锂离子电池模组传热热阻测试方法和系统技术方案

本申请提供一种锂离子电池模组传热热阻测试方法和系统。通过锂离子电池模组传热热阻测试系统和测试方法，能够测试和标定锂离子电池模组中更新的锂离子电池的卷芯和壳体之间的热阻R

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池模组传热热阻测试方法和系统
本申请涉及电动汽车动力电池领域，特别是涉及一种锂离子电池模组传热热阻测试方法和系统。
技术介绍
基于模型开展锂电池热安全研究具有效率高、节省成本的优点，已经成为研究人员开展电池热安全研究的一类主要研究手段。准确获取模型中各个参数对于模型的精度至关重要，如果建立热模型时没有准确输入热物性参数，计算结果的准确性和精度将会直接受到影响。目前国内外辨识模型热物性参数较少有公开的共性方法，只能基于经验公式或者参考文献，得到的热物性参数值往往是一个范围，不能反映真实电池的实际状态。热阻表征其对传热的阻碍能力，是标定热安全模型的重要参数之一，受工艺、材料影响较大，在锂离子电池模组热传导中占据了很大比重，主要包括电池之间的接触热阻、电池卷芯的热阻、卷芯与铝壳的热阻、失控电池与新鲜电池的接触热阻，失控电池的热阻等。锂离子电池模组的热阻参数对于标定热安全模型至关重要，锂离子模组接触热阻等受材料性能、表面粗糙度、接触压力、温度等诸多因素影响，实际上在温度变化的过程中，锂离子电池的热阻参数在一系列变化条件下都在动态的变化。但是，传统的锂电池热安全方法中关于热阻参数的研究，只能基于经验公式或者参考文献，不能反映真实电池的实际状态。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的锂电池热安全方法中关于热阻参数的研究，只能基于经验公式或者参考文献，不能反映真实电池的实际状态的问题，提供一种锂离子电池模组传热热阻测试系统和测试方法。本申请提供一种锂离子电池模组传热热阻测试方法，应用于锂离子电池模组，所述锂离子电池模组包括多个依次排列设置的锂离子电池，所述锂离子电池包括卷芯与壳体。所述锂离子电池模组传热热阻测试方法包括：S10，提供锂离子电池模组传热热阻测试系统，所述锂离子电池模组传热热阻测试系统包括加热装置、所述加热装置与所述多个锂离子电池中第1个锂离子电池相邻设置，并将所述锂离子电池模组传热热阻测试系统设置于恒温环境中；S20，获取所述第1个锂离子电池与所述加热装置的接触面位置的温度T1、所述第1个锂离子电池的所述卷芯的中心位置的温度T2、所述第1个锂离子电池与第2个锂离子电池的接触面位置的温度T3、所述第2个锂离子电池的所述卷芯的中心位置的温度T4以及所述第2个锂离子电池与第3个锂离子电池的接触面位置的温度T5，并依次类推，获得所述多个锂离子电池的所述卷芯的中心位置的温度和相邻的两个所述锂离子电池的接触面位置的温度；S30，提供热阻数学模型，当所述第1个锂离子电池与所述加热装置的接触面位置的温度、所述多个锂离子电池的所述卷芯的中心位置的温度以及相邻的两个所述锂离子电池的接触面位置的温度稳定后，根据所述热阻数学模型计算获得卷芯和壳体之间的热阻和相邻所述锂离子电池之间的薄层热阻；其中，所述热阻数学模型为Q1为T1与T2之间的热通量，Qj为Tj与Tj+1之间的热通量，Aj-1为第j-1个锂离子电池和第j个锂离子电池之间的传热面积，h为所述锂离子电池与恒温环境之间的对流换热系数，A为所述锂离子电池与恒温环境之间的传热面积，Rcell为所述锂离子电池的卷芯总热阻，Rcell-shell为所述锂离子电池的卷芯与壳体之间的热阻，Rlayer为相邻所述锂离子电池之间的薄层热阻，M为所述锂离子电池的热量，Cp为所述锂离子电池的的比热容，Tsur(j-1)为所述第j-1个锂离子电池的所述壳体的侧面中心位置的温度，Tinf为恒温环境的温度，Rshell为所述锂离子电池的所述壳体的热阻。本申请提供一种上述锂离子电池模组传热热阻测试方法。通过所述锂离子电池模组传热热阻测试方法能够测试和标定所述锂离子电池模组中更新的锂离子电池的卷芯和壳体之间的热阻Rcell-shell、热失控后锂离子电池的卷芯和壳体之间的热阻Rcell-shell、热失控后锂离子电池与更新的锂离子电池之间的薄层热阻(也可以理解为接触热阻)，即Rlayer。从而，通过所述锂离子电池模组传热热阻测试方法可以根据锂离子电池的实际状态进行测试，为大容量锂离子电池模组热安全的模型研究提供依据，解决了只能基于经验公式或者参考文献获知的问题。且所述锂离子电池模组传热热阻测试方法简单、方便、快捷。附图说明图1为本申请提供的锂离子电池模组传热热阻测试系统的结构示意图；图2为本申请提供的锂离子电池模组导热原理图；图3为本申请提供的温度检测装置安装结构示意图；图4为本申请提供的温度检测装置安装结构的剖面结构的示意图；图5为本申请提供的隔热结构、固定结构的安装结构示意图。附图标记说明锂离子电池模组传热热阻测试系统100、锂离子电池50、卷芯510、壳体520、加热装置10、温度检测装置70、数据采集装置80、数据处理模块90、固定结构40、隔热结构30、直流稳压电源20、薄层热阻60。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。请参见图1，本申请提供一种锂离子电池模组传热热阻测试方法，应用于锂离子电池模组，所述锂离子电池模组包括多个依次排列设置的锂离子电池50，所述锂离子电池50包括卷芯510与壳体520。所述锂离子电池模组传热热阻测试方法包括：S10，提供锂离子电池模组传热热阻测试系统，所述锂离子电池模组传热热阻测试系统包括加热装置10、所述加热装置10与所述多个锂离子电池50中第1个锂离子电池相邻设置，并将所述锂离子电池模组传热热阻测试系统设置于恒温环境中；S20，获取所述第1个锂离子电池与所述加热装置10的接触面位置的温度T1、所述第1个锂离子电池的所述卷芯510的中心位置的温度T2、所述第1个锂离子电池与第2个锂离子电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池模组传热热阻测试方法，应用于锂离子电池模组，所述锂离子电池模组包括多个依次排列设置的锂离子电池(50)，所述锂离子电池(50)包括卷芯(510)与壳体(520)，其特征在于，包括：/nS10，提供锂离子电池模组传热热阻测试系统，所述锂离子电池模组传热热阻测试系统包括加热装置(10)、所述加热装置(10)与所述多个锂离子电池(50)中第1个锂离子电池相邻设置，并将所述锂离子电池模组传热热阻测试系统设置于恒温环境中；/nS20，获取所述第1个锂离子电池与所述加热装置(10)的接触面位置的温度T

