CN206725729U - 二次电池热失控流场测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二次电池热失控流场测试装置，包括：测试箱体，所述测试箱体的中空腔形成用于放置二次电池样品的测试腔；整流罩，所述整流罩的第一端设置在所述测试箱体的第一端，且所述整流罩的中空腔与所述测试腔对接；风道管，所述风道管与所述整流罩的第二端对接，所述风道管内设有变频轴流风机；风速传感器，所述风速传感器设于所述测试腔内用于测量测试腔内的风速；温度传感器，所述温度传感器用于放置在二次电池样品的待测位置；及电池工作系统，用于对二次电池样品提供电池充放电工作条件。所述二次电池热失控流场测试装置，能够调节测试腔内的流场环境，进而能够用于研究流场环境对二次电池热失控特性的影响。

Description

二次电池热失控流场测试装置

技术领域

本实用新型涉及二次电池热安全领域，尤其涉及一种二次电池热失控流场测试装置。

背景技术

随着二次电池热失控而导致的灾难性事故逐年攀升，科学认识二次电池在复杂工作状态下的热失控特性，并在此基础上发展和优化二次电池热管理技术已经成为当今二次电池产业界的重要任务。二次电池自身热传递过程受多方面因素的影响，其中受外界环境的影响十分明显。传统的，用于研究二次电池的热安全性及热失控规律的测试装置,一般是利用恒温箱来研究环境温度对二次电池的影响，显少有用于研究流场环境对二次电池热失控特性影响的测试装置，导致对二次电池热失控特性的研究不全面。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种二次电池热失控流场测试装置，该二次电池热失控流场测试装置能够用于研究流场环境对二次电池热失控特性的影响。

其技术方案如下：

一种二次电池热失控流场测试装置，包括：

测试箱体，所述测试箱体为两端开口的中空结构，所述测试箱体的中空腔形成用于放置二次电池样品的测试腔；

整流罩，所述整流罩为两端开口的中空结构，所述整流罩的第一端设置在所述测试箱体的第一端，且所述整流罩的中空腔与所述测试腔对接；

风道管，所述风道管与所述整流罩远离所述测试箱体的第二端对接，所述风道管内设有变频轴流风机；

风速传感器，所述风速传感器设于所述测试腔内用于测量测试腔内的风速，所述风速传感器用于与数据采集设备电性连接；

温度传感器，所述温度传感器用于放置在二次电池样品的待测位置，且用于与数据采集设备电性连接；及

电池工作系统，用于对二次电池样品提供电池充放电工作条件。

在其中一个实施例中，所述测试箱体包括中空筒体以及设于所述中空筒体的第一端的第一法兰凸缘，所述整流罩包括中空罩体以及设于所述中空罩体的第一端的连接法兰凸缘，所述连接法兰凸缘与所述第一法兰凸缘连接，使得所述整流罩的第一端设置在所述测试箱体的第一端。

在其中一个实施例中，所述测试箱体还包括支架，所述支架设于所述中空筒体的第二端，所述支架用于支撑所述中空筒体。

在其中一个实施例中，所述测试箱体还包括设于所述中空筒体的第二端的第二法兰凸缘，所述第二法兰凸缘沿周向方向上间隔设有多个螺纹通孔，所述支架包括多个可调螺杆，所述可调螺杆的个数与所述螺纹通孔的个数对应，对应的所述可调螺杆安装在对应的所述螺纹通孔中。

在其中一个实施例中，所述二次电池热失控流场测试装置还包括红外摄像机，所述测试箱体还包括设于所述中空筒体外侧的观察筒体，所述观察筒体的第一端与所述测试腔连通，且所述观察筒体的第一端与二次电池样品的放置位对应，所述观察筒体的第二端密封设置有观察玻璃，所述红外摄像机设于所述观察玻璃远离所述中空筒体的前方。

在其中一个实施例中，所述整流罩的中空腔沿着其第一端至第二端的方向逐渐减小，且所述整流罩的中空腔为弧形过渡腔。

在其中一个实施例中，所述电池工作系统包括电池充放电箱、电压表、电流表、第一导线以及第二导线，所述电池充放电箱的两端口分别通过所述第一导线、第二导线与二次电池样品的正极、负极连接，所述电流表串联在所述第一导线上，所述电压表并联在所述第一导线与第二导线之间，所述电压表和电流表用于与数据采集设备电性连接。

