一种储能锂离子电池热失控模拟实验平台与实验方法技术

本发明专利技术公开了一种储能锂离子电池热失控模拟实验平台与试验方法，平台包括实验本体和透明上盖，实验本体设置有三个竖向槽，各竖向槽都分为连通的左右两部分，其中一部分作为实验槽、另一部分作为探测槽；实验槽分别作为电池单体的过流实验槽、过热实验槽和对比实验槽；过流实验槽和对比实验槽的槽底分别设置有用于给电池电芯通电的正负电极，过热实验槽的侧壁设置有用于给电池单体加热的加热片；各实验槽的侧壁分别设置有可与外界连通的排气孔和压力孔；各探测槽内均设置有电压传感器、气压传感器、电流传感器和温度传感器。可对电池单体进行过流、过热及热蔓延多种模拟实验，为针对性的开发储能锂离子电池热失控检测预警装置提供实验依据。装置提供实验依据。装置提供实验依据。

【技术实现步骤摘要】
一种储能锂离子电池热失控模拟实验平台与实验方法


[0001]本专利技术属于储能电站锂离子电池热失控研究领域，具体为一种储能锂离子电池热失控模拟实验平台与实验方法。

技术介绍

[0002]近年来储能电站火灾事故频发，储能电站的安全问题已引起了社会各界的重视。尽管导致储能安全事故的诱因众多，如电池管理系统、电缆线束、预警监控消防系统、运行环境、安全管理等因素，但业内专家普遍认为引发储能安全事故的首要原因还是锂离子电池本体热失控引发。
[0003]国内外学者对锂离子电池热失控行为进行了研究，将电池温度、电压、电流以及副反应所释放出来的气体以及烟雾成分作为电池热失控辨识与诊断参数，来实现锂离子电池热失控早期预警。基于此，常见热隐患监测装置主要分为基于电池管理系统的热失控预警装置、基于烟雾检测的热失控预警装置以及基于气体检测的热失控监测预警装置。
[0004]由于对锂离子电池热热失控发生机理的研究的不足，目前对锂离子电池热失控的预警技术也存在着一定的空缺。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可为储能锂离子电池热失控检测预警装置提供实验依据的实验平台及实验方法。
[0006]本专利技术提供的这种储能锂离子电池热失控模拟实验平台，包括实验本体和透明上盖，实验本体设置有三个竖向槽，各竖向槽都分为连通的左右两部分，其中一部分作为实验槽、另一部分作为探测槽；实验槽分别作为电池单体的过流实验槽、过热实验槽和对比实验槽；过流实验槽和对比实验槽的槽底分别设置有用于给电池电芯通电的正负电极，过热实验槽的侧壁设置有用于给电池单体加热的加热片；各实验槽的侧壁分别设置有可与外界连通的排气孔和压力孔；各探测槽内均设置有电压传感器、气压传感器、电流传感器和温度传感器。
[0007]上述平台实施时，所述过流实验槽和过热实验槽错开布置，对比实验槽和过热实验槽正对布置。
[0008]上述平台实施时，所述过流实验槽的侧壁上设有若干竖向或者横向的气流凹槽。
[0009]上述平台实施时，所述过热实验槽与对比实验槽之间设置有可更换的活动隔板。
[0010]上述平台实施时，各探测槽内均设置有扰流风扇。
[0011]上述平台实施时，各实验槽的侧壁均设置有灭火装置。
[0012]上述平台实施时，所述排气孔通过外接管件连通外置的气体成分检测室，气体成分检测室内设置粒子计数器和气体传感器。
[0013]上述平台实施时，所述透明上盖采用防爆玻璃制作，其上安装摄像装置。
[0014]本专利技术提供的这种利用上述实验平台进行储能锂离子电池热失控模拟实验的方
法，包括以下步骤：
[0015]一、针对电池单体的过流实验
[0016](1)在过流实验槽内放置电池单体,盖合透明上盖并密封；
[0017](2)电池单体初始化充电；
[0018](3)电池单体恒流充电；
[0019](4)观察并记录实验过程中与过流实验槽连通的探测室内各传感器数据，以及电池单体泄压阀的开启时间，且泄压阀打开时停止恒流充电；
[0020](5)每间隔一个设定时间，打开对应的排气孔通过外接管件将实验槽内的气体导入气体成分检测室内进行气体成分分析，并记录分析结果；
[0021](6)更换电池单体重复多次实验，通过多次记录的实验数据及分析结果总结锂离子电池过流的规律；
[0022]二、针对电池单体的过热实验
[0023](1)在过热实验槽内放置电池单体，盖合透明上盖并密封；
[0024](2)电池单体初始化充电；
[0025](3)通过加热片对电池单体加热，使其匀速升温至设定的温度；
[0026](4)记录实验过程中与过热实验槽连通的探测室内各传感器数据，以及电池单体泄压阀的开启时间，且泄压阀打开时停止加热；
[0027](5)每间隔一个设定时间，打开对应的排气孔通过外接管件将过热实验槽内的气体导入气体成分检测室内进行气体成分分析，并记录分析结果；
[0028](6)更换电池单体重复多次实验，通过多次记录的实验数据及分析结果总结锂离子电池过热的规律；
