CN216120570U - 一种动力电池热失控扩散试验箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池热失控扩散试验箱，包括用于放置待测电池组的箱体，箱体的上端为箱口且盖合有箱盖，所述箱体的左端上部开有透气口，透气口安装有防爆阀，箱体的左端下部开有排液口，排液口安装有排液阀；箱体的右端开有接线口，外置的充放电设备、短路设备以及监测设备的导线通过接线口伸入箱体内与待测电池组连接；所述箱盖上设有排气孔和注液孔，排气孔安装有单向排气阀，注液孔安装有注液阀，注液阀通过管道与外置的供液设备连接。本实用新型能够控制电池热失控扩散的各阶段进度，并能够对各阶段进行监测。

Description

一种动力电池热失控扩散试验箱

技术领域

本实用新型涉及动力电池试验设备，尤其涉及一种动力电池热失控扩散试验箱。

背景技术

随着电动汽车的不断普及，电动汽车在正常使用条件下发生自燃起火、冒烟等事故增多，人们也开始关注电动汽车的安全问题；目前，电动汽车的动力电池主要采用锂离子电池，锂离子电池的组成结构包括电解液、阳极、阴极、隔膜以及其他组件；其中，电解液、阳极、阴极和隔膜都是非耐温和易燃材料，在高温下，锂离子电池容易出现冒烟、自燃起火和爆炸等热失控的情况；此外，作为储能单元，动力电池存储有大量的电能，高温下容易导致电池内部或外置短路，从而导致存储的电能在短时间内释放而引发严重的放热和高温，导致电池出现冒烟、自燃起火和爆炸。

动力电池组由多个动力电池组成，将动力电池组放置在一个相对密闭空间内，如果其中一个动力电池出现热失控扩散，另外的动力电池也会相应出现热失控扩散，最终导致整个动力电池组出现热失控扩散，如果该动力电池应用于电动汽车，就会引起安全事故，因此，动力电池的热失控扩散问题成为社会公众对电动汽车安全性的关注重点，需要对动力电池的热失控扩散进行研究和分析，寻找导致热失控扩散产生的原因，研究范围涉及单体电池结构、电池组结构、线束连接方式、高压回路设计以及热管理设计。

而在实际的研究中，由于动力电池组从冒烟到起火甚至爆炸都是一个迅速而且剧烈的过程，该过程持续时间短，一旦开始就难以抑制和终止，直至整个电池组完全烧毁才会终止，整个热失控扩散过程无法阶段性终止，使用现有的试验设备难以对电池热失控扩散过程的各阶段进行监测，无法获得各阶段的有效数据，不利于后续研究分析。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种动力电池热失控扩散试验箱，该试验箱能够控制电池热失控扩散的各阶段进度，并能够对热失控扩散的各阶段进行监测。

解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种动力电池热失控扩散试验箱，包括用于放置待测电池组的箱体，箱体的上端为箱口且盖合有箱盖，其特征在于，

所述箱体的左端上部开有透气口，透气口安装有防爆阀，箱体的左端下部开有排液口，排液口安装有排液阀；箱体的右端开有接线口，外置的充放电设备、短路设备以及监测设备的导线通过接线口伸入箱体内与待测电池组连接；

所述箱盖上设有排气孔和注液孔，排气孔安装有单向排气阀，注液孔安装有注液阀，注液阀通过管道与外置的供液设备连接。

在上述技术方案的基础上，本实用新型可以做如下改进：

进一步地，所述箱体内放置有填充块，所述填充块顶压待测电池组的横向一侧，使待测电池组的横向另一侧与箱体内壁紧密贴合。

进一步地，所述填充材料为耐火砖、刚玉或橄榄石。

进一步地，所述箱体和所述箱盖均由铝合金、铁合金、云母或气凝胶制造而成。

与现有技术相比，本实用新型技术具有以下优点：

(1)本实用新型试验箱设有注液阀、排液阀和排气阀，根据热失控扩散过程各阶段监测的需要，相应调节各阀门的开合状态以及开合幅度，改变冷却液的流量以模拟电池热失控扩散的环境，同时能够控制电池热失控扩散的各阶段进度，外置充放电设备、短路设备以及监测设备通过接线口伸入试验箱内与电池连接，从而获得电池热失控扩散各阶段的数据，有利于后续的研究分析；

(2)本实用新型的试验箱内放置有填充块，待测电池组的横向一侧与试验箱内壁紧密贴合，另一侧与箱体内壁之间具有间隙，根据该间隙的宽度选择相应尺寸的填充块，通过填充块横向压紧待测电池组，由于每次试验的待测电池组尺寸不同，导致间隙也相应不同，只要更换相应的填充块即可横向压紧待测电池组，从而使本试验箱适用于不同规格的动力电池组或电池单体。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明

