CN219657834U - 一种电池模组热失控测试工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及公开了一种电池模组热失控测试工装。涉及电池测试技术领域。本申请具体包括夹具和电池包，夹具上设有用以容纳电池包的测试区，电池包包括一靶电芯和至少一测试电芯，测试区的宽度可调节；测试区中设有加热区、隔热区和观察区，加热区用以对靶电芯的四周进行加热，观察区用以容纳测试电芯，隔热区设于加热区与观察区之间，隔热区用以阻止加热区的热量传递至观察区。本实用新型的加热区对靶电芯进行加热时，是同时对靶电芯的四周进行加热，因此靶电芯受热更加均匀，靶电芯整体的温度更加均衡，既使电池模组的热失控测试操作简单，易于实施，又能够保证测试的准确性。

Description

一种电池模组热失控测试工装

技术领域

本实用新型涉及电池测试技术领域，特别是涉及一种电池模组热失控测试工装。

背景技术

目前针对动力电池模组的热失控测试有两种方式，一种是针刺发，使用特定钢针刺穿靶电芯来使靶电芯达到热失控的条件；另外一种方法是把加热膜贴在靶电芯一侧大面给靶电芯加热，使靶电芯达到热失控的条件。采用针刺发的方式，由于钢针刺入电芯的深度不好把握，针刺太浅不能达到测试目的，针刺太深容易刺穿相邻电芯，从而导致测试的操作较为困难。采用加热膜对靶电芯加热的方式，靶电芯受热不均，导致靶电芯整体温度始终处于不均衡状态，会直接影响测试结果的判定。

中国专利CN113109720A、公开日2021-07-13公开了一种动力电池系统的测试装置，包括：加热膜，设于相邻两个电芯单体之间，以对一目标电芯单体进行加热，目标电芯单体为该相邻两个电芯单体当中的任意一个；热电偶，设于目标电芯单体远离加热膜的一侧；电压采集器，通过电压线连接目标电芯单体的正负极。该发明通过在不改变动力电池系统原有设计结构的前提下，置入加热膜，以人为引发单个电芯热失控，在此过程当中，通过热电偶和电压采集器采集的被引发失控电芯的电压和温度来判定电芯热失控的起始时间，并通过电池系统热失控的起始时间点和电池系统起明火的起始时间点的差值来表征电池系统热扩散防护设计的可靠性，从而有效测试动力电池系统的热扩散防护设计的可靠性。但是该测试装置的加热膜设置在相邻两个电芯单体之间，在对目标电芯进行加热时，目标电芯受热不均，导致靶电芯整体温度始终处于不均衡状态，会直接影响测试结果的判定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种电池模组热失控测试工装，既使电池模组的热失控测试操作简单，易于实施，又能够保证测试的准确性。

本实用新型提出一种电池模组热失控测试工装，包括夹具和电池包，所述夹具上设有用以容纳所述电池包的测试区，所述电池包包括一靶电芯和至少一测试电芯，所述测试区的宽度可调节；所述测试区中设有加热区、隔热区和观察区，所述加热区用以对所述靶电芯的四周进行加热，所述观察区用以容纳所述测试电芯，所述隔热区设于所述加热区与所述观察区之间，用以阻止所述加热区的热量传递至所述观察区。

