CN209656091U - 一种电池系统热失控模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电池系统热失控模拟装置，包括防爆箱、电芯组，加热装置，电压采集仪，多路测温仪，压力检测仪，气体检测仪，视频监测器；所述电芯组安装于防爆箱内的支架上，包括电芯(21)、(22)、(23)；电芯(22)和电芯(23)并联连接，电芯(21)独立安装；所述加热装置对电芯(22)持续稳定加热；本实用新型可获取电芯热失控时的临界温度、临界电压、临界压力，并可实时监测电芯热失控的电压、温度、压力之间的变化关系；为各种电芯异常处理装置提供基础数据进行更佳准确全面的分析；另外该数据收集了各电芯相互之间影响关系，为指导该电芯的开发设计提供更好的数据支持。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种电池系统热失控模拟装置。
【背景技术】
随着电动汽车的普及，锂离子电池在人们生活当中扮演着越来越重要的角色。低能量密度、循环寿命有限等使用问题常常被人们诟病，但是与这些问题相比，电池安全问题却是人们首要关注的焦点；近些年，由于电池安全问题引发的事故比比皆是，很多问题造成的后果触目惊心；随着新能源汽车的产销量越来越大，着火事故越来越多，人们对电池的安全性达到了前所未有的关注度。
现有电芯异常处理装置，例如电池自动防爆装置，会在电芯异常升温时对其降温，喷淋，吸取电池箱空气对电芯进行隔离；这些都需要通过模拟实验方式收集各种电芯的热失控时，观察在发生事故、滥用或其他导致电芯热失控时，收集电芯热失控的数据(温度、电压、压力等)对现有的电芯异常处理装置提供数据基础以做成自动反应，进而给人员留出足够多的逃生时间。
而现有的热失控模拟装置仅对单电芯进行处理收集信息，且模拟设备设计相对复杂，爆炸对仪器的破坏也较严重，使之成本较高；而电动汽车内有多电芯，单一电芯热失控后，各电芯相互之间的影响，也是极为关键的数据。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是克服上述缺陷，因此设计了一种低成本收集数据的的电池系统热失控模拟装置，通过这个模拟装置收集单一电芯热失控后，对其它各电芯影响的数据，为各种电芯异常处理装置提供基础数据进行更佳准确全面的分析；另外该数据收集了各电芯相互之间影响关系，为指导该电芯的开发设计(电芯间距，电芯排布，防火材料，BMS策略，抑制热扩散等)提供更好的数据支持。
本实用新型采用以下技术方案：
一种电池系统热失控模拟装置，包括防爆箱、电芯组，加热装置，电压采集仪，多路测温仪，压力检测仪，气体检测仪，视频监测器。
所述电芯组安装于防爆箱内的支架上，包括电芯(21)、(22)、(23)；电芯(22)和电芯(23)并联连接，电芯(21)独立安装；所述加热装置对电芯(22)持续稳定加热；所述电压采集仪持续采集电芯(22)、电芯(23)并联电路的电压；所述多路测温仪连接加热丝和电芯(21)、(22)、(23)，持续记录它们的温度变化；所述压力检测仪连接压力检测传感器，所述压力检测传感器安装于防爆箱内，实时采集防爆箱内压力；所述气体检测仪，包括气体检测传感器，所述气体检测传感器安装于防爆箱内，实时收集防爆箱气体供气体检测仪进行分析；视频监测器安装于防爆箱上方，实时监控电芯组的变化；所述防爆箱上方正对视频监测器的一面为防爆玻璃。
一种电池系统热失控模拟装置，所述加热装置包括稳压电源和加热丝；所述稳压电源安装于防爆箱外部，并连接加热丝以对其加热，所述加热丝进入防爆箱并缠绕于电芯(22)上，持续对电芯(22)加热。
一种电池系统热失控模拟装置，所述电压采集仪安装于防爆箱外部，通过导线进入防爆箱连接电芯(22)、电芯(23)的并联电芯正负极。
一种电池系统热失控模拟装置，所述多路测温仪安装于防爆箱外部，还设有多根测温线，多根所述测温线分别进入防爆箱并连接加热丝和电芯(21)、(22)、(23)。
一种电池系统热失控模拟装置，所述压力检测仪安装于防爆箱外部，连接压力检测传感器。
一种电池系统热失控模拟装置，所述气体检测仪安装于防爆箱外部，连接气体检测传感器。
一种电池系统热失控模拟装置，所述视频监测器通过视频监测固定支架固定安装于防爆箱上方。
一种电池系统热失控模拟装置，所述的压力检测传感器、气体检测传感器外均设有带通孔的防护罩。
一种电池系统热失控模拟装置，所述的电芯(22)、电芯(23)并联电路中加入熔断设备。
一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：所述的熔断设备为熔断丝。
综上，本实用新型制作成本低，收集数据全面，可获取电芯热失控时的临界温度、临界电压、临界压力，并可实时监测电芯热失控的电压、温度、压力之间的变化关系；为各种电芯异常处理装置提供基础数据进行更佳准确全面的分析；另外该数据收集了各电芯相互之间影响关系，为指导该电芯的开发设计(电芯间距，电芯排布，防火材料，BMS策略，抑制热扩散等)提供更好的数据支持。
【附图说明】
图1是本实用新型的整体示意图。
图2是本实用新型的局部示意图。
【具体实施方式】
为了使本实用新型的目的、技术方案更加清楚，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步说明：
如图1～图2所示的一种电池系统热失控模拟装置，包括防爆箱1、电芯组2，加热装置3，电压采集仪4，多路测温仪5，压力检测仪6，气体检测仪7，视频监测器8。
所述电芯组2安装于防爆箱1内的支架11上，包括电芯21、22、23；电芯22和23并联连接，电芯21独立安装。
所述加热装置3包括稳压电源31和加热丝32；所述稳压电源31安装于防爆箱1外部，并连接加热丝32以对其加热，所述加热丝32进入防爆箱1并缠绕于电芯22上，持续对电芯22加热，用于为模拟电芯22的热失控状态提供热源。
所述电压采集仪4安装于防爆箱1外部，通过导线进入防爆箱连接电芯22、电芯23的并联电芯正负极，持续对电芯22加热，持续采集电芯22、电芯23并联电路的电压变化。
所述多路测温仪5安装于防爆箱1外部，设有多根测温线51，多根所述测温线51分别进入防爆箱1并连接加热丝22和电芯21、22、23，持续记录它们的温度变化。
