CN211826398U - 电池检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池检测装置，用于检测待测动力电池热失控的参数，包括：检测系统、可变容积箱体以及热失控触发系统，所述检测系统用于检测所述可变容积箱体内的参数，所述驱动系统用于驱动所述可驱动部分。本实用新型的有益效果：通过可驱动部分与箱体本体滑动连接，可以控制二者构成密闭空间容积的大小，针对不同型号的待测动力电池可以有选择不同的充电环境空间容积，模拟电池触发热失控的实际情况的环境参数，使检测结果的数据更加贴近实际情况的数值，准确分析出热失控带来的后果，从而可以在生产或组装动力电池时进行相应的防范，提高动力电池的使用安全。

Description

电池检测装置

技术领域

本发明涉及动力电池领域，特别涉及一种电池检测装置。

背景技术

目前，动力电池的安全性问题主要在于电池的热安全性问题，现有技术中，对电池热失控进行检测的装置可控环境参数单一，现有装置的环境参数与实际情况环境参数存在差异，只能对一种型号的动力电池进行检测，检测的动力电池的型号非常有限，因此亟需一种可以检测多种型号的动力电池的检测装置。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种电池检测装置，旨在解决现有装置无法检测多种型号的动力电池热失控的技术问题。

本发明提供了一种电池检测装置，用于检测待测动力电池热失控的参数，包括：检测系统、驱动系统、可变容积箱体以及热失控触发系统，所述可变容积箱体的内部用于放置所述待测动力电池，所述检测系统与所述可变容积箱体连接，所述检测系统用于检测所述可变容积箱体内的参数，所述热失控触发系统用于与所述待测动力电池连接，控制所述待测动力电池发生热失控事件；

所述可变容积箱体包括箱体本体和可驱动部分，所述箱体本体和所述可驱动部分滑动连接，所述箱体本体和所述可驱动部分形成密闭空间，当所述可驱动部分相对所述箱体本体在预设的行程范围内滑动时，所述密闭空间的体积随着增加或减小所述驱动系统与所述可驱动部分连接，用于驱动所述可驱动部分。

进一步地，所述热失控触发系统包括电池充电柜和短路机，所述电池充电柜与所述短路机分别用于与所述待测动力电池电连接。

进一步地，所述箱体本体包括前箱盖和防护容腔，所述防护容腔为两端开口的腔体，所述前箱盖盖设于所述防护容腔的一端开口处，所述防护容腔的另一端开口与所述可驱动部分连接，所述前箱盖、所述防护容腔以及所述可驱动部分三者构成所述密闭空间。

进一步地，所述前箱盖包括前箱盖本体和防爆透明玻璃，所述前箱盖本体上设置有窗口，所述防爆透明玻璃设置在所述窗口上。

进一步地，所述防护容腔内部涂有陶瓷隔热层。

进一步地，还包括载气系统，所述载气系统与所述密闭空间连接，用于控制所述密闭空间内的气压。

进一步地，所述载气系统包括真空泵和压缩空气源，所述真空泵和所述压缩空气源分别与所述密闭空间连接。

进一步地，所述可驱动部分上还设置有载物支架，所述载物支架设置于所述可驱动部分靠近所述可变容积箱体内部的一端，所述载物支架用于承载所述待测动力电池。

进一步地，所述检测系统包括数据采集设备和气体浓度传感器，所述气体浓度传感器设置于所述可变容积箱体内部，所述数据采集设备与所述气体浓度传感器连接，用于收集所述气体浓度传感器采集的信息。

进一步地，所述可变容积箱体上还设置有测量气路阀门。

本发明的有益效果：通过可驱动部分与箱体本体滑动连接，可以控制二者构成密闭空间容积的大小，针对不同型号的待测动力电池可以有选择不同的充电环境空间容积，模拟电池触发热失控的实际情况的环境参数，对密闭空间的容积进行调整，使检测结果的数据更加贴近实际情况的数值，准确分析出热失控带来的后果，从而可以在生产或组装动力电池时进行相应的防范，提高动力电池的使用安全。

附图说明

图1是本发明电池检测装置一实施例的结构示意图；

图2是本发明电池检测装置一实施例的局部结构放大示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后等)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1-2，本发明提出一种电池检测装置，用于检测待测动力电池100，包括：检测系统10、驱动系统500、可变容积箱体300以及热失控触发系统21，可变容积箱体300用于放置待测动力电池100，检测系统10与可变容积箱体300连接，检测系统10用于检测可变容积箱体300内的参数(例如：热量数据、气压等)，热失控触发系统21用于与待测动力电池100连接，控制待测动力电池100发生热失控事件；可变容积箱体300包括箱体本体30和可驱动部分36，箱体本体30和可驱动部分36滑动连接，箱体本体30和可驱动部分36形成密闭空间，当可驱动部分36相对箱体本体30在预设的行程范围内滑动时，密闭空间的体积随着增加或减小，驱动系统500与可驱动部分36连接，用于驱动可驱动部分36。

