一种电化学储能电池燃烧测试装置及方法制造方法及图纸

一种电化学储能电池燃烧测试装置及方法，装置包括装夹机构

【技术实现步骤摘要】
一种电化学储能电池燃烧测试装置及方法


[0001]本专利技术属于储能电池燃烧测试
，特别是涉及一种电化学储能电池燃烧测试装置及方法
。

技术介绍

[0002]近年来，在“碳达峰
、
碳中和”的背景下，随着风能
、
光伏能等发电量的逐年增大，为实现新能源并网运行，对构建新型电力系统存在迫切需求
。
[0003]目前，以锂离子电池
、
钠离子电池等为代表的电化学储能电池，已经在风光配储的电力储能
、
工业厂区及大型商业综合体的工商业储能
、
电动汽车及电动自行车充电桩配套的分布式储能等领域广泛应用
。
[0004]然而，电化学储能电池本身作为含能元件，客观存在放电
、
起火的风险，电化学储能电池的正
/
负极材料
、
电解液等均为可燃易燃材料，一旦发生燃烧存在较高甚至爆炸的风险
。
[0005]因此，研究电化学储能电池的燃烧特性，对电池的早期火灾征兆
、
燃烧蔓延特性
、
火灾爆炸风险进行定量测试具有重要意义，为规范电化学储能电池的安全应用具有较好的支撑作用
。
[0006]现阶段，由于电化学储能电池体系构成各异，且其火灾过程包含有气态火灾
、
液体火灾
、
固体火灾及金属火灾多种类型，而传统的用于测试材料燃烧过程的实验装置及方法，难以兼顾电化学储能电池的火灾特性
。
[0007]其中，测量材料燃烧产热的常用实验装置包括锥形量热仪
、ISO9705
全尺寸量热仪等
。
然而，电池燃烧过程不同于一般材料燃烧，其受热开阀前无明火产生，开阀后电解液
、
可燃气等猛烈喷出，发生剧烈燃烧，并且还受到燃烧速度快
、
单位时间热值高
、
可燃物受电池电量等因素影响，造成燃烧过程存在较大差异
。
[0008]因此，采用传统的锥形量热仪
、ISO9705
全尺寸量热仪等等常用实验装置，难以适应电化学储能电池的特殊燃烧过程的测试要求，存在测试燃烧的瞬态值超量程或测量精度不足等问题
。
[0009]此外，传统的燃烧状态测量方法基于氧耗原理，通过测量采样气中氧气浓度来测量燃烧过程的产热值，但传统的工业用氧浓度传感器难以兼顾精度和量程的要求，会导致传统的燃烧状态测量方法难以满足电化学储能电池燃烧测试要求
。
[0010]同时，由于不同电化学储能电池之间的电池体系
、
电量等参数各异，因而会导致电池热失控燃烧过程也存在较大差异，并且电能会对热失控
、
开阀
、
喷射
、
燃烧的过程产生影响，进而导致各种电化学储能电池的燃烧过程具有一定的特殊性
。
[0011]因此，为科学合理的评估电化学储能电池的燃烧危险性，提升电化学储能电池的安全水平，迫切需要一种能够科学
、
准确描述电化学储能电池热失控燃烧过程的测试装置及方法
。