进一步地，所述隔热区包括设于所述靶电芯与所述测试电芯之间的隔热硅胶层。

进一步地，所述加热区包括包裹在所述靶电芯四周的加热膜。

进一步地，所述靶电芯和所述测试电芯上均设有电压采集点位，所述加热膜、靶电芯和测试电芯上均设有温度采集点位。

进一步地，所述夹具包括用以放置所述电池包的底座，以及用以将所述底座上的电池包夹紧的两夹板，所述测试区为两所述夹板之间的区域。

进一步地，所述夹板的内侧面上设有弹性缓冲垫，两所述夹板将所述电池包夹紧时，两所述弹性缓冲垫分别与所述电池包的两侧端抵接。

进一步地，所述底座上设有条形孔，所述夹板上设有与所述条形孔滑动配合的滑件，所述夹具还包括用以调节两所述夹板之间距离的调节装置。

进一步地，所述夹板底部设有螺纹孔，所述滑件为一端贯穿所述条形孔后、与所述螺纹孔螺接的螺栓。

进一步地，所述夹板上设有通孔，所述调节装置包括两端分别贯穿两所述夹板的所述通孔的螺杆，以及分别与所述螺杆贯穿两所述通孔的两端螺接的两螺母。

进一步地，所述底座上设有用以标注两所述夹板之间距离的刻度尺。

本实用新型一种电池模组热失控测试工装具有以下增益效果：

（1）本工装的加热区对靶电芯进行加热时，是同时对靶电芯的四周进行加热，因此靶电芯受热更加均匀，靶电芯整体的温度更加均衡，既使电池模组的热失控测试操作简单，易于实施，又能够保证测试的准确性；

（2）本工装的隔热区包括隔热硅胶层，当测试电芯放置在观察区，靶电芯放置在加热区时，与靶电芯相邻的测试电芯通过隔热硅胶层与靶电芯隔开，从而在加热区对靶电芯进行加热时，防止热量扩散至观察区，使与靶电芯相邻的测试电芯被动加热，造成测试失败；

（3）本工装的加热区包括加热膜，加热膜的尺寸大小刚好可以覆盖整个靶电芯相邻的四个侧面，从而在接通加热膜电路时，加热膜同时对靶电芯相邻的四个侧面进行加热，从而使靶电芯的受热更加均匀，保证测试的准确性；

（4）本工装的夹具包括底座和两夹板，电池包放置在底座上，两夹板分别将电池包中的靶电芯和测试电芯压紧，使整个电池包处于一个恒定挤压的状态，从而真实模拟电池模组在装机下的状态，进一步保证测试的准确性；

（5）本工装的底座上横向设置有条形孔，夹板上设有滑件，通过滑件与条形孔滑动配合，使两夹板可沿着条形孔进行横向移动，再通过调节装置调节两夹板之间的距离，从而实现测试区宽度的调节，进而使本工装的适用范围更广，实用性更强；

（6）本工装的夹板上设置有通孔，调节装置包括螺杆和两螺母，螺杆的两端分别贯穿两夹板的通孔，两螺母分别在外侧与螺杆贯穿两通孔的两端螺接，通过两螺母调整两夹板之间的距离，进而使两夹板能够将不同尺寸的电池包压紧，提升本工装的适用范围。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。

图1为本实用新型实施例的一种电池模组热失控测试工装的俯视图；

图2为本实用新型实施例的一种电池模组热失控测试工装的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的一种电池模组热失控测试工装的夹板与底座连接的爆炸图。

图中：1、夹具；11、底座；111、条形孔；112、刻度尺；12、夹板；121、螺纹孔；122、螺栓；123、通孔；13、调节装置；131、螺杆；132、螺母；2、电池包；21、靶电芯；22、测试电芯；3、测试区；31、加热区；311、加热膜；32、隔热区；321、隔热硅胶层；33、观察区。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～图3，本实用新型实施例的一种电池模组热失控测试工装，包括夹具1和电池包2，夹具1上设有用以容纳电池包2的测试区3，电池包2包括一靶电芯21和至少一测试电芯22，测试区3的宽度可调节；测试区3中设有加热区31、隔热区32和观察区33，加热区31用以对靶电芯21的四周进行加热，观察区33用以容纳测试电芯22，隔热区32设于加热区31与观察区33之间，用以阻止加热区31的热量传递至观察区33。

在本申请中，用以进行测试的电池包2包括一个靶电芯21和一个或多个测试电芯22，在夹具1中设有测试区3，测试区3中设有加热区31、隔热区32和观察区33，靶电芯21放置在加热区31中，测试电芯22放置在观察区33中，隔热区32设置在加热区31和观察区33之间。由于测试电芯22可以是一个，也可以是多个，且不同规格的靶电芯21和不同规格的测试电芯22的尺寸不同，因此在本申请中，测试区3的宽度可以进行调节，从而使本夹具1既能够根据测试电芯22的数量调整宽度，又能够根据不同规格的靶电芯21和测试电芯22调整宽度，进而使本工装的适用范围更广，实用性更强。由于测试电芯22的数量越多，可用于对比的数据越多，测试的结果越准确，但是测试电芯22的增多也会加大测试的成本，因此在本申请中，优选电池包2包含有一个靶电芯21和两个测试电芯22。

