电池热冲击测试方法及测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池热冲击测试方法，具体为：将待测试电池夹设于接触式加热装置内，待测试电池与所述接触式加热装置接触面相贴合；对所述接触式加热装置进行加热，所述接触式加热装置将热量传导至待测试电池；所述接触式加热装置同时对待测电池施加测试时设定的压力。本发明专利技术中的电池热冲击测试方法采用接触式加热装置与电池直接接触，利用接触式传热的方式取代现有技术中循环热风传热的方式，提升了传热的效率，不仅减少了电池升温过程所需要的时间，而且与实际工况环境中电池受热情况更为相似。

Test method and device of battery thermal shock

The invention discloses a battery thermal shock test method, in particular: clamp the battery to be tested in the contact heating device, and the battery to be tested fits the contact surface of the contact heating device; heat the contact heating device, and the contact heating device transmits the heat to the battery to be tested; the contact heating device simultaneously applies the battery to be tested The pressure set during the test. The battery thermal shock test method of the invention adopts the contact heating device to directly contact with the battery, the contact heat transfer method replaces the circulating hot air heat transfer method in the prior art, improves the heat transfer efficiency, not only reduces the time required for the battery heating process, but also is more similar to the battery heating situation in the actual working condition environment.

【技术实现步骤摘要】
电池热冲击测试方法及测试装置
本专利技术属于电池测试领域，具体涉及一种电池热冲击测试方法及测试装置。
技术介绍
锂离子电池因具有容量高，循环寿命长等优点，已大量在电子产品中得到了广泛应用，例如智能手机、平板电脑、数码相机、电动玩具、电子导航仪、电动汽车以及储能等。近年来，装配有锂离子动力电池的电动汽车以极快的增长率逐渐取代传统燃油汽车，传统燃油车的市场逐渐缩小。电动汽车在市场应用中，除了关注其动力性能，最受到消费者关注的即电动汽车本身的安全问题，电动汽车的安全问题的核心是车载动力电池的安全问题，因此，从实际应用上看，动力电池的安全性能的测试是动力电池生产制造环节不可或缺的重要组成部分。如何对动力电池进行全面而可靠的安全测试在动力电池生产制造的过程中显得尤为重要。现有技术中，动力电池以铝壳电池和软包电池为主，成品结构均为长方体，对其常规的安全测试包括短路、热冲击、重物冲击、挤压、过充电等测试方法。在自然环境出现极端情况或电池实际使用过程中，若电池置于高温下或电池组中某一支电池发生热失控，常常会出现急速升温的情况，失控状态电池所产生热传导和热辐射都有可能引燃电池包中的其它电池，导致热扩散引发安全事故。热冲击测试就是为了检测电池在的耐高温冲击而必须进行的测试。电池热冲击实验则可以很好的评价电池在高温下的安全性能，也极大的降低了日常使用电池的安全隐患。《GB/T31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》中对锂离子动力电池(单体蓄电池)热冲击的试验方法为：将单体蓄电池放入温度箱：对于锂离子蓄电池，温度箱按照5℃/min的速率由室温升至130℃±2℃，并保持此温度30min后停止加热；观察1h。整个测试过程中，要求测试时间内锂离子电池不起火不爆炸才视为测试合格。上述测试过程中使用的测试装置为现有技术中的普通电池热冲击试验机，其工作原理为：在电池热冲击试验机升温时，采用风控循环系统(即热循环风)来均衡分布测试区域内温度，以达到良好的试验效果，烤箱通过热风对电池表面加热，电池由外而内通过热传导实现温度平衡。通过上述循环风实现锂离子电池的升温和保温，从而观察电池受热后的状态。上述测试方法存在以下问题：(1)传统烤箱的热源与待测电池无直接接触，仅靠循环风传导热量，而热循环风加热效率低，电池温升慢、加热时间长且热量利用率低。传统烤箱热循环风，由于先用电加热使空气升温，然后再用热空气吹到电池表面给电池加热，所以空气的热容低，无论是烤箱给空气加热还是空气给电池加热，加热的速度都较慢，要将电池表面温度升到测试标准温度130℃，需要30min以上。而在实际的应用场景中，模组一支电池热失控，电池的温度会在短时间内(几分钟内)迅速上升，对模组中相邻电池的热量传递也会迅速增加，远远少于当前热冲击测试的加热时间，即测试中的加热情况与实际工况中电池热失控的状态完全不同。(2)现有技术在测软包装锂离子电池时，当环境温度超过70℃后，由于电池内部电解液的气分和副反应，电池会产生较多的气体，引发电池膨胀，厚度膨胀可以达到200％-800％。在实际应用场景中，动力电池在模组中是紧密堆积，受热产气后电池的可膨胀空间是有限的，会提前触动外壳泄气。所以使用传统热冲击测试方法，测试场景与实际应用场景有所区别，对测试结果的有效性有较大影响。(3)现有技术中测试方法设定加热测试的上限温度为130℃，实际电池热失控后的最高温度可以达到500-800℃。130℃以上的热冲击测试考察的主要是隔膜的热收缩性能，130℃以上的加热测试则更多地依赖于正极材料、负极和电解液体系来延缓电池的热失控。同时原来130℃的热冲击测试结果仅为通过或不通过，定性的测试结果无法反映已通过测试的电池里安全性能的量化的差异。
