[發明專利]一種檢測鋰離子電池熱失控擴散的測試平臺和測試方法

有效

• 申請號: 201611201012.6
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106646257B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 崔義;唐玲;劉寶;盧世剛
• 申請（專利權）人: 國聯汽車動力電池研究院有限責任公司
• 主分類號: G01R31/392
• 分類號: G01R31/392
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君

本發明提供一種檢測鋰離子電池熱失控擴散的測試平臺，包括放置待測試電池模塊的防爆型環境箱、短路設備和充放電設備，所述短路設備通過導線與防爆型環境箱內待測試電池連接，所述充放電設備通過導線與防爆型環境箱內待測試電池模塊連接，所述防爆型環境箱頂部設置有高速攝像機；所述防爆型環境箱的氣體出口連接有煙霧分析裝置。本發明所提供的測試平臺具備以下優點：提供了鋰離子電池熱失控擴散研究的主要項目測試平臺，做到了整體測試以及數據采集的集成。采用本發明提出的測試方法，可以建立鋰離子動力電池熱失控擴散研究方法，確定預測熱失控蔓延到電池模塊時間的所需采集的數據，分析規律，建立預測模型。

技術領域

本發明屬于二次電池領域，具體涉及一種鋰離子電池安全性能測試的設備和測試的方法。

背景技術

鋰離子動力電池作為新能源汽車的核心部件，其安全性問題一直備受關注，然后隨著新能源汽車產銷量的快速增長，安全事故也有明顯增多。據不完全統計，從2011年截至到2015年底，國內外累積發生電動汽車安全事故39例。由此可以推斷通過了安全法規標準測試后的鋰離子電池產品依然存在發生安全問題的風險。并且鋰離子動力電池相比于手機、筆記本電腦用鋰電池的能量密度更高，因此安全風險也更高。

目前對于鋰離子單體電池的熱失控的研究較多(Journal of Power Sources2003,119–121(0),821-825；Journal of Power Sources 2012,210(0),243-253；Journalof Power Sources 2006,161(2),1341-1345.)，而對于電池模塊或者電池系統的熱失控試驗以及其中某個電池或電池模塊發生熱失控后擴展研究很少(《中國測試》,2015,41(5):125-128),研究的激發方法相對單一。新能源汽車上往往需要裝配數百甚至數千只鋰離子動力電池，如果其中一只電池發生熱失控，很容易將熱量傳導到周圍的電池而造成熱失控的擴散，從而引起連鎖反應，發生更為劇烈的起火和爆炸。然而，現行標準中缺乏鋰離子動力電池熱失控造成電池系統和整車發生燃燒事故的安全測試，即缺乏熱失控擴散相關的檢測項目，該類檢測項目可以提出基本的防護及逃生時間要求。

發明內容

針對本技術領域存在的不足之處，本發明的目的是建立多種熱失控激發方式的鋰離子電池熱失控擴散的研究方法并建立測試平臺，應用于以下方面：

(1)建立鋰離子動力電池熱失控擴散的研究方法，可以為相關企業對于電池模塊和電池系統的安全設計提供建議方案，并提供安全設計的驗證方法；

(2)鋰離子動力電池安全等級劃分以及熱失控擴散的研究，可以為相關標準的制定提供參考依據。

實現本發明上述目的技術方案為：

一種檢測鋰離子電池熱失控擴散的測試平臺，包括放置待測試電池模塊的防爆型環境箱、短路設備和充放電設備，所述短路設備通過導線與防爆型環境箱內待測試電池連接，所述充放電設備通過導線與防爆型環境箱內待測試電池模塊連接；

所述防爆型環境箱頂部設置有高速攝像機；所述防爆型環境箱的氣體出口連接有煙霧分析裝置。

進一步地，所述充放電設備連接有數據采集單元，所述數據采集單元連接有多個熱電偶；所述防爆型環境箱內設置有加熱板，加熱板可緊貼激發電池表面進行加熱；

其中，所述防爆型環境箱的氣體出口通過管路連接有氣相色譜質譜聯用儀(GCMS)或氣體分析儀。

一種檢測鋰離子電池熱失控擴散的測試方法，包括以下測試項目：電池模塊的短路激發、電池模塊的過充電激發、電池模塊的過放電激發、電池模塊的加熱激發；

在測試中獲取電池模塊的溫度、外觀、電壓隨時間變化的數據，確定電池模塊的熱失控擴散過程狀態參數。

進一步地，所述電池模塊的短路激發測試條件為：