本实施例中，通过可驱动部分36与箱体本体30滑动连接，可以控制二者构成密闭空间容积的大小，针对不同型号的待测动力电池100可以有选择不同的充电环境空间容积，模拟电池触发热失控的实际情况的环境参数，对密闭空间的容积进行调整，使检测结果的数据更加贴近实际情况的数值。箱体本体30的形状优选为棱柱状或者是圆柱状，使可驱动部分可以在箱体本体30上进行滑动且不会存在密封性不好的问题。

本实施例中，热失控触发系统21包括电池充电柜和短路机，电池充电柜与短路机分别与待测动力电池100电连接，电池充电柜用于对待测动力电池100的充电情况进行模拟，所短路机用于对动力电池100的短路情况进行模拟。通过电池充电柜可以对电池进行多方面的模拟，例如过充、快速充电等可能造成热失控的情形，通过短路机可以模拟动力电池100在短路的情况下产生热失控的情形，达到模拟动力电池100在实际情况下产生热失控的情形，有助于对动力电池100在实际情况下产生热失控带来的后果进行分析。此外，在电路上可以串联一个电流表22和/或一个电压表23检测其失控时的电流和/或电压。此外，热失控触发系统21还可以包括加热片，加热片设置在动力电池100的两侧，用于对动力电池100进行加热，模拟外部环境温度过高对动力电池100的影响，加热片的型号可以根据动力电池100的大小进行设定，例如72Ah的方形铝壳电池就可以使用300W的加热片。本实施例中，请具体参照图1，驱动系统500可以包括驱动箱52和伸缩杆51，伸缩杆51和可驱动部分36为固定连接或者是可拆卸连接，驱动箱52通过驱动伸缩杆51进而驱动可驱动部分36进行伸缩，可驱动部分36应当与箱体本体30的内部进行密闭的接触连接，使得箱体本体30与可驱动部分36可以形成密闭的空间，而通过伸缩杆51调整可驱动部分36的位置可以使可变容积箱体300的容积发生变化。

本实施例中，箱体本体30包括前箱盖31和防护容腔32，防护容腔32为两端开口的中空腔体，前箱盖31盖设于防护容腔32的一端开口处，防护容腔32的另一端开口与可驱动部分36连接，前箱盖31、防护容腔32以及可驱动部分36三者构成密闭空间。需要说明的一点是，伸缩杆51可以带动可驱动部分36与箱体本体30分离，以便于装载待测的动力电池100，也可以是通过取下前箱盖31，然后将动力电池100放入，优选与热失控触发系统21接电位置相近的地方。防护容腔32优选为内腔尺寸为400mm(D)×600mm(H)，采用厚度为10mm的不锈钢板加工制成。

本实施例中，前箱盖31包括前箱盖本体312和防爆透明玻璃311，前箱盖本体312上设置有窗口，防爆透明玻璃311设置在窗口上。通过该窗口可以对动力电池100发生热失控的过程进行观察，进而可以对动力电池100发生热失控的原因、现象和后果进行综合分析，对动力电池100热失控的预防、解决办法等采取相应的措施，使组装和使用动力电池100更加安全。前箱盖31与防护容腔32之间可以通过螺纹等方式进行固定连接，窗口直径可以设置为170mm，以便于后续观察。

本实施例中，电池检测装置还包括载气系统400，载气系统400与密闭空间连接，用于控制密闭空间内的气压。具体地，载气系统400包括真空泵48和压缩空气源47，真空泵48和压缩空气源47分别与密闭空间连接，其中真空泵48和压缩空气源47与密闭空间的连接方式不做限定，可以用于实现对密闭空间进行抽真空和输入气体即可。

在一个具体的实施例中，载气系统400还包括第一气路45、第二气路43、主导气路41、第一阀门46、第二阀门44和第三阀门42，第一气路45与第二气路43连通分别与主导气路41连通，真空泵48依次通过第二气路43和主导气路41与箱体内部的空间进行连通，第二气路43中设置有第二阀门44，第二阀门44用于控制主导气路41和第二气路43之间的通断，压缩空气源47依次通过第一气路45和主导气路41与箱体内部的空间进行连通，第一气路45中设有第一阀门46，第一阀门46用于控制压缩空气源47与主导气路41之间的通断，主导气路41中设有第三阀门42，第三阀门42用于控制第二气路43和第一气路45与主导气路41之间的通断。