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池模组传热热阻测试方法，应用于锂离子电池模组，所述锂离子电池模组包括多个依次排列设置的锂离子电池(50)，所述锂离子电池(50)包括卷芯(510)与壳体(520)，其特征在于，包括：
S10，提供锂离子电池模组传热热阻测试系统，所述锂离子电池模组传热热阻测试系统包括加热装置(10)、所述加热装置(10)与所述多个锂离子电池(50)中第1个锂离子电池相邻设置，并将所述锂离子电池模组传热热阻测试系统设置于恒温环境中；
S20，获取所述第1个锂离子电池与所述加热装置(10)的接触面位置的温度T1、所述第1个锂离子电池的所述卷芯(510)的中心位置的温度T2、所述第1个锂离子电池与第2个锂离子电池的接触面位置的温度T3、所述第2个锂离子电池的所述卷芯(510)的中心位置的温度T4以及所述第2个锂离子电池与第3个锂离子电池的接触面位置的温度T5，并依次类推，获得所述多个锂离子电池(50)的所述卷芯(510)的中心位置的温度和相邻的两个所述锂离子电池(50)的接触面位置的温度；
S30，提供热阻数学模型，当所述第1个锂离子电池与所述加热装置(10)的接触面位置的温度、所述多个锂离子电池(50)的所述卷芯(510)的中心位置的温度以及相邻的两个所述锂离子电池(50)的接触面位置的温度稳定后，根据所述热阻数学模型计算获得卷芯和壳体之间的热阻和相邻所述锂离子电池(50)之间的薄层热阻；
其中，所述热阻数学模型为









Q1为T1与T2之间的热通量，Qj为Tj与Tj+1之间的热通量，Aj-1为第j-1个锂离子电池和第j个锂离子电池之间的传热面积，h为所述锂离子电池(50)与恒温环境之间的对流换热系数，A为所述锂离子电池(50)与恒温环境之间的传热面积，Rcell为所述锂离子电池(50)的卷芯总热阻，Rcell-shell为所述锂离子电池(50)的卷芯与壳体之间的热阻，Rlayer为相邻所述锂离子电池(50)之间的薄层热阻，M为所述锂离子电池(50)的热量，Cp为所述锂离子电池(50)的的比热容，Tsur(j-1)为所述第j-1个锂离子电池的所述壳体(520)的侧面中心位置的温度，Tinf为恒温环境的温度，Rshell为所述锂离子电池(50)的所述壳体(520)的热阻。


2.如权利要求1所述的锂离子电池模组传热热阻测试方法，其特征在于，所述热阻数学模型为









其中，Q1为T1与T2之间的热通量，Q2为T2与T3之间的热通量，A1为第1个锂离子电池和第2个锂离子电池之间的传热面积，Tsur1为所述第1个锂离子电池的所述壳体(520)的侧面中心位置的温度。


3.如权利要求1所述的锂离子电池模组传热热阻测试方法，其特征在于，所述热阻数学模型为









其中，Q2为T2与T3之间的热通量，Q3为T3与T4之间的热通量，A2为第2个锂离子电池和第3个锂离子电池之间的传热面积，Tsur2为所述第2个锂离子电池的所述壳体(520)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王淮斌，冯旭宁，金昌勇，韩雪冰，卢兰光，欧阳明高，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11