CN221056611U - 一种基于ul9540a模组层级的可移动式热失控试验平台 - Google Patents
一种基于ul9540a模组层级的可移动式热失控试验平台 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其包括试验箱体、升降机构、升降台面、集烟罩、排气管道、气体分析装置和温度传感器，试验箱体可移动设置，集烟罩设置在试验箱体的上端，排气管道连接在集烟罩的上端，气体分析装置和温度传感器安装在排气管道内侧，试验箱体的底部内设置水池，升降台面通过升降机构安装在试验箱体内，升降机构能带动升降台面上升至水池上方和下降并浸入水池内的水中，升降台面的上面用于放置进行试验的电池。本实用新型更便于收集电池热失控试验时烟雾，同时能更好的对失控的电池进行安全处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池热失控测试技术领域，具体是涉及一种基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台。
背景技术
在储能行业高速发展的同时，储能电池在生产、运输、安装、调试、使用等环节的安全压力也不断增加，安全问题成为制约储能电池行业发展的阻碍之一。特别是锂离子储能电池，由于锂离子储能电池具有能量密度大、比能量高等问题，在热滥用过程中易出现起火、爆炸乃至人员受伤等事件，具有较大的安全隐患。
UL9540A标准是美国保险商实验室(UL)制定的评估电池热失控特性的测试方法，通过测试热失控下产生的各种气体的浓度以及燃烧速率、爆炸压力等来评估火灾、爆炸的危害。
目前国内外关于UL9540A测试的相关研究主要集中在理清储能电池热失控机理，探索提高电池安全性能的方法，尚缺少关于UL9540A测试的相关试验设备和平台等方面的研究。
另外，传统的热失控试验需要在专门的防爆房间中进行，一旦发生起火、爆炸等安全事故，需对整个房间进行灭火、降温、清理等处理，存在烟气收集不及时、测试效率低、准确率低等问题。
鉴于以上分析，针对UL9540A测试设计一种可移动式热失控试验平台，用于提高测试的安全性和准确性。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其更便于收集电池热失控试验时烟雾，同时能更好的对失控的电池进行安全处理。
本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现：
一种基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：包括试验箱体、升降机构、升降台面、集烟罩、排气管道、气体分析装置和温度传感器，试验箱体可移动设置，集烟罩设置在试验箱体的上端，排气管道连接在集烟罩的上端，气体分析装置和温度传感器安装在排气管道内侧，试验箱体的底部内设置水池，升降台面通过升降机构安装在试验箱体内，升降机构能带动升降台面上升至水池上方和下降并浸入水池内的水中，升降台面的上面用于放置进行试验的电池。
进一步地，热失控试验平台设有线束切断装置，线束切断装置安装在试验箱体的侧壁上，线束切断装置设有插头、插座和直线推出机构，试验时对电池进行加热的加热片的电线将连接在插头上，插头连接在插座上，直线推出机构能将连接在插座上的插头往外推出，使得插头从插座上分离出去。
进一步地，直线推出机构设有气缸，气缸的活塞杆朝向插头，通过伸出气缸的活塞杆将插头往外推出。
进一步地，升降台面为网格状，其上设有若干孔洞。
进一步地，升降机构安装在试验箱体的侧壁上，升降机构设有升降架，升降架的下端设有水平伸出的支撑架，升降台面水平设在支撑架上。
进一步地，升降机构设有液压缸，液压缸垂直设置，通过液压缸带动升降架上下移动。
进一步地，气体分析装置包括傅里叶变换红外光谱分析仪、热量计、顺磁氧分析仪、非色散红外二氧化碳和一氧化碳分析仪、速度探头和K型热电偶。
进一步地，排气管道中还设有镍薄膜固态传感器、火焰电离检测器、白光光源和光电探测器。
进一步地，试验箱体的前面和背面均设有玻璃视窗。
进一步地，试验箱体的底部设有脚轮。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型将电池热失控试验设置在试验箱体内进行，通过集烟罩和排气管道能够及时、快速的将试验产生的烟雾进行收集，并通过气体分析装置和温度传感器方便的获取到试验数据，
本实用新型在试验过程中，能通过升降机构将失控的电池浸入水池内的水中，对失控的电池进行灭火和安全的处理，解决了在电池热失控试验过程中的安全隐患。