具体地，当需要抽真空时，关闭第一阀门46，打开第二阀门44和第三阀门42，通过真空泵48经第一气路45和主导气路41抽取可变容积箱体300内部的气体，当需要对可变容积箱体300内部进行充惰性气体时，打开第一阀门46和第三阀门42，关闭第二阀门44，通过压缩空气源47经第二气路45和主导气路41对可变容积箱体300内部进行充气，当然也可以通过压缩空气源47输入空气，输入惰性气体的目的是为了对动力电池100发生热失控产生的气体进行分析，而不会被其他气体干扰。

本实施例中，防护容腔32内部涂有陶瓷隔热层7。由于一般金属材质的导热性能非常好，故而动力电池100发生热失控产生的热量存在很大的误差，故而在中空内部涂有陶瓷隔热层，其外部可以为高强度防爆钢构成，一方面维持了可变容积箱体300的强度，另一方面进一步阻碍了热量的传递速度，使检测的热量数据更接近实际值。在一些优选的实施例中，还可以在前箱盖31上以及可驱动部分36靠近密闭空间的一侧都涂陶瓷隔热层7，使可变容积箱体300内部的保温效果更佳。

本实施例中，请具体参照图2，可驱动部分36上还设置有载物支架33，载物支架33设置于可驱动部分36靠近可变容积箱体300内部的一端，载物支架33用于承载待测动力电池100。如前述，可驱动部分36与箱体本体30是可拆卸的，即可驱动部分36可以与箱体本体30分离，在放置待测动力电池100时，可以将可驱动部分36与箱体本体30分离，将动力电池100放置后再将可驱动部分36与箱体本体30接触连接，另外，与热失控触发系统21连接的两根导线，可以设置为伸进载物支架33与动力电池100进行连接，即在可驱动部分36与箱体本体30分割开时，在载物支架33上就可以将待测动力电池100组装完毕，便于操作人员进行组装。载物支架33的外侧还可以设置隔板34，隔板34设置在外部环境与载物支架33之间，在外部环境与载物支架33之间起到隔热层的作用，另外也可以防止动力电池100在热失控后将化学物质喷到其他地方而不易于清洗。为了使载物支架33在密闭空间内更加牢靠。

请参照图1，本实施例中，载物支架33可以仅仅是一块板，与隔板34固定连接，可以承载动力电池100，在一优选的实施例中，载物支架33也可以由多块板组成，多块板与隔板34构成一面未封闭的盒体，该盒体中的多块板和隔板34均能有效的防止动力电池100在热失控后将化学物质喷到其他地方，而未封闭的一面则可以便于操作人员进行观察。

请再次参照图2，检测系统10还包括加热器17和电芯夹具18，电芯夹具18设置在载物支架33上，由于动力电池100不方便固定，故而采取电芯夹具18夹住动力电池100，使其可以在载物支架33上稳定存在，另外还可以设置加热器17，加热器贴紧动力电池100设置，通过加热器17对动力电池100进行加热，且还可以通过电芯夹具18夹住加热器17，使其可以对动力电池100充分加热，模拟动力电池100热失控的情形。

本实施例中，为了保证密闭空间的密闭性，可以设置一个密封电源连接线插口6，动力电池100与热失控触发装置21连接导线在经过可驱动部分36以及隔板34时，可以在可驱动部分36和隔板34上设置密封电源连接线插口6，可以减少因导线需要穿过可驱动部分36和隔板34而带来的热量损失。

本实施例中，检测系统10包括数据采集设备11和气体浓度传感器14，气体浓度传感器14设置于箱体内部，数据采集设备11于气体浓度传感器14连接，用于收集气体浓度传感器14采集的信息。此外，还可以包括温度传感器13，温度传感器13用于检测待测动力电池100表面上的温度，温度传感器13与数据采集设备11连接，数据采集设备11对数据进行综合，供操作人员后续查看，需要说明的是，数据采集设备11可以收集设定时间内的气体浓度传感器14和温度传感器13的所有数据，而不仅仅是某一时刻的数据。

本实施例中，还包括压力传感器12，设置在箱体内部，用于检测箱体内部的气压，同样地，可以将压力传感器12与数据采集设备11连接，使数据采集设备11收集设定时间内的可变容积箱体300内部压力的变化情况，且数据采集设备11还可以与驱动箱52进行数据连接，在恒压测试的过程中可以根据检测到的可变容积箱体300内部压力调节可变容积箱体300的体积，以维持可变容积箱体300内部的压力不变。

本实施例中，可变容积箱体300上还设置有测量分析装置16和废气回收装置15。通过测量气路阀门16可以采集热失控后产生的气体，从而可以分析气体成分，通过废气回收装置15回收热失控产生的气体，避免污染环境，另外，还可以将该产生的气体通入水中，可以检测废气溶液的PH值。此外，防护容腔32上还设置有安全防爆阀，当可变容积箱体300内部的气压达到安全预设值范围后就会爆开，保护整个机器的安全。还可以设置摄像头对内部的情况进行检测，以及热失控开始和结束的时间的记录，进一步地，摄像头还可使时高清红外热成像监控，对热失控火焰的燃烧行为进行记录。

