浸没式冷却电池热失控性能测试系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电池技术领域，尤其是指一种浸没式冷却电池热失控性能测试系统及方法。本发明专利技术所述的浸没式冷却电池热失控性能测试系统，可通过电池充放电控制测试模块对电池进行过充引发热失控，并实时采集引发热失控前后的电池电压数据和电池电流数据；利用温度采集模块可实时采集引发热失控前后在电池表面和冷却介质中预设的多个测温点的温度数据；实现了对浸没式冷却电池热失控过程的可视化和实时监测，有效表征了电池热失控前后的电压、温度等参数，数据可靠。数据可靠。数据可靠。

【技术实现步骤摘要】
浸没式冷却电池热失控性能测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其是指一种浸没式冷却电池热失控性能测试系统及方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为一种电化学储能技术，具有循环寿命长、充放电效率高、适应性强、响应速度快、建设周期短、地理空间配置灵活等特点，已广泛应用于动力、储能领域。但因其电化学体系、制造过程、使用场景等因素的影响，电池存在热失控的风险，若缺乏有效应对措施，极易引起电池模块和系统的热失控扩散，进而导致起火、爆炸等事故的发生。目前，行业内认为直接液冷技术中电池/电池组浸没于循环的冷却介质，没有接触热阻和结构热阻，具有很好的散热性能，可保证电池/电池组的运行温度维持在合理可控的范围内，热管理效果显著，可有效预防热失控。
[0003]但目前缺乏针对浸没式冷却系统对电池/电池组热失控过程影响的有效研究手段和实际数据支撑。且热管理研究也主要集中在圆柱形18650 电池、小容量的软包或方壳电池，尤其缺乏对大容量（＞100 Ah）电池/电池组在浸没式冷却条件下的热失控特性表征。因此，如何设计一种浸没式冷却电池的热失控性能测试系统与方法是目前待解决的问题。