所述压力检测仪6安装于防爆箱1外部，连接压力检测传感器61，所述压力检测传感器61安装于防爆箱1内，持续对电芯22加热时，实时采集防爆箱内压力。
所述气体检测仪7安装于防爆箱1外部，连接气体检测传感器71，所述气体检测传感器71安装于防爆箱1内，持续对电芯22加热时，实时收集防爆箱气体供气体检测仪7进行分析。
所述的压力检测传感器61、气体检测传感器71外均设有带通孔的防护罩(图中未示出)，可完成数据收集的同时避免电芯爆炸对其的破坏。
视频监测器8通过视频监测固定支架81固定安装于防爆箱1上方，用于实时监控电芯组2的变化，直观获取相应的数据；所述防爆箱1上方正对视频监测器8的一面为防爆玻璃(图中未示出)，以便视频监视器8可对防爆箱内部进行观测。
防爆玻璃还可让外部光线进入防爆箱内部，避免在传统监测在防爆箱内安装摄像头，且需配对照明设备；使的电芯爆炸不会损毁摄像头的同时，还避免照明设备产生的热量对检测数据的影响，使得收集的数据更为准确。
模拟测试时，开启稳压电源31，加热丝32持续对电芯22进行加热直至电芯22在高热中爆炸。
在这期间，电压采集仪4采集电芯22、电芯23并联电路的电压；多路测温仪5持续监测收集电芯组2的数据，以获取电池盒内部电芯22热失控时的数据，以及对其并联电芯23的影响、对旁边独立电芯21的影响的数据；完成电芯热失控时自身的数据，及对本电路其他电芯的影响数据，还收集了非本电路电芯的数据变化。
压力检测仪6持续获取电池箱内气压的变化，气体检测仪7持续获取分析气体成分的变化，视频监测器8记录可电芯22热失控的变化过程。
在上述基础上，还可在电芯22、电芯23的并联电路加入熔断丝(图中未示出)用于观测电芯发生热失控的时候，是否有大电流将熔断丝熔断，是否可防止热扩散到其它电芯，为电芯的开发设计电芯排布提供相应的数据。
通过该模拟装置可获取电芯热失控时的临界温度、临界电压、临界压力，并可实时监测电芯热失控的电压、温度、压力之间的数据的变化及对应的关系。
以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，仍属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：包括防爆箱、电芯组，加热装置，电压采集仪，多路测温仪，压力检测仪，气体检测仪，视频监测器；
所述电芯组安装于防爆箱内的支架上，包括第一电芯、第二电芯、第三电芯；第二电芯和第三电芯并联连接，第一电芯独立安装；
所述加热装置对第二电芯持续稳定加热；
所述电压采集仪持续采集第二电芯、第三电芯并联电路的电压；
所述多路测温仪连接加热丝、第一电芯、第二电芯、第三电芯，持续记录它们的温度变化；
所述压力检测仪连接压力检测传感器，所述压力检测传感器安装于防爆箱内，实时采集防爆箱内压力；
所述气体检测仪，包括气体检测传感器，所述气体检测传感器安装于防爆箱内，实时收集防爆箱气体供气体检测仪进行分析；
视频监测器安装于防爆箱上方，实时监控电芯组的变化；所述防爆箱上方正对视频监测器的一面为防爆玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：所述加热装置包括稳压电源和加热丝；所述稳压电源安装于防爆箱外部，并连接加热丝以对其加热，所述加热丝进入防爆箱并缠绕于第二电芯上，持续对第二电芯加热。
3.根据权利要求1所述的一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：所述电压采集仪安装于防爆箱外部，通过导线进入防爆箱连接第二电芯、第三电芯的并联电芯正负极。
4.根据权利要求1所述的一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：所述多路测温仪安装于防爆箱外部，还设有多根测温线，多根所述测温线分别进入防爆箱并连接加热丝、第一电芯、第二电芯、第三电芯。
5.根据权利要求1所述的一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：所述压力检测仪安装于防爆箱外部，连接压力检测传感器。
6.根据权利要求1所述的一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：所述气体检测仪安装于防爆箱外部，连接气体检测传感器。
7.根据权利要求1所述的一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：所述视频监测器通过视频监测固定支架固定安装于防爆箱上方。
8.根据权利要求1-7所述的任一一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：所述的压力检测传感器、气体检测传感器外均设有带通孔的防护罩。
9.根据权利要求1-7所述的任一一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：所述的第二电芯、第三电芯并联电路中加入熔断设备。
10.根据权利要求9所述的一种电池系统热失控模拟装置，其特征在于：所述的熔断设备为熔断丝。
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| CN201920469212.2U CN209656091U (zh) | 2019-04-09 | 2019-04-09 | 一种电池系统热失控模拟装置 |
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Cited By (2)
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| CN109916454A (zh) * | 2019-04-09 | 2019-06-21 | 福建易动力电子科技股份有限公司 | 一种电池系统热失控模拟装置 |
| CN112034358A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-12-04 | 上汽大众汽车有限公司 | 一种锂电池热失控检测系统及方法 |
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