CN108181592A - 电池安全实验工装及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及供电装置安全测试领域，具体而言，涉及一种电池安全实验工装及系统。所述电池安全实验工装包括感应加热工装，所述感应加热工装包括箱体，通电后对电池进行加热处理，以实现电池热失稳实验的感应线圈，与感应线圈连接，以为感应线圈提供电能的感应加热电源，以及与感应加热电源连接，以调节感应加热电源输出电能大小的处理器，感应线圈设置于箱体的外部，感应加热电源和处理器设置于箱体的内部。所述电池安全实验系统包括电子终端和上述电池安全实验工装，电子终端与电池安全实验工装通信。所述电池安全实验工装及系统实现了电池热失稳实验时，电池的快速升温，且实验操作简单，有效地提高了锂电池单体热失控实验效率。
Description
技术领域
本发明涉及供电装置安全测试领域，具体而言，涉及一种电池安全实验工装及系统。
背景技术
锂电池模组是电动汽车的能源核心，为电动汽车行驶提供动力，然而在使用过程中锂电池模组中的锂电池单体会存在热失控及被穿刺等风险，引起周围锂电池单体燃烧、爆喷等，情况严重时甚至会引起整车的安全，危及人员的生命安全。经发明人研究发现，传统的锂电池单体热失控实验采用加热丝对锂电池单体加热，升温速度较慢(每秒升温几摄氏度)，且需要实验操作员人工缠绕，耗费时间，造成锂电池单体热失控实验效率低下，影响锂电池模组的生产进度。因此，如何提高锂电池单体热失控实验效率，成为供电装置安全测试领域亟待解决的技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，提供一种电池安全实验工装及系统，以解决上述问题。
本发明实施例提供了一种电池安全实验工装，包括感应加热工装，所述感应加热工装包括箱体，通电后对电池进行加热处理，以实现电池热失稳实验的感应线圈，与所述感应线圈连接，以为所述感应线圈提供电能的感应加热电源，以及与所述感应加热电源连接，以调节所述感应加热电源输出电能大小的处理器，所述感应线圈设置于所述箱体的外部，所述感应加热电源和处理器设置于所述箱体的内部。
进一步地，所述电池安全实验工装还包括穿刺工装，所述穿刺工装包括支撑所述电池且控制所述电池升降的升降台，以及对所述电池进行穿刺，以实现所述电池穿刺实验的钢针，所述升降台设置于所述感应线圈的一侧，所述钢针设置于所述感应线圈的远离所述升降台的一侧。
进一步地，所述穿刺工装还包括底座和透明罩体，所述底座设置于所述升降台的远离所述感应线圈的一侧，所述透明罩体设置于所述底座靠近所述升降台的一侧，且罩合于所述升降台的外部。
进一步地，所述钢针设置于所述透明罩体的顶壁，且所述钢针的针尖朝向所述升降台。
进一步地，所述穿刺工装还包括升降控制装置，所述升降控制装置与所述升降台连接，以控制所述升降台的升降。
进一步地，所述电池安全实验工装还包括用于容纳电池的保护管，所述保护管设置于所述感应线圈的内部，所述保护管与所述钢针对应的位置处设置有针刺孔。
进一步地，所述电池安全实验工装还包括温度检测装置，所述温度检测装置能够贴合于所述电池，以检测所述电池的温度值，所述温度检测装置与所述处理器连接。
进一步地，所述电池安全实验工装还包括控制面板，所述控制面板设置于所述箱体的外壁，所述控制面板与所述处理器连接。
进一步地，所述电池安全实验工装还包括液冷管，所述液冷管设置于所述箱体的内部，且所述液冷管的进水口和出水口延伸至所述箱体的外部。
本发明实施例还提供了一种电池安全实验系统，包括电子终端和电池安全实验工装，所述电子终端与所述电池安全实验工装通信，所述电池安全实验工装，包括感应加热工装，所述感应加热工装包括箱体，通电后对电池进行加热处理，以实现电池热失稳实验的感应线圈，与所述感应线圈连接，以为所述感应线圈提供电能的感应加热电源，以及与所述感应加热电源连接，以调节所述感应加热电源输出电能大小的处理器，所述感应线圈设置于所述箱体的外部，所述感应加热电源和处理器设置于所述箱体的内部。
综上所述，本发明实施例提供的电池安全实验工装及系统，通过设置感应加热工装，所述感应加热工装设置有通电后对电池进行加热处理，以实现电池热失稳实验的感应线圈，与所述感应线圈连接，以为所述感应线圈提供电能的感应加热电源，以及与所述感应加热电源连接，以调节所述感应加热电源输出电能大小的处理器，实现了电池热失稳实验时，电池的快速升温，且实验操作简单，有效地提高了锂电池单体热失控实验效率。
进一步地，本发明实施例提供的电池安全实验工装及系统还包括穿刺工装，结合通电后对电池进行加热处理的感应线圈，使得电池穿刺实验能够在高温环境下进行，相较于传统室温环境下进行的电池穿刺实验而言，提高了实验结果的可参考性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电池安全实验工装的结构示意图。
图2为图1所示电池安全实验工装另一视角的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的一种电池安全实验工装的部分电连接关系示意图。
图4为本发明实施例提供的另一种电池安全实验工装的结构示意图。