技术实现思路

[0004]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术中缺乏浸没式冷却大容量（＞100 Ah）电池/电池组的热失控性能测试的系统与方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种浸没式冷却电池热失控性能测试系统，包括：浸没装置，用于盛放冷却介质；电池夹具，设置于所述浸没装置底部，并浸没在所述冷却介质中，用于固定电池；电池充放电控制测试模块，与所述电池的正负极极柱连接，用于持续对所述电池进行恒流充电以引发热失控，并实时采集引发热失控前后的电池电压数据和电池电流数据；温度采集模块，用于实时采集引发热失控前后电池不同位置处的温度数据和冷却介质不同位置处的温度数据。
[0006]优选地，所述浸没式冷却电池热失控性能测试系统还包括循环泵，设置于所述浸没装置底部，用于驱动所述冷却介质按照预设速率和方向流动。
[0007]优选地，所述浸没装置为不锈钢箱体。
[0008]优选地，所述不锈钢箱体表面贴合环氧树脂板。
[0009]优选地，所述冷却介质为氟化液或矿物油。
[0010]优选地，所述电池为锂电子电池或电池组。
[0011]优选地，所述电池充放电控制测试模块包括：
充放电控制电路，与所述电池的正负极极柱连接，用于给所述电池充放电；主控制器，用于控制所述充放电控制电路进行充放电；电池测试系统，用于实时采集电池电压数据和电池电流数据。
[0012]优选地，所述温度采集模块包括：多个K型热电偶，分别布置在电池表面和冷却介质中，用于实时监测电池不同位置处的温度数据和冷却介质不同位置处的温度数据；接线盒，与所述多个K型热电偶连接；数据采集仪，与所述接线盒连接，用于实时采集电池不同位置处的温度数据和冷却介质不同位置处的温度数据。
[0013]优选地，所述多个K型热电偶分别布置在电池大面、电池侧面、电池正极极柱、电池负极极柱、泄压阀口、冷却介质中远离所述电池侧面预设距离处和冷却介质中远离所述泄压阀口预设距离处。
[0014]本专利技术还提供了一种浸没式冷却电池热失控性能测试方法，包括：将电池通过电池夹具固定在浸没装置底部，并倒入冷却介质直至浸没所述电池及所述电池夹具；利用电池充放电控制电路持续对所述电池进行恒流充电，在引发热失控后停止充电，实时采集引发热失控前后的电池电压数据和电池电流数据；利用温度采集模块实时采集引发热失控前后在电池表面和冷却介质中预设的多个测温点的温度数据；根据实时采集的数据表征引发热失控前后的电池状态，以便分析浸没式冷却电池的热失控性能。
[0015]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术所述的浸没式冷却电池热失控性能测试系统，可通过电池充放电控制测试模块对电池进行过充引发热失控，并实时采集引发热失控前后的电池电压数据和电池电流数据；利用温度采集模块可实时采集引发热失控前后在电池表面和冷却介质中预设的多个测温点的温度数据；实现了对浸没式冷却电池热失控过程的可视化和实时监测，有效表征了电池热失控前后的电压、温度等参数，数据可靠。通过实时监测数据可有效分析浸没式冷却系统对热失控的影响，明确了浸没式冷却系统对热失控后电芯的持续降温作用，其在提升电池与外界热交换能力的同时可以有效抑制电池发生复燃及热扩散，可有效防范电池火灾风险。
附图说明
[0016]为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：图1是本专利技术所提供的一种浸没式冷却电池热失控性能测试系统的实现流程图；图2是由本专利技术测试系统与方法总结的电池热失控过程；图3为本专利技术具体实施例和对比例中热失控前后电池大面温度随时间的变化图；图4为本专利技术实验1中热失控前后不同布温点温度随时间的变化图；图5为本专利技术实验2中热失控前后不同布温点温度随时间的变化图；
附图标记：1
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浸没装置；2
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冷却介质；3
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循环泵；4
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电池；5
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电池夹具；6
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电池充放电控制测试模块；7
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温度采集模块。
具体实施方式
[0017]本专利技术的核心是提供一种浸没式冷却电池热失控性能测试系统及方法，实现了对浸没式冷却大容量（＞100 Ah）电池/电池组热失控过程的可视化和实时监测。
[0018]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]请参考图 1，图1为本专利技术所提供的一种浸没式冷却电池热失控性能测试系统的实现流程图；具体如下：浸没装置1，用于盛放冷却介质；所述浸没装置为不锈钢箱体，表面贴合环氧树脂板，不锈钢材料具有较好的抗腐蚀性能和强度，可保证长期浸泡油液过程中系统的耐久性与安全性，环氧树脂板具有绝缘作用，可防止电池热失控过程与不锈钢箱体直接接触而短路。
[0020]电池夹具5，设置于所述浸没装置底部，并浸没在所述冷却介质中，用于固定电池4；所述电池夹具由上下夹板和螺栓与螺帽构成，用于固定电池，且在电池过充发生鼓胀后赋予电池一定压力；所述电池为一定容量的锂离子电池或电池组。
[0021]所述冷却介质2浸没所述电池夹具；所述冷却介质为氟化液、矿物油等材料，具有比热容大、导热性能好、绝缘性好等特点。
[0022]电池充放电控制测试模块6，与所述电池的正负极极柱连接，用于持续对所述电池进行恒流充电以引发热失控，并实时采集引发热失控前后的电池电压数据和电池电流数据；温度采集模块7，用于实时采集引发热失控前后电池不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浸没式冷却电池热失控性能测试系统，其特征在于，包括：浸没装置，用于盛放冷却介质；电池夹具，设置于所述浸没装置底部，并浸没在所述冷却介质中，用于固定电池；电池充放电控制测试模块，与所述电池的正负极极柱连接，用于持续对所述电池进行恒流充电以引发热失控，并实时采集引发热失控前后的电池电压数据和电池电流数据；温度采集模块，用于实时采集引发热失控前后电池不同位置处的温度数据和冷却介质不同位置处的温度数据。2.根据权利要求1所述的浸没式冷却电池热失控性能测试系统，其特征在于，还包括循环泵，设置于所述浸没装置底部，用于驱动所述冷却介质按照预设速率和方向流动。3.根据权利要求1所述的浸没式冷却电池热失控性能测试系统，其特征在于，所述浸没装置为不锈钢箱体。4.根据权利要求3所述的浸没式冷却电池热失控性能测试系统，其特征在于，所述不锈钢箱体表面贴合环氧树脂板。5.根据权利要求1所述的浸没式冷却电池热失控性能测试系统，其特征在于，所述冷却介质为氟化液或矿物油。6.根据权利要求1所述的浸没式冷却电池热失控性能测试系统，其特征在于，所述电池为锂电子电池或电池组。7.根据权利要求1所述的浸没式冷却电池热失控性能测试系统，其特征在于，所述电池充放电控制测试模块包括：充放电控制电路，与所述电池的正负极极柱连接，用于给所述电池充放电；主控制器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：白盼星，刘明义，徐若晨，贾志全，孙周婷，王佳运，张江涛，刘大为，裴杰，曹传钊，曹曦，朱勇，段召容，杨超然，平小凡，成前，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：