附图说明
图1是本实用新型实施例的热失控试验平台的立体示意图；
图2是本实用新型实施例的热失控试验平台的主视示意图；
图3是本实用新型实施例的热失控试验平台在试验时剖视示意图之一；
图4是本实用新型实施例的热失控试验平台在试验过程中电池浸入水中时的剖视示意图；
图5是本实用新型实施例的热失控试验平台在试验时剖视示意图之二；
图6是本实用新型实施例的线束切断装置的结构示意图。
图中附图标记含义：
1-试验箱体；1.1-玻璃视窗；1.2-窗口；1.3-出水口；1.4-进水口；2-集烟罩；3-排气管道；4-线束切断装置；4.1-直线推出机构；4.2-插头；4.3-插座；4.4-气缸的活塞杆；5-升降机构；5.1-升降架；5.2-液压缸；5.3-支撑架；5.4-滑块；5.5-导轨；6-脚轮；7-升降台面；8-电池；9-温度传感器；10-气体分析装置；11-水池；12-水。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型进一步描述。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
实施例：
如图1至图6所示为本实施例的基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其包括试验箱体1、升降机构5、升降台面7、集烟罩2、排气管道3、气体分析装置10和温度传感器9。
本实施例的试验箱体1的底部设有脚轮6，使得试验平台整体可以移动。试验箱体1为半敞开式，上部设置开放的窗口1.2。试验箱体1的前面和背面均设有玻璃视窗1.1，玻璃视窗1.1为防爆玻璃，玻璃视窗1.1位于试验箱体1的下部。
集烟罩2设置在试验箱体1的上端，集烟罩2为上端小、下端大的锥台形状，能对试验过程中产生的烟雾向上进行收集。排气管道3连接在集烟罩2的上端，排气管道3垂直向上延伸，用于烟雾的排出。气体分析装置10和温度传感器9安装在排气管道3内侧，试验时通过气体分析装置10和温度传感器9获取需要的参数。
试验箱体1的底部内设置水池11，水池11内用于装水12。升降台面7通过升降机构5安装在试验箱体1内，升降机构5能带动升降台面7上升至水池11上方和下降并浸入水池11内的水12中，升降台面7的上面用于放置进行试验的电池8。在试验过程中，当电池8失控时，可以通过升降机构5将失控的电池8浸入水池11内的水12中，对失控的电池8进行灭火和安全的处理，解决了在电池热失控试验过程中的安全隐患。
在试验箱体1的下部两侧分别设有进水口1.4和出水口1.3，用于往水池11内加水和将水池11内的水排出。
本实施例的升降机构5安装在试验箱体1的侧壁上，如图3所示，升降机构5设有升降架5.1和液压缸5.2。升降架5.1通过常规的导轨5.5和滑块5.4结构安装在试验箱体1的侧壁上，在升降架5.1的下端设有水平伸出的支撑架5.3，升降台面7水平固定设在支撑架5.3上。液压杆5.2垂直设置，液压缸5.2的活塞杆与升降架5.1连接，通过液压缸5.2带动升降架5.1上下移动。当然，对于液压缸5.2的使用在实际中还会有常规的配套的液动部件来驱动。
对于升降机构5，除了采用液压缸5.2的结构，还可以采用其他能带动升降台面升降的机构，如电动杆、气缸等。
本实施例的热失控试验平台还设有线束切断装置4，线束切断装置4安装在试验箱体1的侧壁上，线束切断装置4用于将测试时的线束进行分离，从而切断与外部电线的连接。
如图6所示，线束切断装置4设有插头4.2、插座4.3和直线推出机构4.1，插座4.3和直线推出机构4.1固定安装在试验箱体1的侧壁上，插头4.2通过常规的结构插在插座4.3上，试验时，对电池8进行加热的加热片的电线将连接在插头4.2上，插座4.3则与外部的电路连接，通过插头4.2和插座4.3将加热片与外部的电路连通。其中，直线推出机构4.1与插座4.3的位置相应，直线推出机构能将连接在插座4.3上的插头4.2往外推出，使得插头4.2从插座4.3上分离出去。图6中的箭头方向为插头4.2被推出的方向。
本实施例的直线推出机构4.1设有气缸，气缸的活塞杆4.4朝向插头4.2，通过伸出气缸的活塞杆4.4将插头4.2往外推出。在完成推出后，气缸的活塞杆4.4将缩回，而在下一次试验时，插头4.2和插座4.3的连接将由操作人员进行手动连接。当然，对于气缸的使用在实际中还会设置常规的配套的气动部件来驱动。
本实施例的升降台面7为网格状，其上设有若干孔洞，能使得升降台面7上的失控的电池8更好的与水接触。