在进行测试时，靶电芯21作为目标电芯进行测试，而测试电芯22用于进行比对，加热区31在对靶电芯21进行加热，使靶电芯21达到热失控的条件时，位于加热区31和观察区33之间的隔热区32，阻止加热区31的热量传递至观察区33，从而防止与靶电芯21相邻的测试电芯22也被动加热，有可能会催发靶电芯21和测试电芯22同时发生热失控，影响测试的结果。

由于加热区31对靶电芯21进行加热时，是同时对靶电芯21的四周进行加热，因此靶电芯21受热更加均匀，靶电芯21整体的温度更加均衡，同时加热效率更高，且操作方便，从而防止当靶电芯21发生热失控时，靠近加热区31这边的部分靶电芯21内部能量反应活跃，热失控能量释放更完全，而远离加热区31的部分靶电芯21能量反应相应比较弱，热失控能量释放相对较小，进而直接影响检测结果的判定。

在本实施例中，隔热区32包括设于靶电芯21与测试电芯22之间的隔热硅胶层321。隔热区32包括隔热硅胶层321，当测试电芯22放置在观察区33，靶电芯21放置在加热区31时，与靶电芯21相邻的测试电芯22通过隔热硅胶层321与靶电芯21隔开，从而在加热区31对靶电芯21进行加热时，防止热量扩散至观察区33，使与靶电芯21相邻的测试电芯22被动加热，进而在热失控测试时，使达到热失控条件的只有靶电芯21，而测试电芯22均未达到热失控条件，再通过采集靶电芯21和测试电芯22的数据进行比对，完成电池模组的热失控测试，保证测试的准确性。在本申请中，隔热硅胶层321可采用三层隔热硅胶，使隔热硅胶层321的隔热效果更好。

在本实施例中，加热区31为包裹在靶电芯21四周的加热膜311。加热区31包括加热膜311，加热膜311的尺寸大小刚好可以覆盖整个靶电芯21相邻的四个侧面，从而在接通加热膜311电路时，加热膜311同时对靶电芯21相邻的四个侧面进行加热。之所以采用加热膜311对靶电芯21进行加热，是因为相对于钢针刺入电芯进行加热的方式，加热膜311加热的方式操作更加简单，易于实施。

而相对于常见的加热膜311与靶电芯21的一侧大面贴合，对靶电芯21进行加热，在本申请中，加热膜311覆盖靶电芯21相邻的四个侧面，同时对靶电芯21相邻的四个侧面进行加热，加热效率更高，且靶电芯21的受热更加均匀，从而防止靶电芯21靠近加热膜311的部分温度较高，远离加热膜311的部分温度较低，影响检测结果的判定，进而保证测试的准确性。

在本实施例中，靶电芯21和测试电芯22上均设有电压采集点位，加热膜311、靶电芯21和测试电芯22上均设有温度采集点位。由于电芯在达到热失控条件时，电芯的电压会急剧降低，因此在本申请中，靶电芯21和每个测试电芯22上都设有一个电压采集点位，电压采集点位可以是电压采集线束。加热膜311、靶电芯21和每个测试电芯22上各设有一个温度采集点位，温度采集点位可以是温度采集探头。当接通加热膜311电路，对靶电芯21进行加热时，通过温度采集点位分别采集加热膜311、靶电芯21、以及每个测试电芯22的温度，同时通过电压采集点位分别采集靶电芯21以及每个测试电芯22的电压，从而将靶电芯21和测试电芯22的温度与电压进行比对，完成电池模组的热失控测试。