对动力电池100进行恒容检测时的操作步骤如下：

通过驱动箱52将可驱动部分36驱动至一定位置处后固定，使可变容积箱体300内部空间保持一定容积，关闭第一阀门46，开启第二阀门44和第三阀门42，打开真空泵48电源对可变容积箱体300进行抽真空，关闭第二阀门44，开启第一阀门46，打开压缩空气源47阀门对可变容积箱体300中测试腔体内填充惰性气体，待连通可变容积箱体300内气压值到达0.1MPa(P0)(与大气气压接近时)时，关闭惰性气体连通阀门；待测试腔体中环境温度(T0)达到稳定后，接通电池充电柜或短路机开关，开启数据采集设备11对腔体内气压、温度、气体浓度进行监测记录，当测试样品表面温度超过250℃后立即切断电路；静置一段时间后，待测试腔体中达到稳定时的环境温度(Te)和气压值(Pe)。

采用如下计算公式可估算得到热失控产气总摩尔量：

其中，R为摩尔气体常量R＝8.314J/(mol*K)

根据摄像头的记录观察，可得到热失控释放气体时间(t)，根据如上产气总摩尔量可得到热失控产气速率(n/t)。

测试结束后开启测量气路阀门16，收集装置收集热失控产生气体可对其进行组分及含量分析，同时通过对热失控过程中气体浓度监控，可进一步为热失控失效机理分析提供支持数据。

测试结束后开启测量气路阀门16，将热失控产生气体通入蒸馏水中，可测量含有废气溶液的pH值。

根据高清红外热成像监控，可研究不同热失控触发条件下测试动力电池100的热失控喷射火焰的燃烧行为特征及动力电池组的热失控蔓延规律。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电池检测装置，用于检测待测动力电池热失控的参数，其特征在于，包括：检测系统、驱动系统、可变容积箱体以及热失控触发系统，所述可变容积箱体的内部用于放置所述待测动力电池，所述检测系统与所述可变容积箱体连接，所述检测系统用于检测所述可变容积箱体内的参数，所述热失控触发系统用于与所述待测动力电池连接，控制所述待测动力电池发生热失控事件；

所述可变容积箱体包括箱体本体和可驱动部分，所述箱体本体和所述可驱动部分滑动连接，所述箱体本体和所述可驱动部分形成密闭空间，当所述可驱动部分相对所述箱体本体在预设的行程范围内滑动时，所述密闭空间的体积随着增加或减小，所述驱动系统与所述可驱动部分连接，用于驱动所述可驱动部分。

2.如权利要求1所述的电池检测装置，其特征在于，所述热失控触发系统包括电池充电柜和短路机，所述电池充电柜与所述短路机分别用于与所述待测动力电池电连接，所述电池充电柜用于对所述待测动力电池的充电情况进行模拟，所述短路机用于对所述动力电池的短路情况进行模拟。

3.如权利要求1所述的电池检测装置，其特征在于，所述箱体本体包括前箱盖和防护容腔，所述防护容腔为两端开口的腔体，所述前箱盖盖设于所述防护容腔的一端开口处，所述防护容腔的另一端开口与所述可驱动部分连接，所述前箱盖、所述防护容腔以及所述可驱动部分三者构成所述密闭空间。

4.如权利要求3所述的电池检测装置，其特征在于，所述前箱盖包括前箱盖本体和防爆透明玻璃，所述前箱盖本体上设置有窗口，所述防爆透明玻璃设置在所述窗口上。

5.如权利要求3所述的电池检测装置，其特征在于，所述防护容腔内部涂有陶瓷隔热层。

6.如权利要求1所述的电池检测装置，其特征在于，所述电池检测装置还包括载气系统，所述载气系统与所述密闭空间连接，用于控制所述密闭空间内的气压。

7.如权利要求6所述的电池检测装置，其特征在于，所述载气系统包括真空泵和压缩空气源，所述真空泵和所述压缩空气源分别与所述密闭空间连接，所述真空泵用于对所述密闭空间进行抽取真空，所述压缩空气源用于对所述密闭空间输入气体。

8.如权利要求1所述的电池检测装置，其特征在于，所述可驱动部分上还设置有载物支架，所述载物支架设置于所述可驱动部分靠近所述可变容积箱体内部的一端，所述载物支架用于承载所述待测动力电池。

9.如权利要求1所述的电池检测装置，其特征在于，所述检测系统包括数据采集设备和气体浓度传感器，所述气体浓度传感器设置于所述可变容积箱体内部，所述数据采集设备与所述气体浓度传感器连接，用于收集所述气体浓度传感器采集的信息。

10.如权利要求1所述的电池检测装置，其特征在于，所述箱体上还设置有测量气路阀门。

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