在其中一个实施例中，所述二次电池热失控流场测试装置还包括密封接线插头，所述密封接线插头密封安装于所述测试箱体的侧壁上，所述密封接线插头具有多个导线连接头，所述导线连接头的两端分别位于所述测试腔内与测试腔外，所述温度传感器通过所述导线连接头与数据采集设备有线连接，所述风速传感器通过所述导线连接头与数据采集设备有线连接。

在其中一个实施例中，所述测试腔的内壁上设有用于安装二次电池样品的电池夹具，所述电池夹具上设有用于固定二次电池样品的夹具锁紧螺母。

在其中一个实施例中，所述风速传感器为风速仪。

本实用新型的有益效果在于：

所述二次电池热失控流场测试装置，进行测试时，将二次电池样品放置在测试箱体的测试腔内，开启变频轴流风机并调节其功率大小，使风速传感器的读数达到预设风速值范围，电池工作系统开启对二次电池样品提供电池充放电工作条件，温度传感器记录该二次电池样品的待测位置的温度变化并反馈至数据采集设备，便于后续研究流场环境对二次电池热失控的影响规律。所述二次电池热失控流场测试装置，能够调节测试腔内的流场环境，进而能够用于研究流场环境对二次电池热失控特性的影响，以此，可供研究二次电池在可控流场测试环境下进行充放电时的释热特性以及热失控规律。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的二次电池热失控流场测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的二次电池热失控流场测试装置的局部结构示意图。

附图标记说明：

100、测试箱体，110、测试腔，120、中空筒体，130、第一法兰凸缘，140、支架，150、第二法兰凸缘，160、观察筒体，170、观察玻璃，200、整流罩，210、中空罩体，220、连接法兰凸缘，300、风道管，400、风速传感器，500、温度传感器，600、电池工作系统，610、电池充放电箱，620、电压表，630、电流表，640、第一导线，650、第二导线，700、变频轴流风机，800、电池夹具，900、夹具锁紧螺母，1000、红外摄像机，1100、密封接线插头，10、二次电池样品。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的术语“第一”、“第二”等在本文中用于区分对象，但这些对象不受这些术语限制。

如图1所示，一种二次电池热失控流场测试装置，包括测试箱体100、整流罩200、风道管300、风速传感器400、温度传感器500、电池工作系统600及变频轴流风机700。所述测试箱体100为两端开口的中空结构，所述测试箱体100的中空腔形成用于放置二次电池样品10的测试腔110。所述整流罩200为两端开口的中空结构，所述整流罩200的第一端设置在所述测试箱体100的第一端，且所述整流罩200的中空腔与所述测试腔110对接。所述风道管300与所述整流罩200远离所述测试箱体100的第二端对接，所述风道管300内设有变频轴流风机700。所述风速传感器400设于所述测试腔110内用于测量测试腔110内的风速，所述风速传感器400用于与数据采集设备电性连接。所述温度传感器500用于放置在二次电池样品10的待测位置，且用于与数据采集设备电性连接。所述电池工作系统600用于对二次电池样品10提供电池充放电工作条件。

所述二次电池热失控流场测试装置，进行测试时，将二次电池样品10放置在测试箱体100的测试腔110内，开启变频轴流风机700并调节其功率大小，使风速传感器400的读数达到预设风速值范围，保持变频轴流风机700的功率，电池工作系统600开启对二次电池样品10提供电池充放电工作条件，温度传感器500记录该二次电池样品10的待测位置的温度变化并反馈至数据采集设备，便于后续研究流场环境对二次电池热失控的影响规律。所述二次电池热失控流场测试装置，能够调节测试腔110内的流场环境，进而能够用于研究流场环境对二次电池热失控特性的影响，以此，可供研究二次电池在可控流场测试环境下进行充放电时的释热特性以及热失控规律，丰富二次电池热失控特性测试的测试环境，提高二次电池热失控特性研究的全面性。

本实施例中，温度传感器500的数量与二次电池样品10的待测位置数量相对应，当二次电池样品10的待测位置为多个时，温度传感器500对应为多个，且对应的温度传感器500安装在对应的待测位置。可选地，所述温度传感器500为热电偶，安装方便、耐压性能好、测量精度高。所述风速传感器400为风速仪，安装方便、测量精度高。所述风速传感器400可以设置为多个，能够更加准确的测量测试腔110内的风速值。数据采集设备可以为计算机的数据采集卡，通过计算机实现在线记录和存储数据。

