219、第二净化滤芯；220、排气管；221、把手；222、连接铰链。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供技术方案：锂离子动力电池热失控安全测试装置，包括测试灭火机构1，以及安装于测试灭火机构1底部的排水阀126，测试灭火机构1的顶部设置有尾气处理机构2，且尾气处理机构2的内部设置有转动电机204，测试灭火机构1包括测试箱101，测试箱101的内部固定安装有若干灭火水管102，灭火水管102的底部开设有进水口103，灭火水管102的中部一侧开设有出水口104，其中，出水口104的内部固定安装有固定支架105，固定支架105的一侧固定连接有第一弹簧组件106，其中，第一弹簧组件106的端部固定连接有第一密封塞107，通过设置测试灭火机构1能够利用锂离子动力电池燃烧使测试箱101内部气压升高从而带动挤压活塞122在测试箱101的内部滑动，将测试箱101底部的水流通过进水口103和灭火水管102加压到出水口104处排出，从而实现锂离子动力电池的灭火功能。
灭火水管102靠近出水口104的顶部固定安装有第一固定环108，第一固定环108的底部外侧固定安装有第二弹簧109，第二弹簧109的底部固定连接有第二密封塞110，第二密封塞110的顶部中心位置固定连接有密封连接杆111，密封连接杆111的顶部开设有第一斜槽112，测试箱101的顶部内侧开设有若干锁定孔113，锁定孔113的内部固定安装有第二固定环114，第二固定环114的内部滑动连接有锁紧滑动杆115，锁紧滑动杆115的一端固定安装有启动开关116，启动开关116靠近锁紧滑动杆115的一侧固定安装有若干第三弹簧组件117，第三弹簧组件117与第二固定环114固定连接，锁紧滑动杆115远离启动开关116的一侧开设有第二斜槽118，测试箱101的内部两侧对称开设有升降槽119，升降槽119的内部设置有升降绳索120，升降绳索120的一端固定连接有配重块121，升降绳索120远离配重块121的一端固定连接有挤压活塞122，挤压活塞122的内部中心位置开设有排水孔123，排水孔123的内部滑动连接有支撑块124，支撑块124的顶部贴合连接有检测支座125，通过设置第一弹簧组件106和第一密封塞107能够对出水口104进行封堵，使水流只能够从出水口104流出不能够从出水口104流入，利用第一斜槽112与第二斜槽118滑动连接的特点，实现锁紧滑动杆115在锁定孔113的内部滑动，利用压力作用使锁紧滑动杆115和启动开关116与风机罩202内部的固定孔203卡合连接，从而实现安全密封盖201的固定，避免工作人员在灭火过程中打开安全密封盖201，从而造成爆炸的现象。
尾气处理机构2包括安全密封盖201，安全密封盖201的底部固定安装有风机罩202，风机罩202的外侧开设有若干固定孔203，转动电机204固定安装在风机罩202的内部一侧，转动电机204的输出端固定连接有第一斜齿轮205，第一斜齿轮205的顶部啮合连接有斜齿环206，斜齿环206与风机罩202转动连接，第一斜齿轮205的一侧固定连接有转动扇叶207，转动扇叶207的端部转动连接有支撑轴208，支撑轴208的顶部中心位置固定连接有连接柱209，转动扇叶207与风机罩202转动连接，连接柱209的顶部转动连接有抽风机210，抽风机210的中部固定安装有风机支架211，风机支架211固定安装在风机罩202的内部，安全密封盖201的顶部中心位置固定连接有进气管212，进气管212的端部固定安装有尾气处理箱213，通过设置尾气处理机构2能够利用转动电机204带动第一斜齿轮205转动，利用第一斜齿轮205与斜齿环206之间啮合连接的特点，实现转动扇叶207的转动，使转动扇叶207转动一定角度，避免锂离子动力电池在燃烧时产生的浓烟冲击抽风机210和风机罩202内部的感烟探测器，使烟雾中的固体颗粒附着在感烟探测器和抽风机210，从而影响抽风机210和感烟探测器的正常使用。
尾气处理箱213的顶部一侧转动连接有封闭盖板214，尾气处理箱213的内部一侧转动连接有转动轴215，转动轴215的外侧固定安装有转动套216，转动套216的内部开设有若干安装滑槽217，安装滑槽217的内部滑动连接有第一净化滤芯218，尾气处理箱213的内部远离第一净化滤芯218的一侧卡合连接有若干第二净化滤芯219，尾气处理箱213的底部一侧固定安装有排气管220，安全密封盖201的顶部一侧固定安装有把手221，安全密封盖201远离把手221的一侧设置有连接铰链222，安全密封盖201通过连接铰链222与测试箱101转动连接，利用抽风机210对烟雾进行吸收，使烟雾通过进气管212进入到尾气处理箱213中，并利用气流带动第一净化滤芯218和转动套216绕着转动轴215转动，从而提供烟气初步进行的效率，同时利用第二净化滤芯219对烟气进行二次净化，避免烟气中的有害物质直接排放到空气中，从而造成空气的污染。
