CN208705362U - 一种用于电池循环寿命试验的防爆箱 - Google Patents

Abstract

一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，包括：防爆箱体、防爆箱盖、防爆观察窗、锁紧装置、样品架、警报器，还包括监控模块、传感器、远程控制模块、摄像头和排气窗，监控模块基于传感器的监测数据启动警报器发出警报、开启排气窗并向手机发出报警信息，基于远程控制模块试验人员可在手机上控制摄像头的工作并控制排气窗的开启与关闭。本实用新型结构简单，可以远程实时监控试验进展、了解试验情况或事故处理情况，确保了试验室和试验人员的安全。

Description

一种用于电池循环寿命试验的防爆箱

技术领域

本实用新型涉及一种防爆箱，特别涉及一种用于电池循环寿命试验的防爆箱。

背景技术

锂离子电池作为最新一代的绿色高能充电电池，具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等突出优点，作为储能核心部件在便携式电子产品、电动车、储能电站和航空航天领域中都有大量的应用。锂离子电池的循环寿命是衡量电池关键性能的重要参数之一，现有国内外相关标准中都规定了锂离子电池循环寿命的测试方法，例如针对便携式锂离子电池性能的IEC61960《含碱性或其他非酸性电解液的蓄电池和蓄电池组：便携式二次锂蓄电池和蓄电池组》的循环寿命测试中，规定充电电流由制造商指定，放电电流为0.2C5A(C5：电池在环境温度为20℃±5℃条件下，以5h率放电至终止电压时所应提供的电量)，其不低于60％额定容量的寿命为：电芯400次，电池组300次。日本的JIS标准、韩国的KS等国家标准均直接转化自IEC 61960，循环寿命的试验方法与IEC 61960一致。国内现有的锂离子电池标准中，GB/T 18287《蜂窝电话用锂离子电池总规范》中规定，试验电流为1C5A，循环寿命应不低于300次；QC/T 743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》中规定，试验电流为0.5C5A，循环寿命应不低于500次；GB T 31484-2015《电动汽车用动力蓄电池循环寿命要求及试验方法》中规定，试验电流为1I1A(I1：1小时放电电流)，循环寿命应不低于500次。综上，锂离子电池现有标准中循环寿命的测试通常都需要半年以上的时间，这对试验人员观察试验情况提出了很高的要求，不仅要求确保试验的安全性，而且要求试验人员能快速的发现并排除试验故障，而目前电池循环寿命均在开放的实验室环境中进行，在试验过程中如发生电池漏液、起火、爆炸、过热等现象，又没有及时发现和处理，很容易发生火灾事故。因此，为保证电池循环寿命试验的正常进行，又可以对电池因爆炸或燃烧而产生的危险进行及时处理为了试验的安全和顺利开展，需要一种通用型锂离子电池循环寿命试验防爆箱，以防止电池的爆炸或者燃烧对试验人员或试验场所造成不必要的伤害。

发明内容

针对现有技术存在的以上问题，本实用新型提出一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，具体如下：

一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，包括：箱体、箱盖、观察窗、锁紧装置、样品架；箱体底面和四周的内壁均铺设防火隔热层，箱盖通过锁紧装置与箱体锁紧固定，待测电池置于箱体内的样品架上，观察窗为防爆观察窗并位于箱盖上；其特征在于，所述防爆箱还包括：

传感器，设置于箱体内壁,用于实时监测所述被测电池的电流、电压，并用于实时感知所述防爆箱箱体内部的压力、温度、烟雾、或光这四种参数中的一个或多个；

警报器，安装于箱体内，用于电池循环寿命试验异常时发出警报；

监控模块，与所述传感器、警报器相连接，用于实时接收传感器的信号来监控电流、电压，并实时接收传感器的信号来监控压力、温度、烟雾，或光这四种参数中的一个或多个，并将监测的数据与监控模块的输入面板所输入电流、电压、以及所述四种参数中的一个或多个的阈值比较，当监测的数据超过设定的阈值时激发警报器发出警报。

进一步的，所述防爆箱还包括：远程控制模块、摄像头和排气窗；摄像头安装于观察窗外，并与远程控制模块相连，试验人员通过手机与远程控制模块通讯，远程控制摄像头上、下、左、右旋转，以随时观看电池循环充放电测试的试验情况；排气窗设置于箱盖上，与所述监控模块和远程控制模块相连，当监测的压力数据大于监控模块的输入面板所输入的压力阈值时，所述监控模块激发警报器发出警报的同时，还启动排气窗打开，试验人员通过手机与远程控制模块通讯，远程控制排气窗的开启程度或关闭排气窗。

