【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体涉及电池包用耐火材料的热失控防护性能的测试装置和测试方法。
技术介绍
1、动力电池系统的安全问题是电动汽车行业最为关注的问题之一。电池包中的电芯在各种机械诱因(电池碰撞挤压、针刺等)和电化学诱因(电池过充过放、快充、低温充电、自引发内短路等)的影响下可能会发生热失控。当一个电芯发生热失控之后，相邻电芯受影响后可能相继发生热失控，导致热失控蔓延，最终引发安全事故。
2、为了避免电芯发生热失控后烧穿电池包外壳造成火焰从非泄压阀处外泄或导致电池包外壳温度过高而造成车辆其他部分被点燃或过早被点燃，通常会在电池包外壳和电芯之间设置耐火材料制成的阻隔层，以保证在预定的时间内热失控被限制在电池包内部。目前，针对热失控蔓延的测试，还没有用于耐火材料的材料级别的热失控防护性能测试标准。在动力电池系统的开发过程中，往往需要选取多种耐火材料进行电池包级别的热失控蔓延测试，以确定合适的热失控防护设计方案。由于需要针对不同厚度的多种耐火材料分别进行多次验证，电池包级别的测试无疑需要投入大量的时间和成本。此外，对于电池包级别的测试，仅能在测试结束后拆开电池包观察耐火材料的状态，无法直观地观察到耐火材料在测试过程中的表现。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题，提出一种电池包用耐火材料的热失控防护性能的测试装置和测试方法。
2、为此，本专利技术的第一方面提供了一种电池包用耐火材料的热失控防护性能的测试方法，所述测试方法包括：步骤a：
3、上述测试方法包括同时朝向样品喷射火焰和加压空气可以较好地模拟实际电芯热失控时引起的高温、火焰以及颗粒喷射等影响，从而可以全面地评估耐火材料的热失控防护性能，进而允许以标准化的测试流程较好地预测不同耐火材料在实际电池包中的电芯发生热失控的情况下的表现。这种测试方法所获得的耐火材料的测试结果与耐火材料在高能量密度化学体系(比如ncm811和ncm622体系)的电池包的实际热失控中表现的性能较为吻合，特别适用于评估耐火材料在高能量密度化学体系的电池包中的热失控防护表现。
4、根据上述技术构思，本专利技术的第一方面可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。
5、在一些可选形式中，所述火焰喷射模块配置成用于喷射氧乙炔焰。氧乙炔焰的温度较高且能量密度高，在朝向样品喷射时氧乙炔焰能够向样品的较大区域释放大量能量，更符合电芯、特别是高能量密度化学体系的电芯热失控时的能量释放水平。
6、在一些可选形式中，所述步骤c包括：在所述样品处于所述目标位置时相继执行多个循环，其中，每个循环包括先朝向所述样品喷射火焰持续第一时间段，然后同时朝向所述样品喷射火焰和加压空气持续第二时间段。
7、在一些可选形式中，所述预定温度在1000℃至1400℃的范围内。
8、在一些可选形式中，所述步骤c包括：通过温度感测模块确定所述火焰前方达到第一预定温度的第一目标位置以及达到第二预定温度的第二目标位置，其中，所述第二预定温度低于所述第一预定温度。
9、在一些可选形式中，所述第一预定温度在1000℃至1400℃的范围内，所述第二预定温度在600℃至900℃的范围内。
10、在一些可选形式中，所述步骤c包括：将所述样品置于所述第一目标位置，在所述样品处于所述第一目标位置时相继执行多个循环，其中，每个循环包括先朝向所述样品喷射火焰持续第一时间段，然后同时朝向所述样品喷射火焰和加压空气持续第二时间段；以及将所述样品从所述第一目标位置移动到所述第二目标位置，在所述样品处于所述第二目标位置时仅朝向所述样品喷射火焰持续第三时间段。
11、通过调整样品的位置来调整火焰对样品施加的温度环境，可以使得温度调整的操作更方便更快速，同时当样品移动到对应于较低温度的第二目标位置时，样品将远离所喷射的火焰，也可以避免火焰对样品的冲刷，更符合实际电芯热失控的情况。
12、在一些可选形式中，所述第二时间段短于所述第一时间段。
13、在一些可选形式中，在所述步骤c中，所述加压空气的气压大于等于7bar。
14、在一些可选形式中，所述方法还包括调整所述空气喷射模块以允许：所述加压空气和所述火焰朝向所述样品的相同区域喷射；且/或所述加压空气的喷射方向与所述火焰的喷射方向之间的夹角在30°到60°之间。
15、本专利技术的第二方面提供了一种电池包用耐火材料的热失控防护性能的测试装置，其包括：承载模块，所述承载模块包括承载板，耐火材料制成的样品适于固定至所述承载板的第一侧面；火焰喷射模块，所述火焰喷射模块配置成用于朝向所述样品喷射火焰；空气喷射模块，所述空气喷射模块配置成用于朝向所述样品喷射加压空气；以及温度感测模块，所述温度感测模块配置成用于确定所述火焰前方达到预定温度的目标位置以及感测所述承载板的与所述第一侧面相反的第二侧面的温度。
16、上述测试装置通过朝向样品喷射火焰和加压空气可以较好地模拟实际电芯热失控时引起的高温、火焰以及颗粒喷射等影响，可较好地预测不同耐火材料在实际电池包的电芯发生热失控的情况下的表现。此外，该测试装置的结构简单，成本较低。
17、根据上述技术构思，本专利技术的第二方面可进一步包括任何一个或多个如下的可选形式。
18、在一些可选形式中，所述温度感测模块包括第一温度感测单元和第二温度感测单元，所述第一温度感测单元配置成用于确定所述火焰前方达到所述预定温度的目标位置，所述第二温度感测单元配置成用于感测所述承载板的所述第二侧面的温度。
19、在一些可选形式中，所述火焰喷射模块包括氧气源、乙炔源、氧气流量计、乙炔流量计以及焰炬，所述氧气流量计的进气端和出气端分别与所述氧气源和所述焰炬连接，所述乙炔流量计的进气端和出气端分别与所述乙炔源和所述焰炬连接。
20、在一些可选形式中，所述空气喷射模块包括空气压缩机或压缩空气钢瓶、压力表和喷嘴，所述压力表的进气端与所述空气压缩机或压缩空气钢瓶连接，所述压力表的出气端与所述喷嘴连接。
21、在一些可选形式中，所述喷嘴定向成允许：所述加压空气和所述火焰朝向所述样品的相同区域喷射；且/或所述加压空气的喷射方向与所述火焰的喷射方向之间的夹角在30°到60°之间。