技术实现思路

[0012]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种电化学储能电池燃烧测试装置及方法，能够通过数据分析反馈，实现对电化学储能电池运行过程热失控燃烧的测试，可将电池燃烧测试过程的参数通过数据分析处理反馈到控制环节，更为有效的测试电池在储能系统运行过程中发生热失控燃烧过程的状况，为科学有效的评估整个电化学储能电池系统的安全性提供更有价值的依据
。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电化学储能电池燃烧测试装置，包括装夹机构
、
加热板
、
点火机构
、
防护机构
、
充放电机
、
红外热成像仪
、
烟气分析仪及计算机；所述装夹机构内部用于夹持固定燃烧测试用的电池，所述加热板设置在电池与装夹机构之间；所述点火机构位于电池上方；所述防护机构位于装夹机构外部；所述充放电机与电池的极柱通过导线进行连接；在所述电池上方设置有集烟罩，集烟罩与烟道相连通，在烟道上连接有烟道内气体引出管，烟道内气体引出管的气体出口与烟气分析仪的测量口相连；所述电池与集烟罩之间的空间作为烟气的上升空间，在电池与集烟罩之间还设有一根烟气直采管，烟气直采管一端管口位于烟气上升空间中，烟气直采管另一端管口伸出防护机构并与烟气分析仪的测量口相连；所述红外热成像仪位于防护机构外部，红外热成像仪的测量头与烟气上升空间正对；所述计算机位于防护机构外部，所述加热板
、
充放电机
、
红外热成像仪及烟气分析仪均与计算机进行通信连接
。
[0014]所述装夹机构包括左夹板
、
右夹板
、
左压板及右压板；所述电池和加热板并列设置，电池和加热板设置在左夹板与右夹板之间；所述左压板位于左夹板外侧，在左压板与左夹板之间设置有压力传感器，在压力传感器与左夹板之间设有隔热垫片；所述右压板位于右夹板外侧，在右压板与右夹板之间也设置有压力传感器，在压力传感器与右夹板之间也设置有隔热垫片；所述左压板与右压板之间通过多套螺栓组件固定相连，通过改变螺栓组件的旋紧力调整电池承受的夹紧力；所述压力传感器与计算机进行通信连接
。
[0015]所述点火机构包括支撑架
、
热面点火器和电弧点火器，所述支撑架固定在防护机构上，所述热面点火器和电弧点火器并列安装在支撑架上，热面点火器和电弧点火器的点火端均位于电池与集烟罩之间的烟气上升空间中；所述热面点火器和电弧点火器均与计算机进行通信连接
。
[0016]所述防护机构包括隔热支撑底座和防护网围挡，装夹有电池和加热板的装夹机构放置在隔热支撑底座上，所述防护网围挡布设在隔热支撑底座四周
。
[0017]一种电化学储能电池燃烧测试方法，采用了所述的电化学储能电池燃烧测试装置，包括如下步骤：
[0018]步骤一：先将需要燃烧测试的电池放置到隔热支撑底座上，然后将装夹机构与电池组装到一起，且组装过程中完成加热板的安装；
[0019]步骤二：当电池
、
加热板和装夹机构完成组装后，通过导线将电池的极柱与充放电机连接到一起；
[0020]步骤三：安装点火机构，首先将支撑架固定安装到隔热支撑底座上，随后将热面点火器和电弧点火器安装到支撑架顶部，保证热面点火器和电弧点火器的点火端准确位于电池与集烟罩之间的烟气上升空间中；
[0021]步骤四：安装防护网围挡，通过防护网围挡将隔热支撑底座及其上的所有测试设
备全部包围起来，实现设备与人员的隔离；
[0022]步骤五：先在烟道上安装烟道内气体引出管，然后将烟道内气体引出管的气体出口与烟气分析仪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电化学储能电池燃烧测试装置，其特征在于：包括装夹机构
、
加热板
、
点火机构
、
防护机构
、
充放电机
、
红外热成像仪
、
烟气分析仪及计算机；所述装夹机构内部用于夹持固定燃烧测试用的电池，所述加热板设置在电池与装夹机构之间；所述点火机构位于电池上方；所述防护机构位于装夹机构外部；所述充放电机与电池的极柱通过导线进行连接；在所述电池上方设置有集烟罩，集烟罩与烟道相连通，在烟道上连接有烟道内气体引出管，烟道内气体引出管的气体出口与烟气分析仪的测量口相连；所述电池与集烟罩之间的空间作为烟气的上升空间，在电池与集烟罩之间还设有一根烟气直采管，烟气直采管一端管口位于烟气上升空间中，烟气直采管另一端管口伸出防护机构并与烟气分析仪的测量口相连；所述红外热成像仪位于防护机构外部，红外热成像仪的测量头与烟气上升空间正对；所述计算机位于防护机构外部，所述加热板
、
充放电机
、
红外热成像仪及烟气分析仪均与计算机进行通信连接
。2.
根据权利要求1所述的一种电化学储能电池燃烧测试装置，其特征在于：所述装夹机构包括左夹板
、
右夹板
、
左压板及右压板；所述电池和加热板并列设置，电池和加热板设置在左夹板与右夹板之间；所述左压板位于左夹板外侧，在左压板与左夹板之间设置有压力传感器，在压力传感器与左夹板之间设有隔热垫片；所述右压板位于右夹板外侧，在右压板与右夹板之间也设置有压力传感器，在压力传感器与右夹板之间也设置有隔热垫片；所述左压板与右压板之间通过多套螺栓组件固定相连，通过改变螺栓组件的旋紧力调整电池承受的夹紧力；所述压力传感器与计算机进行通信连接
。3.
根据权利要求1所述的一种电化学储能电池燃烧测试装置，其特征在于：所述点火机构包括支撑架
、
热面点火器和电弧点火器，所述支撑架固定在防护机构上，所述热面点火器和电弧点火器并列安装在支撑架上，热面点火器和电弧点火器的点火端均位于电池与集烟罩之间的烟气上升空间中；所述热面点火器和电弧点火器均与计算机进行通信连接
。4.
根据权利要求1所述的一种电化学储能电池燃烧测试装置，其特征在于：所述防护机构包括隔热支撑底座和防护网围挡，装夹有电池和加热板的装夹机构放置在隔热支撑底座上，所述防护网围挡布设在隔热支撑底座四周
。5.
一种电化学储能电池燃烧测试方法，采用了权利要求1所述的电化学储能电池燃烧测试装置，其特征在于包括如下步骤：步骤一：先将需要燃烧测试的电池放置到隔热支撑底座上，然后将装夹机构与电池组装到一起，且组装过程中完成加热板的安装；步骤二：当电池
、
加热板和装夹机构完...

【专利技术属性】
技术研发人员：许磊，徐放，郑伟，蔡晶菁，尤明伟，唐皓，王勇俞，
申请(专利权)人：应急管理部沈阳消防研究所，
类型：发明
国别省市：