[發明專利]一種鋰離子動力電池組過充性能測試裝置和方法

在審

• 申請號: 202110246229.3
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113064079A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 宮嬌嬌;陳軍;黃建根;鄭利峰
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團公司
• 主分類號: G01R31/378
• 分類號: G01R31/378;G01R31/385;G01D21/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種鋰離子動力電池組過充性能測試裝置和方法，包括測試箱，所述測試箱內部設有待測鋰離子電池，測試箱經過氣體管道與氣體收集箱相連。方法包括：將待測電池組連接并固定在測試箱中；進行電池過充測試；使用B型FBG復合傳感器測試溫度和壓力變化；開啟接口，進行氣體收集；收集結束后靜置30分鐘，A型FBG復合傳感器讀取氣體壓力及氣體總量。上述技術方案通過使用復合FBG傳感器，實現了壓力和溫度瞬態變化的準確測量，同時測量了產生的氣體總量，為鋰離子電池安全性能分析和改善提供有力的技術支持，并且適用范圍廣，設備和操作成本低，具有較高的應用價值。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池檢測技術領域，尤其涉及一種鋰離子動力電池組過充性能測試裝置和方法。

背景技術

近幾十年來，電動汽車在容量、循環壽命和快速充電能力方面取得了長足的進步，然而，電池安全仍然是阻礙電動汽車在全球市場普及的主要問題之一，當暴露于過度濫用場景時，電池內部自加熱可能會觸發化學反應，從而在短時間內導致溫度急劇上升，如果不能有效解決，可能演變成熱失控。電池系統由許多單體電池組成，濫用導致的熱失控破壞程度更大，這是目前鋰離子動力電池的技術難點之一。

過充是鋰離子電池電濫用中的重要類型，鋰離子電池的產熱和產氣是兩個主要特征參數，都是由于歐姆內阻和電池內部的副反應造成的。如何實現對鋰離子電池組過充過程溫度和壓力的準確和實時監控，是研究失效機制和改善安全性能的關鍵條件。

中國專利文獻CN211182435U公開了一種“鋰離子電池過充安全性能的熱電檢測裝置”。包括檢測箱和安裝在所述檢測箱內壁側面的熱成像機構，所述檢測箱內壁頂面安裝有排風扇，所述排風扇與外部電源電性連接，所述檢測箱上端面安裝有與所述排風扇配合的排放管道，所述檢測箱內部安裝有承載板，所述檢測箱內壁底面安裝有集水箱；檢測箱通過封閉觀察板的封閉作用形成封閉空間，此時在保證檢測人員的安全前提下便于檢測人員觀察，兩側的噴射管同時作用于電池，提高了電池的滅火速度，多余滅火液通過集水箱進行收集，從而使承載板表面滅火液附著量降低，可以直接將封閉觀察板開啟，便于檢查人員更換以及維護。上述技術方案僅針對電池過充之后進行出來，缺少對溫度和壓力的瞬態實時監測，具有一定的技術局限性。

發明內容

本發明主要解決原有的技術方案缺少對溫度和壓力的瞬態實時監測的技術問題，提供一種鋰離子動力電池組過充性能測試裝置和方法，通過使用復合FBG傳感器，實現了壓力和溫度瞬態變化的準確測量，同時測量了產生的氣體總量，為鋰離子電池安全性能分析和改善提供有力的技術支持，并且適用范圍廣，設備和操作成本低，避免使用常規昂貴的多探頭密閉測量設備，同時利用FBG復合傳感器提高測量準確度，具有較高的應用價值。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種鋰離子動力電池組過充性能測試裝置，包括測試箱，所述測試箱內部設有待測鋰離子電池，測試箱經過氣體管道與氣體收集箱相連。測試箱作為待測鋰離子電池的過充測試環境，測試箱用于測量過充導致的氣體量變化。

作為優選，所述的待測鋰離子電池的極耳與電芯之間設有B型FBG復合傳感器。B型FBG復合傳感器通過FBG測量溫度，利用膜片和FBG得到熱失控前電芯內部鼓脹和熱失控后噴出氣體的瞬態壓力變化

作為優選，所述的氣體收集箱內部下表面設有A型FBG復合傳感器，所述A型FBG復合傳感器包括FBG短波光柵和FBG長波光柵。

作為優選，所述的FBG短波光柵放于尺寸可調的橡膠膜內，所述長波光柵置于收集箱內任意位置。

作為優選，所述的測試箱與氣體管道連接處設有接口，接口與氣體收集箱之間設有高分子過濾膜。高分子過濾膜用于除去氣體中過充過程中產生的粉塵和顆粒，使所有產生的氣體通過該管道流向置于空氣中的氣體收集箱。