CN218213345U - 耐压绝热加速量热仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种耐压绝热加速量热仪，具有耐压等级为3MPA的耐压容器，所述耐压容器前后两端对称设置有能够开闭的隔热端盖，内部设置有铝制加热筒，所述铝制加热筒内腔中设置有电池托架以及用于对锂离子电池进行加热的加热装置，所述加热装置通过线缆与设置在耐压容器外部的加热电源电性连接；所述铝制加热筒顶部前后并列设置有多个与耐压容器顶部外侧相互连通的数据测量接口，所述铝制加热筒底部设置有与所述耐压容器底部外侧相互连通的安全阀接口以及排渣阀接口。这种耐压绝热加速量热仪可以实现在特定容积下的全面密封状态，承压能力提高，适用于市场上各类锂离子电池实验，解决了现有试验设备无法对锂离子电池进行安全测试的技术难题。

Description

耐压绝热加速量热仪

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池热失控测量装置，尤其涉及一种耐压绝热加速量热仪。

背景技术

锂离子电池作为目前能量密度较高的储能电池被广泛使用。锂离子电池由于自身属性，在充放电和使用过程中容易导致热量积聚，非正常使用环境下容易发热，造成热失控，影响使用安全。

为了能够测量锂离子电池在热失控环境下的性能，需要通过特制的锂离子电池绝热加速量热仪对锂离子电池进行热失控实验。现有的锂离子电池绝热加速量热仪其结构主要为加热铝筒，加热铝筒外部包设有金属钣金，金属钣金的厚度为2mm，其为非承压结构。锂离子电池绝热加速量热仪内部放置的锂离子电池在热失控后会释放出可燃性气体，当气体浓度到达爆炸极限并出现短路时，容易引起点火爆炸，由于其非承压结构的设计，锂离子电池爆炸容易导致绝热加速量热仪的顶盖飞出并造成安全事故，因此，目前锂离子电池绝热加速量热仪对于锂离子电池测验样品的适用范围为磷酸铁锂电芯200安时，三元锂电池140安时，尽量避免出现剧烈爆炸的产生。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够提高承压能力，适用于各种锂离子电池热失控实验的耐压绝热加速量热仪。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种耐压绝热加速量热仪，具有耐压等级为3MPA的耐压容器，所述耐压容器前后两端对称设置有两个前后相互连通的开口，每个所述开口处设置有一扇能够开闭的隔热端盖，所述耐压容器内设置有铝制加热筒，所述铝制加热筒前后相互连通，其内腔中设置有便于锂离子电池放置的电池托架以及用于对电池托架上锂离子电池进行加热的加热装置，所述电池托架通过螺栓固定安装在所述铝制加热筒内，所述加热装置通过线缆与设置在耐压容器外部的加热电源电性连接；所述铝制加热筒顶部前后并列设置有多个与耐压容器顶部外侧相互连通的数据测量接口，通过数据测量接口可以方便将设置在铝制加热筒内用于加热监控的热电偶、用于锂离子电池表面温度监控的热电偶以及连接加热装置的线路线缆引出，所述铝制加热筒底部设置有与所述耐压容器底部外侧相互连通的安全阀接口以及排渣阀接口。

进一步地，所述耐压容器的开口处设置有密封法兰，密封法兰上嵌入有密封圈，密封法兰外部套置有与所述耐压容器固定连接的端部焊接法兰，所述隔热端盖与所述端部焊接法兰铰接在一起，其可以相对于所述端部焊接法兰进行开闭，闭合后的隔热端盖通过密封法兰上的密封圈实现密封。

进一步地，所述加热装置为加热棒，其具有三根，均设在电池托架外侧四周。

进一步地，所述加热装置为加热丝，其沿着铝制加热筒的内腔壁面呈螺旋形结构包设在电池托架的外部。

进一步地，所述铝制加热筒和耐压容器的侧面设置有内外连通的窗口，所述窗口上固定设置有由耐高温玻璃制成的玻璃观察窗。

进一步地，所述窗口具有两面，对称设置在铝制加热筒和耐压容器的左右两侧。

进一步地，所述耐压容器与铝制加热筒之间具有间隙，所述间隙内填充有由耐热保温材料构成的耐热保温层。

进一步地，所述加热装置与加热电源之间设置有能够对加热装置进行温度控制的PID温度控制仪。

进一步地，所述铝制加热筒底部设置有与所述耐压容器底部外侧相互连通的测量接口，所述测量接口内设置有压力传感器。

进一步地，所述耐压容器底部固定设置有用于对其进行承载的支架。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处在于：这种耐压绝热加速量热仪可以实现在特定容积下的全面密封状态，当热失控实验的锂离子电池出现失控并爆炸时，可由耐压容器进行承压，提高了绝热加速量热仪的承压能力，适用于目前市场上的各类锂离子电池热失控实验，解决了现有试验设备无法对锂离子电池进行安全测试的技术难题。