其中，气体分析装置10包括傅里叶变换红外光谱分析仪、热量计、顺磁氧分析仪、非色散红外二氧化碳和一氧化碳分析仪、速度探头和K型热电偶，用于采集并分析电池热失控蔓延时的气体/烟雾/热释放速率。排气管道3中还设有镍薄膜固态传感器、火焰电离检测器、白光光源和光电探测器，用于测量排气管道中的碳氢化合物含量以及放烟率。可见通过上述装置能获得热失控特性参数和电芯释放气体的燃烧特性参数，以及电池储能系统热失控蔓延时的气体/烟雾/热释放速率、热辐射、起火和爆炸情况等数据。
本实施例的热失控试验平台的使用过程如下：
初始时，升降台面7位于水池11的上方，在水池11中装有水12。试验时，如图3所示，将试验的电池8放置在升降台面7上，在电池8的表面贴上加热片，将加热片的电线与相应的插头4.2连接，之后将插头4.2插在插座4.3上，从而将加热片与外部的电路连接。完成接线后，启动热失控试验平台，启动加热片进行试验，加热片通电后将对电池8进行加热。当电池8失控时，其产生的烟雾将由集烟罩2进行收集，并通过气体分析装置10进行分析，获取数据，温度传感器9则实时获取试验过程的温度。电池8失控后，线束切断装置4的气缸动作，将插头4.2推出，插头4.2与插座4.3分离，升降机构5的液压缸5.2也动作，带动升降台面7及其上的电池8下降，并浸入水池11内的水12中，对失控的电池进行安全处理，如图4所示。
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 (10)
1.一种基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：包括试验箱体、升降机构、升降台面、集烟罩、排气管道、气体分析装置和温度传感器，所述试验箱体可移动设置，所述集烟罩设置在所述试验箱体的上端，所述排气管道连接在所述集烟罩的上端，所述气体分析装置和温度传感器安装在所述排气管道内侧，所述试验箱体的底部内设置水池，所述升降台面通过所述升降机构安装在所述试验箱体内，所述升降机构能带动所述升降台面上升至所述水池上方和下降并浸入所述水池内的水中，所述升降台面的上面用于放置进行试验的电池。
2.根据权利要求1所述的基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：所述热失控试验平台设有线束切断装置，所述线束切断装置安装在所述试验箱体的侧壁上，所述线束切断装置设有插头、插座和直线推出机构，试验时对电池进行加热的加热片的电线将连接在所述插头上，所述插头连接在所述插座上，所述直线推出机构能将连接在所述插座上的所述插头往外推出，使得所述插头从所述插座上分离出去。
3.根据权利要求2所述的基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：所述直线推出机构设有气缸，所述气缸的活塞杆朝向所述插头，通过伸出所述气缸的活塞杆将所述插头往外推出。
4.根据权利要求1所述的基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：所述升降台面为网格状，其上设有若干孔洞。
5.根据权利要求1所述的基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：所述升降机构安装在所述试验箱体的侧壁上，所述升降机构设有升降架，所述升降架的下端设有水平伸出的支撑架，所述升降台面水平设在所述支撑架上。
6.根据权利要求5所述的基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：所述升降机构设有液压缸，所述液压缸垂直设置，通过所述液压缸带动所述升降架上下移动。
7.根据权利要求1所述的基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：所述气体分析装置包括傅里叶变换红外光谱分析仪、热量计、顺磁氧分析仪、非色散红外二氧化碳和一氧化碳分析仪、速度探头和K型热电偶。
8.根据权利要求1所述的基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：所述排气管道中还设有镍薄膜固态传感器、火焰电离检测器、白光光源和光电探测器。
9.根据权利要求1所述的基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：所述试验箱体的前面和背面均设有玻璃视窗。
10.根据权利要求1所述的基于UL9540A模组层级的可移动式热失控试验平台，其特征在于：所述试验箱体的底部设有脚轮。
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