图1为动力电池热失控扩散试验箱的结构示意图；

图2为电池热失控扩散试验流程图。

附图上的标记：1-箱体、2-箱盖、3-防爆阀、4-排液阀、5-接线口、6-待测电池组、7-单向排气阀、8-注液阀、9-填充块。

具体实施方式

参见图1，本实施例的一种动力电池热失控扩散试验箱，包括箱体1，待测电池组放置6在箱体1内，箱体1的上端为箱口且盖合有箱盖2，箱体1和箱盖2均由铝合金制造而成，根据实际需要，也可以由铁合金、云母或气凝胶制造而成；箱体1的左端上部开有透气口，透气口安装有防爆阀3，箱体1的左端下部开有排液口，排液口安装有排液阀4；箱体1的右端开有接线口5，外置的充放电设备、短路设备以及监测设备的导线通过接线口5伸入箱体1内与待测电池组6连接；箱盖2上设有排气孔和注液孔，排气孔安装有单向排气阀7，注液孔安装有注液阀8，注液阀8通过管道与外置的供液设备连接；根据热失控扩散试验各阶段监测的需要，通过调节各阀门的开合状态以及开合幅度，从而改变冷却液的流量，控制电池热失控扩散的各阶段进度，并能够对各阶段进行监测；因此，本实施例中的动力电池热失控扩散试验箱能够模拟电池热失控扩散的环境，获得电池热失控扩散的各阶段数据，有利于后续的研究分析；同时，为了增加试验箱的密闭性，箱体1的箱口以及防爆阀3、排液阀4、接线口5、单向排气阀7和注液阀8在箱体的安装处均设置有密封胶圈，减少气体外泄。

本实施例中的箱体1内放置有填充块9，填充块9为耐火砖，根据实际需要也可以为刚玉或橄榄石；待测电池组6的横向一侧与箱体1内壁紧密贴合，另一侧与箱体1内壁之间具有间隙，根据该间隙的宽度选择相应尺寸的填充块9，通过填充块9横向压紧待测电池组6，由于每次试验的待测电池组尺寸不同，导致间隙也相应不同，只要更换相应的填充块即可横向压紧待测电池组，从而使试验箱能够用于不同规格的动力电池组，本实施例的试验箱还适用于单个电池的监测。

参见图2，应用本实施例的试验箱进行电池热失控扩散的试验方法如下：

1、将待测电池组SOC(荷电状态)调整至试验目标值；

2、将待测电池组放置试验箱内，通过导线使待测电池组与外置的充放电设备、短路设备以及监测设备连接；

3、将待测电池的横向一侧与试验箱内壁紧密贴合，另一侧与箱体内壁之间形成的间隙内放置耐火砖，耐火砖压紧待测电池；

4、盖上箱盖，关闭注液阀、排气阀和排液阀；

5、注液阀通过管道与外置的供液设备连接，排气阀连接外置的排气系统，排液阀通过管道与外置排液设备连接；

6、进行气密性检查，向试验箱内通入气压3.0kPa的氮气，通气时间1min，保压时间1min，记录保压后气压值并计算气压泄露速率，如果泄露率低于30Pa/min，则判断为气密性合格，可继续试验，否则需要停止试验，重新检查设备；

7、开启外置摄像设备，对试验过程进行录像；

8、开启监测设备，检查电压、温度、气压和绝缘电阻等信号的接收情况，如果出现异常需要停止试验，对设备进行检查；

9、开启充放电设备和短路设备，并持续观察和记录试验过程；

10、温度达到300℃的时，迅速断开电池组与充放电设备及短路设备的连接；

11、开启排气阀，然后打开注液阀，保持状态5分钟；

12、开启排液阀，保持状态1小时；

13、当试验箱内的温度低于25℃且温度变化率小于2℃/10min时，关闭注液阀和排气阀；

14、停止监测设备，打开箱盖，将试验后的电池组取出；

15、试验结束。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种动力电池热失控扩散试验箱，包括用于放置待测电池组的箱体，箱体的上端为箱口且盖合有箱盖，其特征在于，

所述箱体的左端上部开有透气口，透气口安装有防爆阀，箱体的左端下部开有排液口，排液口安装有排液阀；箱体的右端开有接线口，外置的充放电设备、短路设备以及监测设备的导线通过接线口伸入箱体内与待测电池组连接；

所述箱盖上设有排气孔和注液孔，排气孔安装有单向排气阀，注液孔安装有注液阀，注液阀通过管道与外置的供液设备连接。

2.根据权利要求1所述的动力电池热失控扩散试验箱，其特征在于，所述箱体内放置有填充块，所述填充块顶压待测电池组的横向一侧，使待测电池组的横向另一侧与箱体内壁紧密贴合。

3.根据权利要求2所述的动力电池热失控扩散试验箱，其特征在于，所述填充材料为耐火砖、刚玉或橄榄石。

4.根据权利要求1所述的动力电池热失控扩散试验箱，其特征在于，所述箱体和所述箱盖均由铝合金、铁合金、云母或气凝胶制造而成。

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