[發(fā)明專利]一種風(fēng)扇散熱紐扣電池控溫測試裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911308935.5
• 申請(qǐng)日: 2019-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN111025158A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張朋誠;單智偉;李灑;黃耀迪;劉征
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/378
• 分類號(hào): G01R31/378;G01R31/385;G05D23/19
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 弋才富

一種風(fēng)扇散熱紐扣電池控溫測試裝置，包括溫控器和溫控腔室；溫控腔室分為結(jié)構(gòu)相同的正負(fù)極溫控腔；溫控腔的主體部分由外向內(nèi)依次為正負(fù)極散熱風(fēng)扇、正負(fù)極風(fēng)扇散熱塊、正負(fù)極制冷片和正負(fù)極蓄冷塊；溫控器包括制冷片控制模塊，感溫模塊和散熱監(jiān)測模塊；散熱監(jiān)測模塊連接溫控腔的正、負(fù)極散熱風(fēng)扇其供電；制冷片控制模塊連接正、負(fù)極制冷片，通過變換電流方向控制正、負(fù)極制冷片工作為制冷模式或加熱模式；當(dāng)散熱監(jiān)測模塊監(jiān)測到風(fēng)扇電流異常時(shí)，停止向制冷片供電；感溫模塊與正、負(fù)極溫度傳感器相連，并與制冷片控制模塊通訊，對(duì)比測量的溫度與設(shè)定值是否相同，進(jìn)而控制模塊啟動(dòng)或停止正、負(fù)極制冷片工作；本發(fā)明體積小、控溫準(zhǔn)確穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)扇散熱紐扣電池控溫測試裝置。

背景技術(shù)

在飛速發(fā)展的新能源領(lǐng)域，鋰離子電池由于其高比能量的特性，從諸多種類的二次電池中脫穎而出，成為一種熱門的能量存儲(chǔ)器件，在電動(dòng)車、電動(dòng)工具、電網(wǎng)儲(chǔ)能方面大范圍應(yīng)用。美中不足的是，組成鋰離子電池的電極材料、電解液和隔膜通常只能工作在較窄的溫度窗口，超出其溫度窗口將會(huì)帶來嚴(yán)重的損壞。例如，在較低溫度下工作，負(fù)極會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的析鋰，產(chǎn)生的鋰枝晶可能刺穿隔膜，導(dǎo)致內(nèi)部短路；在高溫情況下，電極材料可能會(huì)發(fā)生相變，電解液發(fā)生揮發(fā)或者氧化，隔膜可能失效。但鋰離子電池在應(yīng)用中需要能夠適用于較寬泛的溫度范圍。如在極寒地區(qū)的電動(dòng)汽車，電池需要能夠在-20℃仍然保持足夠的電量；而在熱帶地區(qū)，或者電池自身在工作中的發(fā)熱，要求電池在+50℃的溫度下能夠維持正常工作。因此，對(duì)于鋰離子電池的溫度特性研究，對(duì)其實(shí)際應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

實(shí)驗(yàn)室中，最常用的測試鋰電池性能的方式是試制鋰離子紐扣電池來進(jìn)行測試，這樣工藝簡單，成本低，周期短。現(xiàn)有的技術(shù)方案中，對(duì)于紐扣電池的溫度測試，一直采用將紐扣電池放入大型恒溫腔的方式進(jìn)行，恒溫腔通常使用壓縮機(jī)及冷風(fēng)來降溫，恒溫腔的價(jià)格高、體積龐大、調(diào)溫較慢、使用要求高，導(dǎo)致測試的效率較低，給實(shí)際使用帶來不便。因此針對(duì)紐扣電池的溫度測試問題進(jìn)行對(duì)比調(diào)研，通過關(guān)鍵詞檢索，專利號(hào)CN105700587A所列的專利就屬于恒溫腔測試類型，無法解決現(xiàn)有的問題；專利CN103487761所示的鋰離子溫控裝置，實(shí)際上只是鋰離子電池感溫腔，并不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控溫；CN107887672和CN206180060所包含的內(nèi)容，是電池?zé)峁芾淼囊环N控制策略，并非針對(duì)紐扣電池的溫控裝置。

小范圍的溫控中，尤其是小范圍的制冷，半導(dǎo)體制冷片是適宜的技術(shù)手段，半導(dǎo)體制冷片又名熱電制冷片，分為冷面和熱面，在通電后可以在兩面實(shí)現(xiàn)40℃左右的溫差，持續(xù)通電產(chǎn)生類似于熱量搬運(yùn)的效果，變換電流方向，可以控制制冷片一面加熱或制冷。針對(duì)半導(dǎo)體制冷片在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用，如CN106486719A，是基于半導(dǎo)體制冷片的動(dòng)力電池控制系統(tǒng)，但并非用于紐扣電池測試。CN203689188U是一種針對(duì)半導(dǎo)體器件的制冷裝置，但不需要對(duì)半導(dǎo)體材料通電，也只需要讓待測材料單面控溫，不能用于紐扣電池的測試。CN106876824所描述的裝置取得一定的改進(jìn)，但該裝置對(duì)電池的電學(xué)測試復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)；設(shè)置的絕緣層實(shí)際上會(huì)導(dǎo)致電池的溫度測量失真；裝置沒有保溫措施，所以溫度難以降低和保持；且沒有對(duì)制冷片做散熱保護(hù)，容易發(fā)生損壞，因此裝置整體的實(shí)用性不強(qiáng)。因此，需要設(shè)計(jì)一種效率高、體積小、控溫范圍廣、控溫準(zhǔn)確且穩(wěn)定、測試簡便易行的紐扣電池測試裝置。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)扇散熱紐扣電池控溫測試裝置，具有體積小、成本低、控溫準(zhǔn)確且穩(wěn)定、溫度范圍寬、電學(xué)測試易行、工作穩(wěn)定性高的特點(diǎn)，利用風(fēng)扇散熱，不需要其他的附屬設(shè)備即可使紐扣電池電極殼保持在0℃～60℃甚至更為寬泛的溫度，并且可以在紐扣電池的正負(fù)電極殼實(shí)現(xiàn)較大溫度差。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種風(fēng)扇散熱紐扣電池控溫測試裝置，包括溫控器1和溫控腔室兩部分；所述溫控腔室分為結(jié)構(gòu)相同的正極溫控腔2和負(fù)極溫控腔3；