本实施例中，所述整流罩200的中空腔沿着其第一端至第二端的方向逐渐减小，且所述整流罩200的中空腔为弧形过渡腔，整流效果好。

本实施例中，所述测试腔110的内壁上设有用于安装二次电池样品10的电池夹具800。所述电池夹具800上设有用于固定二次电池样品10的夹具锁紧螺母900。采用上述结构，二次电池样品10可通过夹具锁紧螺母900固定在电池夹具800上，进而实现二次电池样品10放置于测试腔110内，且安装可靠。本实施中，电池夹具800的安装位位于测试腔110的中部，便于安装与测试。

为了便于示意，图2中省略了电池工作系统、二次电池样品等元件。如图1、图2所示，所述测试箱体100包括中空筒体120以及设于所述中空筒体120的第一端的第一法兰凸缘130。所述整流罩200包括中空罩体210以及设于所述中空罩体210的第一端的连接法兰凸缘220。所述连接法兰凸缘220与所述第一法兰凸缘130连接，使得所述整流罩200的第一端设置在所述测试箱体100的第一端。采用上述结构，整流罩200与测试箱体100连接时，可通过连接法兰凸缘220与第一法兰凸缘130连接实现，连接方便、可靠。

进一步地，所述测试箱体100还包括支架140。所述支架140设于所述中空筒体120的第二端，所述支架140用于支撑所述中空筒体120。通过设置支架140，当本实施例的测试箱体100放置于地面或桌面等操作台上时，支架140能够将中空筒体120抬离操作台，使得中空筒体120的第二端为流通状态，实现流场环境条件。

进一步地，所述测试箱体100还包括设于所述中空筒体120的第二端的第二法兰凸缘150。所述第二法兰凸缘150沿周向方向上间隔设有多个螺纹通孔。所述支架140包括多个可调螺杆。所述可调螺杆的个数与所述螺纹通孔的个数对应，对应的所述可调螺杆安装在对应的所述螺纹通孔中。采用上述结构，可调螺杆能够对中空筒体120起到支撑作用，且所述支架140为可调结构，通过调整可调螺杆在螺纹通孔中的位置，即可根据需要改变中空筒体120的高度，操作方便。

本实施例中，所述二次电池热失控流场测试装置还包括红外摄像机1000。所述测试箱体100还包括设于所述中空筒体120外侧的观察筒体160。所述观察筒体160的第一端与所述测试腔110连通，且所述观察筒体160的第一端与二次电池样品10的放置位对应。所述观察筒体160的第二端密封设置有观察玻璃170，所述红外摄像机1000设于所述观察玻璃170远离所述中空筒体120的前方。采用上述结构，可以利用红外摄像机1000透过观察玻璃170记录该二次电池样品10的表面温度场推演，以此，可进一步研究二次电池在复杂流场环境下，进行充放电时的温度场发展特性及热失控规律。本实施例中，所述观察玻璃170为耐高温、高压的防爆玻璃。

进一步地，所述电池工作系统600包括电池充放电箱610、电压表620、电流表630、第一导线640以及第二导线650。所述电池充放电箱610的两端口分别通过所述第一导线640、第二导线650与二次电池样品10的正极、负极连接。所述电流表630串联在所述第一导线640上。所述电压表620并联在所述第一导线640与第二导线650之间。所述电压表620和电流表630用于与数据采集设备电性连接。采用上述结构，电池充放电箱610能够对二次电池样品10提供预设充放电倍率值、预设电压值或预设电流值的充电测试条件或放电测试条件，电流表630和电压表620能够分别记录实际充放电的电流、电压并反馈至数据采集设备，便于后续的研究分析。本实施例所述的二次电池热失控流场测试装置，能够在可控流场环境参数条件下对二次电池样品10进行测试，可提供较为复杂的环境条件，提高二次电池热失控测试环境的多样性。

本实施例中，所述二次电池热失控流场测试装置还包括密封接线插头1100。所述密封接线插头1100密封安装于所述测试箱体100的侧壁上。所述密封接线插头1100具有多个导线连接头。所述导线连接头的两端分别位于所述测试腔110内与测试腔110外。所述温度传感器500通过所述导线连接头与数据采集设备有线连接。所述风速传感器400通过所述导线连接头与数据采集设备有线连接。通过设置密封接线插头1100，便于位于测试腔110内的元件与位于测试腔110外的元件实现有线连接，且进行有线连接时为密封接连，可保证测试腔110具有良好的流场测试环境。

