CN206990765U - 一种锂离子电池充放电测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种锂离子电池充放电测试装置，包括绝热量热仪、设于绝热量热仪腔体内部的电池及设于绝热量热仪外部的充放电装置，所述绝热量热仪上设有感温线孔及两个安装孔，所述安装孔内设有与其大小相匹配的铜接线柱，所述充放电装置的检测端通过与所述铜接线柱相连的电流线、及安装在感温线孔内的电压线与电池的正负极柱相连，所述绝热量热仪与电压线及铜接线柱能够形成密闭的空间。本实用新型实现了对电池充放电过程中产热量的准确获取，为电池热管理系统和热安全分析提供更为可靠的数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子充放电技术领域，具体涉及一种锂离子电池充放电测试装置。
背景技术
目前电动汽车内使用的动力电池都是由小型单体锂离子电池通过串并联方式组合而成的，因此其内部散热条件要求要高于常规使用的小电池，如果电池在充放电过程中的产热量较大而不能及时散去，则可能会由于积累的热量过高导致电池性能发生显著劣化和衰退，进而影响电池性能的正常发挥甚至造成安全事故的发生。因此，对电池在充放电过程中的热效应进行研究是十分必要的。
加速量热仪(ARC)又称加速绝热量热仪，该仪器具有温度补偿功能，能通过控制腔体加热使腔体温度跟随样品温度，来提供绝热环境。此外，ARC大腔体安装有铜接线柱，可以连接外部充电柜对电池进行充放电。电池在充放电过程中由于内部发生各种反应最终导致电池表面温度升高，ARC里的感温线贴在电池表面可以实时监控电池的温度。
然而，ARC为了保持其绝热环境，其顶盖和壳体外壁都是密封完好的，没有多余的孔洞可以容纳充电装置两根较粗的充电线，因此给电池进行充放电的线路必须连接在腔体外壁的铜接线柱上，电池极耳通过导线连接在相应腔体内部的铜接线柱上。ARC内长期做电池燃烧实验，导致腔体内部铜接线柱表面被一些电池燃烧过程中产生的副产物覆盖，因此致使铜接线柱电阻增加且已经大于电池内阻，这样就会导致充放电过程中放在ARC腔里的电池极耳处获得电压比腔体外壁铜接线柱高，此情况电池满充时相当于已处在过充状态且充电过程中显示电池极化很大，这样测得的产热量是不准确的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池充放电测试装置，实现对电池充放电过程中产热量的准确获取，为电池热管理系统和热安全分析提供更为可靠的数据。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种锂离子电池充放电测试装置，包括绝热量热仪、设于绝热量热仪腔体内部的电池及设于绝热量热仪外部的充放电装置，所述绝热量热仪上设有感温线孔及两个安装孔，所述安装孔内设有与其大小相匹配的铜接线柱，所述充放电装置的检测端通过与所述铜接线柱相连的电流线、及安装在感温线孔内的电压线与电池的正负极柱相连，所述绝热量热仪与电压线及铜接线柱能够形成密闭的空间。
由上述技术方案可知，本实用新型所述的一种锂离子电池充放电测试装置，将充电装置监控电压的线和电流线分离，将较细的电压线通过ARC感温线的孔伸入腔体内部直接连接电池极耳，较粗的电流线依然接在外壁铜接线柱上，对电池进行充放电实验，实现对电池充放电过程中产热量的准确获取，为电池热管理系统和热安全分析提供更为可靠的数据。
附图说明
图1是本实用新型的锂离子电池充放电测试装置的线路连接示意图；
图2是本实施例的锂离子电池的充放电曲线图；
图3是本实施例的电池充放电过程中温升曲线图；
图4是对比例的电池充放电过程中的充放电曲线图；
图5是对比例的电池充放电过程中的温升曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
实施例1
如图1所示，本实施例的锂离子电池充放电测试装置，包括绝热量热仪1、设于绝热量热仪1腔体内部的电池2及设于绝热量热仪1外部的充放电装置3，绝热量热仪1上设有感温线孔及两个安装孔，安装孔内设有与其大小相匹配的铜接线柱4，充放电装置3的检测端通过与铜接线柱4相连的电流线5、及安装在感温线孔内的电压线6与电池2的正负极柱相连，绝热量热仪1与电压线6及铜接线柱4能够形成密闭的空间。通过充放电装置3分别测试电池2在充放电过程中的电压及温升。
采用上述方法测试79Ah磷酸铁锂电池充放电过程中的产热情况，对79Ah电池1C充放电曲线，如图2、3所示，图2是79Ah磷酸铁锂电池1C充放电曲线，图3是79Ah磷酸铁锂电池1C充放电过程中温升曲线。如图2所示，在充电过程中，电池2开始一直是恒流充电，电压持续增加，到后期有一小段时间恒压充电，整个充电过程没有显示较大极化；在放电过程中，电池电压也是缓慢下降，整个放电过程也没有显示较大极化。如图3所示，充电过程温升约20℃，放电过程温升约21℃。由图可以看出，电池极化明显消除，这样获得的电池充放电数据才接近真实电池充放电过程数据。
对比例1
将充放电装置3的监控电压线6和电流线5直接通过安装在绝热量热仪1上的铜接线柱5上与腔体内的电池2的正负极耳相连，测试得到电池充放电数据和温升。
如测试79Ah磷酸铁锂电池充放电过程中的产热情况，测得数据如图4所示。由于电池容量较大，使用1C充放电时，电流可达到79A，因此，绝热量热仪1腔体的铜接线柱4就可消耗较大电压。在充电过程中，电池2显示极化非常大，很快就达到恒压阶段，整个充电过程基本都是恒压充电；在放电过程中，电池也是显示极化很大，电压下降较快。图5是相应充放电过程中的温升数据，充电过程温升约21℃，放电过程温升约23℃。由于铜接线柱4电阻较大的影响，电池很快就达到截止电压，电池2基本都是恒压充电，所以电池2充电时间较长，测得的温升就会偏高。
表1
如表1所示，本实施例1与对比例1的电池2的充放电过程以及温升情况对比数据，从充电过程对比可以看到，对比例2的电池的极化非常大，在1分钟内就达到截止电压，整个充电过程都是恒压充电；而本实施例1的电池2的极化明显消除，充电过程保持恒流充电，最后有几分钟恒压充电，这样获得的电池充电数据才接近真实电池充电过程数据。放电过程也是同样问题，虽然两种方法充电时间差别不大，但对比例2的电压平台在2.9V左右，说明电池极化很大，电压下降很快；本实施例的电压平台在3.2V左右，符合正常放电情况。另外，对比例1由于铜接线柱4电阻较大的影响，电池2很快就达到截止电压，电池2基本都是恒压充电，所以电池2充电时间较长，测得的温升就会偏高，改进方法后基本可以消除这些问题。因此，我们测试方法改进之后测得的电池2充放电温升数据才是真实电池2充放电产热，说明我们方法的改进是非常有意义的。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (1)
1.一种锂离子电池充放电测试装置，其特征在于：包括绝热量热仪（1）、设于绝热量热仪（1）腔体内部的电池（2）及设于绝热量热仪（1）外部的充放电装置（3），所述绝热量热仪（1）上设有感温线孔及两个安装孔，所述安装孔内设有与其大小相匹配的铜接线柱（4），所述充放电装置（3）的检测端通过与所述铜接线柱（4）相连的电流线（5）、及安装在感温线孔内的电压线（6）与电池（2）的正负极柱相连，所述绝热量热仪（1）与电压线（6）及铜接线柱（4）能够形成密闭的空间。
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