进一步的，所述摄像头具有存储功能，用于试验人员实时或回放测试图像/视频记录。

进一步的，所述防爆箱箱体由铝合金围合而成，外表面喷漆，内表面喷有防火涂层。

进一步的，所述箱体内安装有防爆功能的照明灯。

进一步的，所述传感器的种类为压力传感器、温度传感器、光传感器、烟雾传感器中的一种或多种的组合。

进一步的，所述警报器为警示灯和/或警示蜂鸣器。

进一步的，所述监控模块在激发警报器发出警报的同时，还将报警信息发送至试验人员的手机上。

本实用新型所提出的上述用于电池循环寿命试验的防爆箱，具有如下优点：1、结构简单，制造成本低，便于普及。2、能够减少试验人员的工作量，不用日夜值守试验，可以远程实时监控试验进展、了解试验情况或事故处理情况。3、在电池进行循环寿命试验过程中，能够对电池因过热、爆炸或燃烧而产生的危险进行及时处理，有效阻止电池发生爆炸或燃烧产生的危险向整个试验室扩散，确保了试验人员的人身安全。

附图说明

图1为本实用新型的用于电池循环寿命试验的防爆箱外部示意图。

图2为本实用新型的用于电池循环寿命试验的防爆箱内部示意图。

图3为本实用新型的用于电池循环寿命试验的防爆箱的监控模块的示意图。

图1-3中，本实用新型的用于电池循环寿命试验的防爆箱中附图标记和部件的对应关系为：

1、箱体，2、箱盖，3、观察窗，4、摄像头，5、锁紧装置，6、排气窗，7、警示灯与警示蜂鸣器，8、线缆孔(配具有防火防爆功能的线缆孔筛)，9、输入面板，10、传感器(温度传感器，光传感器，烟雾传感器)，11、样品架，12、LED照明灯，13、提手，14、监控模块，15、防火隔热层，16、夹子，17、测电流导线，18测电压导线，19、热电偶

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，包括：箱体1、箱盖2、观察窗3、锁紧装置5、样品架11；箱体底面和四周的内壁均铺设防火隔热层15，箱盖2通过锁紧装置5与箱体1锁紧固定，待测电池置于箱体1内的样品架11上，观察窗3为防爆观察窗并位于箱盖2上；该防爆箱还包括：

传感器10，设置于箱体1内壁,用于实时监测所述被测电池的电流、电压，并用于实时感知所述防爆箱箱体内部的压力、温度、烟雾、或光这四种参数中的一个或多个；

警报器7，安装于箱体1内，用于电池循环充放电测试异常时发出警报；

监控模块14，与所述传感器10、警报器7相连接，用于实时接收传感器10的信号来监控电流、电压，并实时接收传感器10的信号来监控压力、温度、烟雾，或光这四种参数中的一个或多个，并将监测的数据与监控模块的输入面板9所输入电流、电压、以及所述四种参数中的一个或多个的阈值比较，当监测的数据超过设定的阈值时激发警报器发出警报。

进一步的，所述防爆箱还包括：远程控制模块、摄像头4和排气窗6；摄像头4安装于观察窗3外，并与远程控制模块相连，试验人员通过手机与远程控制模块通讯，远程控制摄像头上、下、左、右旋转，以随时观看电池循环充放电测试的试验情况；排气窗6设置于箱盖2上，与所述监控模块14和远程控制模块相连，当监测的压力数据大于监控模块14的输入面板9所输入的压力阈值时，所述监控模块14激发警报器7发出警报的同时，还启动排气窗6打开，试验人员通过手机与远程控制模块通讯，远程控制排气窗6的开启程度或关闭排气窗6。

进一步的，所述摄像头4具有存储功能，用于试验人员实时或回放测试图像/视频记录。

进一步的，所述防爆箱箱体2由铝合金围合而成，外表面喷漆，内表面喷有防火涂层。

进一步的，所述箱体1内安装有防爆功能的照明灯12。

进一步的，所述传感器10的种类为压力传感器、温度传感器、光传感器、烟雾传感器中的一种或多种的组合。

进一步的，所述警报器7为警示灯和/或警示蜂鸣器。

进一步的，所述监控模块在激发警报器发出警报的同时，还将报警信息发送至试验人员的手机上。提手13设置在箱体1上，用于方便防爆箱的携带。测电流导线17、测电压导线18的一端与监控模块14相连，另一端与各自对应的夹子16相连，以对待测点进行监控。监控模块14还与热电偶19相连与监控温度。