具体地，所述密封接线插头1100包括非导体底座以及设于所述非导体底座上的多个导线连接头。可选地，非导体底座可以为陶瓷底座，导线连接头可以为具备导电功能的金属柱如铜棒等。非导体底座可以通过螺纹结构直接镶嵌于中空筒体120的侧壁上。密封接线插头1100的数量可根据需要设置为一个、两个或多个，便于实现较好的接线。本实施例中，所述密封接线插头1100为两个，两个密封接线插头1100分别设于测试腔110的上部、下部，进行接线时，各导线不易混乱打结，操作方便。

本实施例中，所述电池充放电箱610、电流表630、电压表620设于所述测试腔110的外侧。所述第一导线640、第二导线650通过所述导线连接头实现所述电池充放电箱610与二次电池样品10的连接。进而，电池工作系统600与二次电池样品10连接方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种二次电池热失控流场测试装置，其特征在于，包括：

测试箱体，所述测试箱体为两端开口的中空结构，所述测试箱体的中空腔形成用于放置二次电池样品的测试腔；

整流罩，所述整流罩为两端开口的中空结构，所述整流罩的第一端设置在所述测试箱体的第一端，且所述整流罩的中空腔与所述测试腔对接；

风道管，所述风道管与所述整流罩远离所述测试箱体的第二端对接，所述风道管内设有变频轴流风机；

风速传感器，所述风速传感器设于所述测试腔内用于测量测试腔内的风速，所述风速传感器用于与数据采集设备电性连接；

温度传感器，所述温度传感器用于放置在二次电池样品的待测位置，且用于与数据采集设备电性连接；及

电池工作系统，用于对二次电池样品提供电池充放电工作条件。

2.根据权利要求1所述的二次电池热失控流场测试装置，其特征在于，所述测试箱体包括中空筒体以及设于所述中空筒体的第一端的第一法兰凸缘，所述整流罩包括中空罩体以及设于所述中空罩体的第一端的连接法兰凸缘，所述连接法兰凸缘与所述第一法兰凸缘连接，使得所述整流罩的第一端设置在所述测试箱体的第一端。

3.根据权利要求2所述的二次电池热失控流场测试装置，其特征在于，所述测试箱体还包括支架，所述支架设于所述中空筒体的第二端，所述支架用于支撑所述中空筒体。

4.根据权利要求3所述的二次电池热失控流场测试装置，其特征在于，所述测试箱体还包括设于所述中空筒体的第二端的第二法兰凸缘，所述第二法兰凸缘沿周向方向上间隔设有多个螺纹通孔，所述支架包括多个可调螺杆，所述可调螺杆的个数与所述螺纹通孔的个数对应，对应的所述可调螺杆安装在对应的所述螺纹通孔中。

5.根据权利要求2所述的二次电池热失控流场测试装置，其特征在于，还包括红外摄像机，所述测试箱体还包括设于所述中空筒体外侧的观察筒体，所述观察筒体的第一端与所述测试腔连通，且所述观察筒体的第一端与二次电池样品的放置位对应，所述观察筒体的第二端密封设置有观察玻璃，所述红外摄像机设于所述观察玻璃远离所述中空筒体的前方。

6.根据权利要求1所述的二次电池热失控流场测试装置，其特征在于，所述整流罩的中空腔沿着其第一端至第二端的方向逐渐减小，且所述整流罩的中空腔为弧形过渡腔。

7.根据权利要求1所述的二次电池热失控流场测试装置，其特征在于，所述电池工作系统包括电池充放电箱、电压表、电流表、第一导线以及第二导线，所述电池充放电箱的两端口分别通过所述第一导线、第二导线与二次电池样品的正极、负极连接，所述电流表串联在所述第一导线上，所述电压表并联在所述第一导线与第二导线之间，所述电压表和电流表用于与数据采集设备电性连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的二次电池热失控流场测试装置，其特征在于，还包括密封接线插头，所述密封接线插头密封安装于所述测试箱体的侧壁上，所述密封接线插头具有多个导线连接头，所述导线连接头的两端分别位于所述测试腔内与测试腔外，所述温度传感器通过所述导线连接头与数据采集设备有线连接，所述风速传感器通过所述导线连接头与数据采集设备有线连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的二次电池热失控流场测试装置，其特征在于，所述测试腔的内壁上设有用于安装二次电池样品的电池夹具，所述电池夹具上设有用于固定二次电池样品的夹具锁紧螺母。

10.根据权利要求1-7任一项所述的二次电池热失控流场测试装置，其特征在于，所述风速传感器为风速仪。