图5为图4中A部位的局部放大图。
图标：10-电池安全实验工装；100-感应加热工装；110-箱体；120-感应线圈；130-感应加热电源；140-处理器；200-控制面板；300-温度检测装置；400-液冷管；410-进水口；420-出水口；500-保护管；510-针刺孔；600-穿刺工装；610-升降台；620-钢针；630-底座；640-透明罩体；650-升降控制装置；660-位移显示计；20-电池。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
本发明实施例提供了一种电池电池安全实验工装10，所述电池电池安全实验工装10包括感应加热工装100，所述感应加热工装100包括箱体110，通电后对电池20进行加热处理，以实现电池热失稳实验的感应线圈120，与所述感应线圈120连接，以为所述感应线圈120提供电能的感应加热电源130，以及与所述感应加热电源130连接，以调节所述感应加热电源130输出电能大小的处理器140，所述感应线圈120设置于所述箱体110的外部，所述感应加热电源130和处理器140设置于所述箱体110的内部。
其中，所述感应线圈120的一端由所述箱体110的外部延伸至所述箱体110的内部，且连接至所述感应电源的正极，另一端由所述箱体110的外部延伸至所述箱体110的内部，且连接至所述感应线圈120的负极。此外，所述感应线圈120的匝数和长度可以根据电池20的类型，或电池20所需加热面积改变，本实施例对此不作具体限制。所述感应电源的电源接口设置于所述箱体110的外壁，所述感应电源通过所述电源接口接入供电装置后，所述感应线圈120通电，产生磁力线并集中在设置于所述感应线圈120内的电池20上，通过电磁的感应作用，产生涡旋电流，对所述电池20进行加热处理，从而实现电池热失稳实验。
本实施例中，所述处理器140可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。所述处理器140也可以是通用处理器，还可以是专用集成电路(ASIC)、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件，此外，通用处理器可以是微处理器或者任何常规处理器等。
可选地，本实施例中，所述电池电池安全实验工装10还包括控制面板200，所述控制面板200设置于所述箱体110的外壁，且与所述处理器140连接。本实施例中，所述控制面板200可以用于实时显示所述感应线圈120的加热功率，或所述感应线圈120的加热温度，此外，实验操作员还可以通过所述操作面板输入电能调节指令，使得所述处理器140根据所述电能调节指令调节所述感应加热电源130输出电能大小，从而调节所述感应线圈120的加热功率，改变所述感应线圈120的加热温度。
由于在对电池20进行热失稳实验时，所述感应线圈120的加热温度与所述电池20的实际温度存在差异，为准确获取所述电池20的实际温度，可选地，本实施例中，所述电池电池安全实验工装10还包括温度检测装置300，所述温度检测装置300与所述处理器140连接。在对电池20进行热失稳实验前，可以将所述温度检测装置300贴合于所述电池20的外壁，从而采集热失稳实验时所述电池20的温度值，并通过所述处理器140将采集的温度值发送至所述控制面板200显示。本实施例中，所述温度检测装置300可以是热电偶，热电偶具有测量精度高、测量范围广，以及构造简单，使用方便的特性。
进一步地，为了避免在热失稳实验过程中，由于所述箱体110内部的感应加热电源130产生热量，使得所述感应加热电源130和处理器140等电子器件在高温环境下影响工作性能或降低使用寿命，可选地，本实施例中，所述电池电池安全实验工装10还包括液冷管400，所述液冷管400设置于所述箱体110的内部，且所述液冷管400的进水口410和出水口420延伸至所述箱体110的外部。所述液冷管400的进水口410设置有打开以使得冷却水从所述进水口410进入所述液冷管400的阀门。此外，在热失稳实验结束后，由于所述感应线圈120具有热传导作用，所述液冷管400的内部保持冷却水流通，还可以实现所述电池20的快速降温。
可选地，本实施例中，所述电池电池安全实验工装10还包括用于容纳电池20的保护管500，所述保护管500设置于所述感应线圈120的内部。本实施例中，所述保护管500为氮化铝陶瓷管。在需要进行电池热失稳实验时，可以将所述电池20放入所述保护管500，以防止热失稳实验时，电池20可能产生的火焰、烟雾等对实验操作员造成伤害。
通过上述设置，在需要进行电池热失稳实验时，将电池20放入所述保护管500的内部，并将所述温度检测装置300贴合于所述电池20的外壁，此后，将所述感应电源的供电接口接入供电装置，同时，开启设置于所述液冷管400进水口410的阀门(图中未示出)，然后，根据具体实验要求，通过所述控制面板200输入电能调节指令，调节调节所述感应加热电源130输出电能大小，从而调节所述感应线圈120的加热功率，以改变所述感应线圈120的加热温度，进一步地改变所述电池20的温度，实现所述电池20的热失稳实验。