工作原理：在使用该锂离子动力电池热失控安全测试装置之前，需要先检查装置整体情况，确定能够进行正常工作，根据图1－图6所示，首先将需要检测的锂离子动力电池放入到测试箱101内部的检测支座125上，并关闭安全密封盖201，当锂离子动力电池过热燃烧时，测试箱101内部的气压会升高，由于第一密封塞107对出水口104进行封堵，气压带动挤压活塞122在测试箱101的内部滑动，将测试箱101底部的水流通过进水口103和灭火水管102加压到出水口104处排出，从而实现锂离子动力电池的灭火功能，其次，水流在升高时会先挤压第二密封塞110，使第二密封塞110在灭火水管102的内部滑动，第二密封塞110挤压第二弹簧109同时在第一固定环108的内部滑动，当第一斜槽112与第二斜槽118接触时会带动锁紧滑动杆115在第二固定环114的内部滑动，当锁紧滑动杆115和启动开关116与风机罩202内部的固定孔203卡合连接时，实现安全密封盖201的固定，避免工作人员在灭火过程中打开安全密封盖201，从而造成爆炸的现象，最后，启动开关116与固定孔203卡合连接后，启动转动电机204带动第一斜齿轮205转动，利用第一斜齿轮205与斜齿环206之间啮合连接的特点，实现转动扇叶207的转动，使转动扇叶207转动一定角度，避免锂离子动力电池在燃烧时产生的浓烟冲击抽风机210和风机罩202内部的感烟探测器，使烟雾中的固体颗粒附着在感烟探测器和抽风机210，从而影响抽风机210和感烟探测器的正常使用，同时利用抽风机210对烟雾进行吸收，使烟雾通过进气管212进入到尾气处理箱213中，并利用气流带动第一净化滤芯218和转动套216绕着转动轴215转动，从而提供烟气初步进行的效率，同时利用第二净化滤芯219对烟气进行二次净化，避免烟气中的有害物质直接排放到空气中，从而造成空气的污染。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.锂离子动力电池热失控安全测试装置，包括测试灭火机构（1），以及安装于测试灭火机构（1）底部的排水阀（126）；
所述测试灭火机构（1）的顶部设置有尾气处理机构（2），且尾气处理机构（2）的内部设置有转动电机（204）；
其特征在于，还包括：
所述测试灭火机构（1）包括测试箱（101），所述测试箱（101）的内部固定安装有若干灭火水管（102），所述灭火水管（102）的底部开设有进水口（103），所述灭火水管（102）的中部一侧开设有出水口（104）；
其中，出水口（104）的内部固定安装有固定支架（105），所述固定支架（105）的一侧固定连接有第一弹簧组件（106）；
其中，第一弹簧组件（106）的端部固定连接有第一密封塞（107），所述灭火水管（102）靠近出水口（104）的顶部固定安装有第一固定环（108）；
所述第一固定环（108）的底部外侧固定安装有第二弹簧（109），所述第二弹簧（109）的底部固定连接有第二密封塞（110），所述第二密封塞（110）的顶部中心位置固定连接有密封连接杆（111），所述密封连接杆（111）的顶部开设有第一斜槽（112）；
所述测试箱（101）的顶部内侧开设有若干锁定孔（113），所述锁定孔（113）的内部固定安装有第二固定环（114），所述第二固定环（114）的内部滑动连接有锁紧滑动杆（115），所述锁紧滑动杆（115）的一端固定安装有启动开关（116），所述启动开关（116）靠近锁紧滑动杆（115）的一侧固定安装有若干第三弹簧组件（117），所述第三弹簧组件（117）与第二固定环（114）固定连接，所述锁紧滑动杆（115）远离启动开关（116）的一侧开设有第二斜槽（118）；
所述测试箱（101）的内部两侧对称开设有升降槽（119），所述升降槽（119）的内部设置有升降绳索（120），所述升降绳索（120）的一端固定连接有配重块（121），所述升降绳索（120）远离配重块（121）的一端固定连接有挤压活塞（122），所述挤压活塞（122）的内部中心位置开设有排水孔（123），所述排水孔（123）的内部滑动连接有支撑块（124），所述支撑块（124）的顶部贴合连接有检测支座（125）。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池热失控安全测试装置，其特征在于：所述尾气处理机构（2）包括安全密封盖（201），所述安全密封盖（201）的底部固定安装有风机罩（202），所述风机罩（202）的外侧开设有若干固定孔（203），所述转动电机（204）固定安装在风机罩（202）的内部一侧，所述转动电机（204）的输出端固定连接有第一斜齿轮（205）。
3.根据权利要求2所述的锂离子动力电池热失控安全测试装置，其特征在于：所述第一斜齿轮（205）的顶部啮合连接有斜齿环（206），所述斜齿环（206）与风机罩（202）转动连接，所述第一斜齿轮（205）的一侧固定连接有转动扇叶（207），所述转动扇叶（207）的端部转动连接有支撑轴（208），所述支撑轴（208）的顶部中心位置固定连接有连接柱（209），所述转动扇叶（207）与风机罩（202）转动连接。
4.根据权利要求3所述的锂离子动力电池热失控安全测试装置，其特征在于：所述连接柱（209）的顶部转动连接有抽风机（210），所述抽风机（210）的中部固定安装有风机支架（211），所述风机支架（211）固定安装在风机罩（202）的内部，所述安全密封盖（201）的顶部中心位置固定连接有进气管（212），所述进气管（212）的端部固定安装有尾气处理箱（213）。
5.根据权利要求4所述的锂离子动力电池热失控安全测试装置，其特征在于：所述尾气处理箱（213）的顶部一侧转动连接有封闭盖板（214），所述尾气处理箱（213）的内部一侧转动连接有转动轴（215），所述转动轴（215）的外侧固定安装有转动套（216），所述转动套（216）的内部开设有若干安装滑槽（217），所述安装滑槽（217）的内部滑动连接有第一净化滤芯（218）。
6.根据权利要求5所述的锂离子动力电池热失控安全测试装置，其特征在于：所述尾气处理箱（213）的内部远离第一净化滤芯（218）的一侧卡合连接有若干第二净化滤芯（219），所述尾气处理箱（213）的底部一侧固定安装有排气管（220），所述安全密封盖（201）的顶部一侧固定安装有把手（221），所述安全密封盖（201）远离把手（221）的一侧设置有连接铰链（222），所述安全密封盖（201）通过连接铰链（222）与测试箱（101）转动连接。
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