[0029]三、针对电池单体的对比实验
[0030](1)在过热实验槽内和对比实验槽内分别放置电池单体，盖合透明盖并密封；
[0031](2)对过热实验槽内的电池单体进行过热实验；
[0032](3)通过摄像装置观察两个电池单体的状态，并记录实验过程中过热实验槽和对比实验槽对应对的探测室内各传感器数据，以及电池单体泄压阀的开启时间；
[0033](4)每间隔一个设定时间，打开对应的排气孔通过外接管件将实验槽内的气体导入气体成分检测室内进行气体成分分析，并记录分析结果。
[0034]本专利技术基于锂离子电池热失控的机理，将实验本体集成过流实验槽、过热实验槽和对比实验槽，可对电池单体进行过流、过热及热蔓延多种模拟实验，实验过程中可自动监测相应实验槽内的电压、气压、电流和温度参数，同时监测分析三种热失控形式的热失控产物，为针对性的开发储能锂离子电池热失控检测预警装置提供实验依据，弥补锂离子电池热失控预警技术存在的空缺。
附图说明
[0035]图1为本专利技术一个实施例的结构示意图(未示出透明上盖)。
[0036]图2为图1将过流实验槽及其连通的探测槽纵剖后的示意图。
具体实施方式
[0037]如图1、图2所示，本实施例公开的这种储能锂离子电池热失控模拟实验平台，包括实验本体1和透明上盖。
[0038]实验本体1为方形体，设置有三个依次排布的竖向槽，各竖向槽都分隔为连通的左右两部分，其中一部分作为实验槽、另一部分作为探测槽，用于探测实验槽的参数。竖向槽的两侧壁分别设置挡柱DZ，通过挡柱之间的间距作为实验槽与探测槽的气流通道。
[0039]实验槽分别作为电池单体的过流实验槽11、过热实验槽12和对比实验槽13，过流实验槽11和过热实验槽12错开布置，对比实验槽13和过热实验槽12正对布置。
[0040]过流实验槽11的侧壁上设有若干竖向的气流凹槽111，有利于实验过程中的气流流通。
[0041]过热实验槽12与对比实验槽13之间设置有可更换的活动隔板14。
[0042]过流实验槽11和对比实验槽13的槽底分别设置有用于给电池电芯通电的正、负电极15，实验时，电池单体直接放置在实验槽内，实验设备通电即可接通电芯。
[0043]过热实验槽12的侧壁设置有用于给电池单体加热的加热片16，通过更换不同导热系数的可更换活动隔板14可以模拟电芯不同程度条的热失控蔓延。
[0044]各实验槽的侧壁均设置有灭火装置17，在电池单体泄压阀开启后若有明火，开启灭火装置扑灭实验槽内的明火。
[0045]每个探测槽内均设置有电压传感器、气压传感器、电流传感器和温度传感器(图中仅给出一个示意)，以实时监测实验槽内的参数情况。
[0046]各探测槽内均设置有扰流风扇(图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能锂离子电池热失控模拟实验平台，其特征在于：该平台包括实验本体和透明上盖，实验本体设置有三个竖向槽，各竖向槽都分为连通的左右两部分，其中一部分作为实验槽、另一部分作为探测槽；实验槽分别作为电池单体的过流实验槽、过热实验槽和对比实验槽；过流实验槽和对比实验槽的槽底分别设置有用于给电池电芯通电的正负电极，过热实验槽的侧壁设置有用于给电池单体加热的加热片；各实验槽的侧壁分别设置有可与外界连通的排气孔和压力孔；各探测槽内均设置有电压传感器、气压传感器、电流传感器和温度传感器。2.如权利要求1所述的储能锂离子电池热失控模拟实验平台，其特征在于：所述过流实验槽和过热实验槽错开布置，对比实验槽和过热实验槽正对布置。3.如权利要求2所述的储能锂离子电池热失控模拟实验平台，其特征在于：所述过流实验槽的侧壁上设有若干竖向或者横向的气流凹槽。4.如权利要求3所述的储能锂离子电池热失控模拟实验平台，其特征在于：所述过热实验槽与对比实验槽之间设置有可更换的活动隔板。5.如权利要求4所述的储能锂离子电池热失控模拟实验平台，其特征在于：各探测槽内均设置有扰流风扇。6.如权利要求5所述的储能锂离子电池热失控模拟实验平台，其特征在于：各实验槽的侧壁均设置有灭火装置。7.如权利要求6所述的储能锂离子电池热失控模拟实验平台，其特征在于：所述排气孔通过外接管件连通外置的气体成分检测室，气体成分检测室内设置粒子计数器和气体传感器。8.如权利要求7所述的储能锂离子电池热失控模拟实验平台，其特征在于：所述透明上盖采用防爆玻璃制作，其上安装有摄像装置。9.一种利用权利要求8所述实验平台进行储能锂离子电池热失控模拟实验的方法，包括以下步骤：一、针对电池单体的过流实验(1)在过流实验槽内...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗磊鑫，杨力帆，周鲲，张兴伟，王立娜，谭丽平，徐志强，彭昊，刘立洪，罗正经，黄芬芳，贺丽，唐立松，黄冬冬，
申请(专利权)人：湖南经研电力设计有限公司，
类型：发明
国别省市：