在进行长时间的锂离子电池寿命试验时，将电池放置在样品架11上，把电池性能测试仪(S4000，美国Maccor)的线缆通过线缆孔8后连接在电池上，盖上箱盖，并锁紧锁紧装置后，对电池进行室温充放电循环。

寿命试验过程中，试验人员可通过手机实时监控试验过程及事故处理过程。

寿命试验过程中，监控模块通过内置的各路传感器(温度传感器，烟雾传感器，光传感器，压力传感器)，对试验电池的安全状态进行实时检测，同时通过监控模块内置的电流、电压检测电路对试验电池充放电状态进行实时监控，当监控模块检测到异常，如试验电池电流、电压、温度、压力超过设定的阈值，或是试验产生了烟雾，监控模块通过警报器、警示灯发出事故警报，同时向试验人员的手机上发送报警信息，试验人员可根据情况采取相应的措施。

寿命试验过程中，试验电池如果发生起火或爆炸，电池有可能会在瞬间释放巨大能量和压力，此时箱内的监控模块会立即启动排气窗，释放内部压力，避免箱体破损，保持箱体的密闭性，同时，试验人员可通过手机与所述防爆箱中的远程控制模块(图中未示出)通讯，暂停或断开电池性能测试仪的充放电控制程序，或基于远程控制模块控制排气窗的开启程度，通过排放气体释放内部压力，避免箱体破损。起火或爆炸之后会产生大量的光、热量和烟雾，监控模块通过光传感器，温度传感器，烟雾传感器检测到事故的发生，并立即发出警报，同时向试验人员的手机上发送报警信息。电池发生起火或爆炸之后所产生的大量热量会被箱体的防火层及内部的防火涂层阻断，同时由于防火涂料遇火膨胀及箱体的密闭作用，阻断了箱体内氧气的供应，从而可控制火势，避免由于电池起火或爆炸而对整个试验室产生的影响及对试验人员的伤害。

上述实施方式为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和/或简化，均应视为等效的置换方式，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，包括：箱体、箱盖、观察窗、锁紧装置、样品架；箱体底面和四周的内壁均铺设防火隔热层，箱盖通过锁紧装置与箱体锁紧固定，待测电池置于箱体内的样品架上，观察窗为防爆观察窗并位于箱盖上；其特征在于，所述防爆箱还包括：

传感器，设置于箱体内壁,用于实时监测所述被测电池的电流、电压，并用于实时感知所述防爆箱箱体内部的压力、温度、烟雾、或光这四种参数中的一个或多个；

警报器，安装于箱体内，用于电池循环充放电测试异常时发出警报；

监控模块，与所述传感器、警报器相连接，用于实时接收传感器的信号来监控电流、电压，并实时接收传感器的信号来监控压力、温度、烟雾，或光这四种参数中的一个或多个，并将监测的数据与监控模块的输入面板所输入电流、电压、以及所述四种参数中的一个或多个的阈值比较，当监测的数据超过设定的阈值时激发警报器发出警报。

2.如权利要求1所述的一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，其特征在于，所述防爆箱还包括：远程控制模块、摄像头和排气窗；摄像头安装于观察窗外，并与远程控制模块相连，试验人员通过手机与远程控制模块通讯，远程控制摄像头上、下、左、右旋转，以随时观看电池循环充放电测试的试验情况；排气窗设置于箱盖上，与所述监控模块和远程控制模块相连，当监测的压力数据大于监控模块的输入面板所输入的压力阈值时，所述监控模块激发警报器发出警报的同时，还启动排气窗打开，试验人员通过手机与远程控制模块通讯，远程控制排气窗的开启程度或关闭排气窗。

3.如权利要求2所述的一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，其特征在于，所述摄像头具有存储功能，用于试验人员实时或回放测试图像/视频记录。

4.如权利要求3所述的一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，其特征在于，所述防爆箱箱体由铝合金围合而成，外表面喷漆，内表面喷有防火涂层。

5.如权利要求4所述的一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，其特征在于，所述箱体内安装有防爆功能的照明灯。

6.如权利要求1所述的一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，其特征在于，所述传感器的种类为压力传感器、温度传感器、光传感器、烟雾传感器中的一种或多种的组合。

7.如权利要求1-6任一所述的一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，其特征在于，所述警报器为警示灯和/或警示蜂鸣器。

8.如权利要求1-6任一所述的一种用于电池循环寿命试验的防爆箱，其特征在于，所述监控模块在激发警报器发出警报的同时，还将报警信息发送至试验人员的手机上。