在本实施例中，夹具1包括用以放置电池包2的底座11，以及用以将底座11上的电池包2夹紧的两夹板12，测试区3为两夹板12之间的区域。夹具1包括底座11和两夹板12，电池包2放置在底座11上，两夹板12分别与电池包2的两端抵接，将电池包2中的靶电芯21和测试电芯22压紧，使整个电池包2处于一个恒定挤压的状态，测试区3即两夹板12之间的区域，从而真实模拟电池模组在装机下的状态，进一步保证测试的准确性。

在本实施例中，夹板12的内侧面上设有弹性缓冲垫，两夹板12将电池包2夹紧时，两弹性缓冲垫分别与电池包2的两侧端抵接。当两夹板12将电池包2夹紧时，两夹板12的内侧面分别与电池包2的两侧端抵接，在本申请中，夹板12的内侧面上设有弹性缓冲垫，通过弹性缓冲垫与电池包2抵接，避免电池包2与夹板12刚性接触，一方面能够对电池包2进行保护，防止夹板12将电池包2挤坏；另一方面通过弹性缓冲垫的弹性，可以使两夹板12对电池包2的压紧效果更好。

在本实施例中，底座11上设有条形孔111，夹板12上设有与条形孔111滑动配合的滑件，夹具1还包括用以调节两夹板12之间距离的调节装置13。在底座11上横向设置有条形孔111，夹板12上设有滑件，通过滑件与条形孔111滑动配合，使两夹板12可沿着条形孔111进行横向移动，再通过调节装置13调节两夹板12之间的距离，从而实现测试区3宽度的调节，进而使本工装的适用范围更广，实用性更强。

在本实施例中，夹板12底部设有螺纹孔121，滑件为一端贯穿条形孔111后、与螺纹孔121螺接的螺栓122。在夹板12底部设有螺纹孔121，滑件为螺栓122，通过螺栓122一端贯穿条形孔111后，与螺纹孔121螺接，当螺栓122与螺纹孔121螺接至与底座11抵接时，将夹板12固定在底座11上；当螺栓122与螺纹孔121螺接至不与底座11抵接时，夹板12可沿着条形孔111横向移动。因此需要通过调节装置13调节两夹板12之间的距离时，需要先将螺栓122螺松，使螺栓122不与底座11抵接，再进行调节装置13的操作，使夹板12沿条形孔111横向移动；在两夹板12之间的距离调整结束后，再将螺栓122拧紧，使螺栓122与底座11抵接，将两夹板12固定在底座11上，使两夹板12对电池包2进行恒定挤压。

在本实施例中，夹板12上设有通孔123，调节装置13包括两端分别贯穿两夹板12的通孔123的螺杆131，以及分别与螺杆131贯穿两通孔123的两端螺接的两螺母132。在夹板12上设置有通孔123，调节装置13包括螺杆131和两螺母132，螺杆131的两端分别贯穿两夹板12的通孔123，两螺母132分别在外侧与螺杆131贯穿两通孔123的两端螺接。当螺栓122拧松，不与底座11抵接时，旋转两螺母132，通过两螺母132与螺杆131的螺接，调整两螺母132在螺杆131上的距离，从而通过螺母132对夹板12进行限位，调整两夹板12之间的距离，进而使两夹板12能够将不同尺寸的电池包2压紧，提升本工装的适用范围。

当两夹板12分别与电池包2的两端压紧后，再将螺栓122拧紧，使螺栓122与底座11抵接，从而通过螺栓122将两夹板12固定在底座11上。可以预见的是：通孔123设置在夹板12上靠近顶部的位置，一方面防止螺杆131两端贯穿两夹板12的通孔123时，与位于两夹板12之间的电池包2产生干扰，压缩两夹板12之间测试区3的空间，导致两夹板12之间可放置的电池包2尺寸受到限制，降低本工装的适用范围；另一方面螺栓122与底座11抵接，将两夹板12固定在底座11上时，作用力位于夹板12底部，而通孔123设置在夹板12的顶部，两螺母132与螺杆131的螺接，使两螺母132在外侧分别对两夹板12的顶部进行限位，从而使两夹板12对电池包2的压紧效果更好。