附图说明

图1是本实用新型耐压绝热加速量热仪拆分结构示意图。

图中：1、耐压容器；11、数据测量接口；12、安全阀接口；13、观察窗；2、加热内胆；3、端部焊接法兰；4、密封法兰；41、密封圈；5、隔热端盖；6、加热丝；7、电池托架；8、支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。

图1所示一种耐压绝热加速量热仪，具有耐压等级为3MPA的耐压容器1，所述耐压容器1前后两端对称设置有两个前后相互连通的开口，每个所述开口处设置有一扇能够开闭的隔热端盖5，所述耐压容器1内设置有铝制加热筒2，所述铝制加热筒2前后相互连通，铝制加热筒2通过耐压容器1的开口可以实现在耐压容器1内的安装和拆卸；为了保证铝制加热筒2内热失控加热实验时温度的准确性，不易造成温度流失，所述耐压容器1与铝制加热筒2之间具有间隙，所述间隙内填充有由耐热保温材料如隔热棉构成的耐热保温层，同时一定程度上提升了整个容器的耐压性；为了方便锂离子电池在铝制加热筒2内的放置和加热，所述铝制加热筒2的内腔中设置有便于锂离子电池放置的电池托架7以及用于对电池托架7上锂离子电池进行加热的加热装置，所述电池托架7通过螺栓固定安装在所述铝制加热筒2内，其顶部水平，上下镂空涉及，便于热量传输，所述加热装置通过线缆与设置在耐压容器1外部的加热电源电性连接，为了可以对加热装置的温度进行控制，所述加热装置与加热电源之间设置有能够对该加热装置进行温度控制的PID温度控制仪，为了保证对放置在电池托架7上的锂离子电池的加热效果，造成热失控的现象，方便实验，所述加热装置为加热棒，其具有三根，均设在电池托架7外侧四周，通过PID温度控制仪可以控制与其连接的加热棒的加热数量和加热温度，实现对锂离子电池的局部或总体均衡热失控加热；所述加热装置也可以由加热丝6制成，其沿着铝制加热筒2的内腔壁面呈螺旋形结构包设在电池托架7的外部，可以实现对锂离子电池整体的均衡性加热，通过PID温度控制仪进行温度控制；为了方便铝制加热筒2内测量元件的安装连接，所述铝制加热筒2顶部前后并列设置有多个与耐压容器1顶部外侧相互连通的数据测量接口11，通过数据测量接口11可以方便将设置在铝制加热筒2内用于加热监控的热电偶、用于锂离子电池表面温度监控的热电偶以及连接加热装置的线路线缆引出，所述铝制加热筒2底部设置有与所述耐压容器1底部外侧相互连通的安全阀接口12以及排渣阀接口，安全阀接口12上设置有排气安全阀，方便铝制加热筒2内气体的排出，进行内部降压，所述排渣阀接口上设置有排渣阀，方便对锂离子电池热失控后产生的粉尘废渣进行排出；为了方便耐压容器1的摆放，所述耐压容器1底部固定设置有用于对其进行承载的支架8。

为了方便隔热端盖5与耐压容器1连接，同时保证隔热端盖5与耐压容器1闭合后的密封性，所述耐压容器1的开口处设置有密封法兰4，密封法兰4上嵌入有密封圈41，密封法兰4外部套置有与所述耐压容器1固定连接的端部焊接法兰3，所述隔热端盖5与所述端部焊接法兰3铰接在一起，其可以相对于所述端部焊接法兰3进行开闭，闭合后的隔热端盖5通过密封法兰4上的密封圈41实现密封,且闭合后的隔热端盖5与端部焊接法兰3之间通过快开螺栓进行固定连接。

为了便于直观了解锂离子电池的热失控实验情况，所述铝制加热筒2和耐压容器1的侧面设置有内外连通的窗口13，所述窗口13具有两面，对称设置在铝制加热筒2和耐压容器1的左右两侧，所述窗口13上固定设置有由耐高温玻璃制成的玻璃观察窗。

为了方便对铝制加热筒2内的压力进行监测，所述铝制加热筒2底部设置有与所述耐压容器1底部外侧相互连通的测量接口，所述测量接口内设置有压力传感器，所述压力传感器上连接有信号放大器，便于采集容器内部的压力并输出信号。

