一种用于锂电池热失控和产气试验的测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于锂电池热失控和产气试验的测量装置及方法，所述测量装置为通过主控制模块控制的多级罐设置，所述多级罐包括通过气体管道连接的一级罐和二级罐；其中，所述一级罐为绝热加速测量仪，其内放置待测锂电池；所述二级罐为高压气体罐；所述一级罐和所述二级罐的上盖上均设置有传感器，所述传感器包括温度传感器和压力传感器；所述气体管道上设置有阀门和泄压片；所述传感器

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂电池热失控和产气试验的测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及锂电池热失控
，尤其是涉及一种用于锂电池绝热热失控和产气测量装置及方法
。

技术介绍

[0002]近年来，锂电池产业跨越式发展，产业规模世界领先，成为引领汽车电动化和新型储能的核心推动力
。
大容量和高能量密度的发展方向也增加了电芯热失控的能量，影响了用户对锂电池安全性的信心
。
[0003]锂电池热失控会产生大量热量和可燃气体，极易诱发整包热失控
。
评估锂电池热失控过程关键参数对锂电池的热管理及安全预警有重要意义
。
[0004]目前针对单体电池的热失控研究主要使用设备是绝热加速量热仪，在绝热状态下对电池进行测试，获取如自热温度
、
触发温度
、
最高温度
、
反应放热量等关键参数；同时通过密闭容器压力和温度检测，通过理想状态气体方程进行计算产气量，通过收集气体和粉体等产物分析，研究单体电池的热安全性能及评估电池热失控后对整包的影响
。
[0005]目前市场上的绝热加速量热仪设备尚无法覆盖大容量高镍三元电池的试验需求，国内外厂家针对设备进行了改进，有的设备采用扩大绝热腔的方式提升测试能力，有的设备采用罐中罐的方式提升测试能力，也有设备采用绝热开放测试和产气密闭测试分开试验的方法提升设备能力
。
这些方法在提升设备能力的同时也带来了一些问题：如扩大绝热腔后绝热跟随速率和腔体内温度均匀性均受到影响；罐中罐的方法无法很好的进行绝热试验，同时也无法进行大尺寸和大容量电池试验等问题；分开测试则存在增加测试数量
、
不同电芯一致性不同
、
反应过程存在差异的问题
。
[0006]因此，亟需设计一种适用于大容量锂电池绝热热失控和产气测量装置及方法
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供了一种用于锂电池热失控和产气试验的测量装置及方法，以解决现有测量技术无法对大容量电池进行绝热热失控及产气测试分析的问题
。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于锂电池热失控和产气试验的测量装置，所述测量装置为通过主控制模块控制的多级罐设置，所述多级罐包括通过气体管道连接的一级罐和二级罐；
[0010]其中，所述一级罐为绝热加速测量仪，其内放置待测锂电池；所述二级罐为高压气体罐；所述一级罐和所述二级罐的上盖上均设置有传感器，所述传感器包括温度传感器和压力传感器；
[0011]所述气体管道上设置有阀门和泄压片；
[0012]优选地，所述二级罐为多个参数相同的依次串接的高压气体罐，相邻两个高压气
体罐之间通过气体管道连接
。
[0013]优选地，所述上盖上设置有安全阀和进排气电磁阀
。
[0014]优选地，所述安全阀和进排气电磁阀为冗余设置
。
[0015]优选地，所述上盖上还设置有照明装置和监控装置
。
[0016]优选地，所述温度传感器为设置在罐体内的分布式温度传感器组件，用于测量罐体内的气体温度分布
。
[0017]优选地，所述二级罐还外接有真空负压装置，用于在锂电池热失控和产气试验时，将所述二级罐抽负压，并通过打开气体管道上的阀门，使得产气进入二级罐
。
[0018]优选地，所述泄压片为可更换的常闭泄压片
。
[0019]根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于锂电池热失控和产气试验的测量方法，采用上述测量装置进行锂电池热失控和产气试验，试验内容包括锂电池绝热热失控
、
绝热过充热失控
、
绝热保温热失控及不同阶段产气状态测试分析
。
[0020]优选地，对于不同试验内容中的产气数据计算方法具体为：
[0021]通过测量多级罐内的气体温度
、
压力值监腔罐体内的气体数据，通过理想状态气体方程计算产气数据，分级进行产气计算求和得到最终的产气数据
。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023](2)
本专利技术无需对现有绝热加速量热仪进行腔体尺寸放大，减少因加大腔体导致的绝热跟踪不佳和温度分布不均的影响，通过多级罐和多个压力传感器及温度传感器的分级计算，实现大容量电池的产气准确测量，可较好的绝热条件下满足目前大容量电池绝热热失控及产气测试需求，可实现大容量锂电池绝热热失控
、
绝热过充热失控
、
绝热保温热失控及不同阶段产气状态测试分析
。
[0024](2)
可依据实际锂电池的大小情况调整串接的二级罐数量，灵活性更高
。
[0025](3)
冗余设置的安全阀和进排气电磁阀，提升了装置安全性
。
[0026](4)
采用分布式温度传感器组件测量罐体内的气体温度分布，避免了温度不均，影响锂电池试验准确性
。
[0027](5)
二级罐外接真空负压装置，可在锂电池热失控和产气试验时，将二级罐抽负压，并通过打开气体管道上的阀门，使得产气进入二级罐，提高了后续产气量计算的准确性
。
附图说明
[0028]图1为实施例1中的测量装置结构示意图；
[0029]图2为实施例1中的上盖中元件布设示意图；
[0030]图3为实施例1中的温度传感器布设示意图；
[0031]图4为实施例2中的测量装置结构示意图；
[0032]附图标记：1‑
一级罐；2‑
二级罐；3‑
上盖，
31
‑
温度传感器，
32
‑
压力传感器，
33
‑
安全阀，
34
‑
进排气电磁阀，
35
‑
安全阀，
36
‑
照明模块，
37
‑
监控模块；4‑
阀门；5‑
泄压片；6‑
气体管道
。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例
。
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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本专利技术保护的范围
。
[0034]实施例1[0035]如图1所示，本实施例给出了一种用于锂电池热失控和产气试验的测量装置，以解决现有测量技术无法对大容量电池进行绝热热失控及产气测试分析的问题
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于锂电池热失控和产气试验的测量装置，其特征在于，所述测量装置为通过主控制模块控制的多级罐设置，所述多级罐包括通过气体管道
(6)
连接的一级罐
(1)
和二级罐
(2)
；其中，所述一级罐
(1)
为绝热加速测量仪，其内放置待测锂电池；所述二级罐
(2)
为高压气体罐；所述一级罐
(1)
和所述二级罐
(2)
的上盖
(3)
上均设置有传感器，所述传感器包括温度传感器
(31)
和压力传感器
(32)
；所述气体管道
(6)
上设置有阀门
(4)
和泄压片
(5)。2.
根据权利要求1所述的一种用于锂电池热失控和产气试验的测量装置，其特征在于，所述二级罐
(2)
为多个参数相同的依次串接的高压气体罐，相邻两个高压气体罐之间通过气体管道
(6)
连接
。3.
根据权利要求1所述的一种用于锂电池热失控和产气试验的测量装置，其特征在于，所述上盖
(3)
上设置有安全阀
(33)
和进排气电磁阀
(34)。4.
根据权利要求3所述的一种用于锂电池热失控和产气试验的测量装置，其特征在于，所述安全阀
(33)
和进排气电磁阀
(34)
为冗余设置
。5.
根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭阳阳，宁宝星，余卓平，谢先宇，叶际平，韩广帅，王文韵，
申请(专利权)人：上海机动车检测认证技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：