在本实施例中，底座11上设有用以标注两夹板12之间距离的刻度尺112。在底座11上设有刻度尺112，用来在调整两夹板12之间的距离时，更加直观的显示两夹板12之间的距离，从而使两夹板12之间的距离调控更加精准。之所以要精准控制两夹板12之间的距离，一方面是为了防止两夹板12对电池包2的挤压过紧或过松，过紧有可能会导致将电池包2挤压变形，影响电池包2的使用寿命，过松则会导致对电池包2的固定不够，在测试时电池包2有可能会从两夹板12之间掉出，影响对电池包2的热失控测试。

另一方面两夹板12对电池包2的挤压力，有可能会对电池包2的热失控测试造成影响，因此在对同一尺寸的电池包2进行多次测试时，通过刻度尺112标记两夹板12之间的距离，使多次测试的两夹板12之间距离相等，从而控制每次测试时，两夹板12对电池包2的挤压力相同，进而防止在多次测试时，因两夹板12对电池包2的挤压力不同，对电池包2的热失控测试造成影响。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池模组热失控测试工装，其特征在于：包括夹具（1）和电池包（2），所述夹具（1）上设有用以容纳所述电池包（2）的测试区（3），所述电池包（2）包括一靶电芯（21）和至少一测试电芯（22），所述测试区（3）的宽度可调节；所述测试区（3）中设有加热区（31）、隔热区（32）和观察区（33），所述加热区（31）用以对所述靶电芯（21）的四周进行加热，所述观察区（33）用以容纳所述测试电芯（22），所述隔热区（32）设于所述加热区（31）与所述观察区（33）之间，用以阻止所述加热区（31）的热量传递至所述观察区（33）。

2.如权利要求1中所述一种电池模组热失控测试工装，其特征在于：所述隔热区（32）包括设于所述靶电芯（21）与所述测试电芯（22）之间的隔热硅胶层（321）。

3.如权利要求1中所述一种电池模组热失控测试工装，其特征在于：所述加热区（31）包括包裹在所述靶电芯（21）四周的加热膜（311）。

4.如权利要求3中所述一种电池模组热失控测试工装，其特征在于：所述靶电芯（21）和所述测试电芯（22）上均设有电压采集点位，所述加热膜（311）、靶电芯（21）和测试电芯（22）上均设有温度采集点位。

5.如权利要求1中所述一种电池模组热失控测试工装，其特征在于：所述夹具（1）包括用以放置所述电池包（2）的底座（11），以及用以将所述底座（11）上的电池包（2）夹紧的两夹板（12），所述测试区（3）为两所述夹板（12）之间的区域。

6.如权利要求5中所述一种电池模组热失控测试工装，其特征在于：所述夹板（12）的内侧面上设有弹性缓冲垫，两所述夹板（12）将所述电池包（2）夹紧时，两所述弹性缓冲垫分别与所述电池包（2）的两侧端抵接。

7.如权利要求5中所述一种电池模组热失控测试工装，其特征在于：所述底座（11）上设有条形孔（111），所述夹板（12）上设有与所述条形孔（111）滑动配合的滑件，所述夹具（1）还包括用以调节两所述夹板（12）之间距离的调节装置（13）。

8.如权利要求7中所述一种电池模组热失控测试工装，其特征在于：所述夹板（12）底部设有螺纹孔（121），所述滑件为一端贯穿所述条形孔（111）后、与所述螺纹孔（121）螺接的螺栓（122）。

9.如权利要求7中所述一种电池模组热失控测试工装，其特征在于：所述夹板（12）上设有通孔（123），所述调节装置（13）包括两端分别贯穿两所述夹板（12）的所述通孔（123）的螺杆（131），以及分别与所述螺杆（131）贯穿两所述通孔（123）的两端螺接的两螺母（132）。

10.如权利要求5中所述一种电池模组热失控测试工装，其特征在于：所述底座（11）上设有用以标注两所述夹板（12）之间距离的刻度尺（112）。