22、根据本专利技术的电池包用耐火材料的热失控防护性能的测试方法和测试装置可以较好地模拟电芯热失控时对电芯喷发口正对面的耐火材料的影响，可以较好地本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池包用耐火材料的热失控防护性能的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述火焰喷射模块(120)配置成喷射氧乙炔焰。
3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤c包括：在所述样品(20)处于所述目标位置时相继执行多个循环，其中，每个循环包括先朝向所述样品(20)喷射火焰持续第一时间段(t1)，然后同时朝向所述样品(20)喷射火焰和加压空气持续第二时间段(t2)。
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述预定温度(T)在1000℃至1400℃的范围内。
5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤c包括：通过温度感测模块(140)确定所述火焰前方达到第一预定温度(T1)的第一目标位置(P1)以及达到第二预定温度(T2)的第二目标位置(P2)，其中，所述第二预定温度(T2)低于所述第一预定温度(T1)。
6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述第一预定温度(T1)在1000℃至1400℃的范围内，所述第二预定温度(T2)在6
7.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述步骤c包括：
8.根据权利要求3或7所述的测试方法，其特征在于，所述第二时间段(t2)短于所述第一时间段(t1)。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤c中，所述加压空气的气压大于等于7bar。
10.根据权利要求1至7中的任一项所述的测试方法，其特征在于，所述方法还包括调整所述空气喷射模块(130)以允许：
11.一种电池包用耐火材料的热失控防护性能的测试装置(10)，包括：
12.根据权利要求11所述的测试装置(10)，其特征在于，所述温度感测模块(140)包括第一温度感测单元和第二温度感测单元(141)，所述第一温度感测单元配置成用于确定所述火焰前方达到所述预定温度(T；T1、T2)的目标位置，所述第二温度感测单元(141)配置成用于感测所述承载板(112)的所述第二侧面(114)的温度。
13.根据权利要求11或12所述的测试装置(10)，其特征在于，所述火焰喷射模块(120)包括氧气源(121)、乙炔源(122)、氧气流量计(123)、乙炔流量计(124)以及焰炬(125)，所述氧气流量计(123)的进气端和出气端分别与所述氧气源(121)和所述焰炬(125)连接，所述乙炔流量计(124)的进气端和出气端分别与所述乙炔源(122)和所述焰炬(125)连接。
14.根据权利要求11或12所述的测试装置(10)，其特征在于，所述空气喷射模块(130)包括空气压缩机(131)或压缩空气钢瓶、压力表(132)和喷嘴(133)，所述压力表(132)的进气端与所述空气压缩机(131)或压缩空气钢瓶连接，所述压力表(132)的出气端与所述喷嘴(133)连接。
15.根据权利要求14所述的测试装置(10)，其特征在于，所述喷嘴(133)定向成允许：所述加压空气和所述火焰朝向所述样品(20)的相同区域喷射；且/或所述加压空气的喷射方向与所述火焰的喷射方向之间的夹角(α)在30°到60°之间。
...【技术特征摘要】
1.一种电池包用耐火材料的热失控防护性能的测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述火焰喷射模块(120)配置成喷射氧乙炔焰。
3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤c包括：在所述样品(20)处于所述目标位置时相继执行多个循环，其中，每个循环包括先朝向所述样品(20)喷射火焰持续第一时间段(t1)，然后同时朝向所述样品(20)喷射火焰和加压空气持续第二时间段(t2)。
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述预定温度(t)在1000℃至1400℃的范围内。
5.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述步骤c包括：通过温度感测模块(140)确定所述火焰前方达到第一预定温度(t1)的第一目标位置(p1)以及达到第二预定温度(t2)的第二目标位置(p2)，其中，所述第二预定温度(t2)低于所述第一预定温度(t1)。
6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述第一预定温度(t1)在1000℃至1400℃的范围内，所述第二预定温度(t2)在600℃至900℃的范围内。
7.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于，所述步骤c包括：
8.根据权利要求3或7所述的测试方法，其特征在于，所述第二时间段(t2)短于所述第一时间段(t1)。
9.根据权利要求1至7中的任一项所述的测试方法，其特征在于，在所述步骤c中，所述加压空气的气压大于等于7bar。
10.根据权利要求1至7中的任一项所述的测试方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙为，李兴佳，李才云，李钟昊，李兵，宋秀敏，
申请(专利权)人：标致雪铁龙汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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