实验时，将锂离子电池放置在铝制加热筒2内部的电池托架7上，根据要求布设好加热监控热电偶以及锂离子电池表面温度监控热电偶的位置，然后关闭隔热端盖5，通过加热电源对加热装置进行加热，并通过PID控制仪对加热装置的加热温度进行控制，加热装置对电池托架7上的锂离子电池进行加热，诱发热失控的产生，通过热监控热电偶以及锂离子电池表面温度监控热电偶全程进行温度追踪监控，并通过压力传感器进行容器内压力的监测，锂离子电池热失控产生后，试验完毕，测量人员记录全程的温度以及压力数据，根据绝热方式计算出温度升高数据，并换算出锂离子电池所释放的热量，由于耐压容器1具有较高的耐压值，即使热失控实验时锂离子电池发生爆炸也不能对密闭的耐压容器1造成较大程度的损坏，保证了实验的安全性。

这种耐压绝热加速量热仪可以实现在特定容积下的全面密封状态，当热失控实验的锂离子电池出现失控并爆炸时，可由耐压容器进行承压，提高了绝热加速量热仪的承压能力，适用于目前市场上的各类锂离子电池热失控实验，解决了现有试验设备无法对锂离子电池进行安全测试的技术难题。

需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，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简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种耐压绝热加速量热仪，其特征在于：具有耐压等级为3MPA的耐压容器（1），所述耐压容器（1）前后两端对称设置有两个前后相互连通的开口，每个所述开口处设置有一扇能够开闭的隔热端盖（5），所述耐压容器（1）内设置有铝制加热筒（2），所述铝制加热筒（2）前后相互连通，其内腔中设置有便于锂离子电池放置的电池托架（7）以及用于对电池托架（7）上锂离子电池进行加热的加热装置，所述电池托架（7）通过螺栓固定安装在所述铝制加热筒（2）内，所述加热装置通过线缆与设置在耐压容器（1）外部的加热电源电性连接；所述铝制加热筒（2）顶部前后并列设置有多个与耐压容器（1）顶部外侧相互连通的数据测量接口（11），通过数据测量接口（11）可以方便将设置在铝制加热筒（2）内用于加热监控的热电偶、用于锂离子电池表面温度监控的热电偶以及连接加热装置的线路线缆引出，所述铝制加热筒（2）底部设置有与所述耐压容器（1）底部外侧相互连通的安全阀接口（12）以及排渣阀接口。

2.根据权利要求1所述的耐压绝热加速量热仪，其特征在于：所述耐压容器（1）的开口处设置有密封法兰（4），密封法兰（4）上嵌入有密封圈（41），密封法兰（4）外部套置有与所述耐压容器（1）固定连接的端部焊接法兰（3），所述隔热端盖（5）与所述端部焊接法兰（3）铰接在一起，其可以相对于所述端部焊接法兰（3）进行开闭，闭合后的隔热端盖（5）通过密封法兰（4）上的密封圈（41）实现密封。

3.根据权利要求1所述的耐压绝热加速量热仪，其特征在于：所述加热装置为加热棒，其具有三根，均设在电池托架（7）外侧四周。

4.根据权利要求1所述的耐压绝热加速量热仪，其特征在于：所述加热装置为加热丝（6），其沿着铝制加热筒（2）的内腔壁面呈螺旋形结构包设在电池托架（7）的外部。

5.根据权利要求1所述的耐压绝热加速量热仪，其特征在于：所述铝制加热筒（2）和耐压容器（1）的侧面设置有内外连通的窗口（13），所述窗口（13）上固定设置有由耐高温玻璃制成的玻璃观察窗。

6.根据权利要求5所述的耐压绝热加速量热仪，其特征在于：所述窗口（13）具有两面，对称设置在铝制加热筒（2）和耐压容器（1）的左右两侧。

7.根据权利要求1所述的耐压绝热加速量热仪，其特征在于：所述耐压容器（1）与铝制加热筒（2）之间具有间隙，所述间隙内填充有由耐热保温材料构成的耐热保温层。

8.根据权利要求1所述的耐压绝热加速量热仪，其特征在于：所述加热装置与加热电源之间设置有能够对加热装置进行温度控制的PID温度控制仪。

9.根据权利要求1所述的耐压绝热加速量热仪，其特征在于：所述铝制加热筒（2）底部设置有与所述耐压容器（1）底部外侧相互连通的测量接口，所述测量接口内设置有压力传感器。

10.根据权利要求1所述的耐压绝热加速量热仪，其特征在于：所述耐压容器（1）底部固定设置有用于对其进行承载的支架（8）。

Images