技术实现思路
为了解决所述现有技术的不足，本专利技术提供了一种能够对电池表面直接进行快速加热，从而模拟实际锂离子电池使用过程中的热冲击测试情况的热冲击方法及测试装置。本专利技术所要达到的技术效果通过以下方案实现：本专利技术中提供的电池热冲击测试方法，具体为：将待测试电池夹设于接触式加热装置内，待测试电池与所述接触式加热装置接触面相贴合；对所述接触式加热装置进行加热，所述接触式加热装置将热量传导至待测试电池；所述接触式加热装置同时对待测电池施加测试时设定的压力。进一步地，本专利技术中提供的电池热冲击测试方法包括如下步骤：S01，将待测试电池夹设于接触式加热装置内，所述接触式加热装置对待测试电池施加设定的压力；S02，第一次升温：对接触式加热装置进行加热，所述接触式加热装置将热量传导至待测试电池，直至待测试电池温度达到130℃，并保持0.5-1h后停止加热；S03，第二次升温：若经过第一次升温待测试电池不起火不爆炸，则进行第二次升温；对接触式加热装置再次进行加热升温，直至待测电池温度达到500-800℃；S04，记录待测试电池燃烧温度，并根据第一次升温测试的结果和第二次升温测试的结果评价电池安全性能。进一步地，S01中，所述设定的压力为400-2000Pa/m2。进一步地，S02和S03中，所述接触式加热装置将热量传导至待测试电池的过程中，待测试电池的温升速率为30-50℃/s。进一步地，测试过程中，还设有摄像装置对待测试电池状态进行监控及图像记录。本专利技术中还提供一种适用于上述测试方法的测试装置，该测试装置具体为：包括测试时为封闭状态的测试箱以及设于测试箱内的接触式加热装置；所述接触式加热装置包括相对设置的第一导热组件和第二导热组件，所述第一导热组件和第二导热组件均包括测试面和固定面，两导热组件的测试面分别与待测试电池两测试面相贴合；所述第一导热组件的固定面固设于所述测试箱底部，所述第二导热组件的固定面与伸缩杆固定相连；所述测试箱顶部固设有与所述伸缩杆相连、带动所述伸缩杆做往复运动的气缸。进一步地，所述测试箱内装设摄像头。进一步地，所述第一导热组件与第二导热组件为平板状金属块，所述第一导热组件与第二导热组件的两测试面平行。进一步地，所述第一导热组件与第二导热组件为金属块，所述第一导热组件与第二导热组件内分别设有电池容纳腔，所述第一导热组件的电池容纳腔和所述第二导热组件的电池容纳腔在第一导热组件与所述第二导热组件扣合时构成完整的电池容纳腔。进一步地，所述第一导热组件和/或第二导热组件上设有加速导热块，所述加速导热块由相变储能材料制成。本专利技术具有以下优点：1、本专利技术中的电池热冲击测试方法采用接触式加热装置与电池直接接触，利用接触式传热的方式取代现有技术中循环热风传热的方式，提升了传热的效率，不仅减少了电池升温过程所需要的时间，而且与实际工况环境中电池受热情况更为相似。2、本专利技术中的电池热冲击测试方法利用接触式加热装置还能够对电池施加设定的压力，当电池受热产气膨胀后，接触式加热装置仍会夹紧电池，完全模拟单体电池在工况环境下所受本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池热冲击测试方法，其特征在于：/n将待测试电池夹设于接触式加热装置内，待测试电池与所述接触式加热装置接触面相贴合；/n对所述接触式加热装置进行加热，所述接触式加热装置将热量传导至待测试电池；/n所述接触式加热装置同时对待测电池施加测试时设定的压力。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池热冲击测试方法，其特征在于：
将待测试电池夹设于接触式加热装置内，待测试电池与所述接触式加热装置接触面相贴合；
对所述接触式加热装置进行加热，所述接触式加热装置将热量传导至待测试电池；
所述接触式加热装置同时对待测电池施加测试时设定的压力。


2.如权利要求1所述电池热冲击测试方法，其特征在于：
包括如下步骤：
S01，将待测试电池夹设于接触式加热装置内，所述接触式加热装置对待测试电池施加设定的压力；
S02，第一次升温：对接触式加热装置进行加热，所述接触式加热装置将热量传导至待测试电池，直至待测试电池温度达到130℃，并保持0.5-1h后停止加热；
S03，第二次升温：若经过第一次升温待测试电池不起火不爆炸，则进行第二次升温；对接触式加热装置再次进行加热升温，直至待测电池温度达到500-800℃；
S04，记录待测试电池燃烧温度，并根据第一次升温测试的结果和第二次升温测试的结果评价电池安全性能。


3.如权利要求2所述电池热冲击测试方法，其特征在于：S01中，所述设定的压力为400-2000Pa/m2。


4.如权利要求2所述电池热冲击测试方法，其特征在于：S02和S03中，所述接触式加热装置将热量传导至待测试电池的过程中，待测试电池的温升速率为30-50℃/s。


5.如权利要求1-4任一所述电池热冲击测试方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵惠云，张海林，张勍，张守华，纪岩龙，白培锋，张智京，邱彦星，
申请(专利权)人：恒大新能源科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44