为了增强所述电池电池安全实验工装10的功能性，可选地，本实施例中，所述电池电池安全实验工装10还包括穿刺工装600，所述穿刺工装600包括支撑所述电池20且控制所述电池20升降的升降台610，以及对所述电池20进行穿刺，以实现电池穿刺实验的钢针620，所述升降台610设置于所述感应线圈120的一侧，用于支撑所述感应线圈120，所述钢针620设置于所述感应线圈120的远离所述升降台610的一侧。
为防止热失稳实验时，电池20可能产生的火焰、烟雾等对实验操作员造成伤害，可选地，本实施例中，所述穿刺工装600还包括底座630和透明罩体640，所述底座630设置于所述升降台610的远离所述感应线圈120的一侧，所述透明罩体640设置于所述底座630靠近所述升降台610的一侧，且罩合于所述升降台610的外部。本实施例中，所述透明罩体640由钢化玻璃材料制作而成，且一侧开口，开口侧朝向所述箱体110。所述钢针620设置于所述透明罩体640的顶壁钢针620设置于所述透明罩体640的顶壁，且所述钢针620的针尖朝向所述升降台610，在外力作用下，所述钢针620可以相对于所述顶壁上下移动。此外，本实施例中，所述保护管500与所述钢针620对应的位置处设置有针刺孔510。
为了方便操作，可选地，本实施例中，所述穿刺工装600还包括升降控制装置650，所述升降控制装置650与所述升降台610连接，以控制所述升降台610的升降。为了便于实验操作员获知所述升降台610的升降数值，可选地，本实施例中，所述穿刺工装600还包括位移显示计660。
作为一种实施方式，本实施例中，所述升降控制装置650可以是电控装置，所述升降控制装置650与所述位移显示计660连接，且能够将反映所述升降台610位移数值的升降信息发送至所述位移显示计660，以使所述位移显示计660根据所述升降信息显示对应的位移数值。
作为另一种实施方式，本实施例中，所述升降控制装置650也可以是升降控制把手，实验操作员通过旋转所述把手，以控制所述升降台610的升降，此时，所述穿刺工装600还包括用于检测所述把手旋转数值的检测装置，所述旋转数值可以是旋转角度，也可以是旋转圈数，所述旋转数值能够反映所述升降台610的位移数值，所述检测装置与所述位移显示计660连接，以将检测的所述旋转数值发送至所述位移显示计660，以使所述位移显示计660根据所述旋转数值显示对应的位移数值。
通过上述设置，在需要进行电池穿刺实验时，通过所述升降控制装置650将升降台610降到最低位置处，也即，靠近所述底座630的位置处，并且使得线圈的最低点与所述升降台610接触，将电池20放入所述保护管500的内部，并将所述温度检测装置300贴合于所述电池20的外壁，此后，使得所述钢针620相对于所述透明罩体640的顶壁向下移动，并通过所述针刺孔510与所述电池20接触，接着，将所述感应电源的供电接口接入供电装置，同时，开启设置于所述液冷管400进水口410的阀门，然后，根据具体实验要求，通过所述控制面板200输入电能调节指令，调节调节所述感应加热电源130输出电能大小，从而调节所述感应线圈120的加热功率，以改变所述感应线圈120的加热温度，进一步地改变所述电池20的温度，最后，通过所述升降控制装置650控制所述升降台610上升，使得所述钢针620将装置电池20刺穿，实现所述电池20的穿刺实验，实验操作员可以透过所述透明罩体640观察实验现象。
本发明实施例还提供了一种电池安全实验系统，包括电子终端和上述电池电池安全实验工装10，所述电子终端与所述电池电池安全实验工装10通信。
本实施例中，所所述电池电池安全实验工装10中，所述感应加热工装100的处理器140设置有无线通讯模块，所述电子终端通过所述无线通信模块预所述电池电池安全实验工装10通信，以实现所述感应加热工装100的远距离控制。
综上所述，本发明实施例提供的电池电池安全实验工装10及系统，通过设置感应加热工装100，所述感应加热工装100设置有通电后对电池20进行加热处理，以实现电池热失稳实验的感应线圈120，与所述感应线圈120连接，以为所述感应线圈120提供电能的感应加热电源130，以及与所述感应加热电源130连接，以调节所述感应加热电源130输出电能大小的处理器140，实现了电池热失稳实验时，电池20的快速升温，且实验操作简单，有效地提高了锂电池20单体热失控实验效率。
进一步地，本发明实施例提供的电池电池安全实验工装10及系统还包括穿刺工装600，结合通电后对电池20进行加热处理的感应线圈120，使得电池穿刺实验能够在高温环境下进行，相较于传统室温环境下进行的电池穿刺实验而言，提高了实验结果的可参考性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，还需要说明的是，术语“内”、“外”、“顶”、“底”、“上”和“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电池安全实验工装，其特征在于，包括感应加热工装，所述感应加热工装包括箱体，通电后对电池进行加热处理，以实现电池热失稳实验的感应线圈，与所述感应线圈连接，以为所述感应线圈提供电能的感应加热电源，以及与所述感应加热电源连接，以调节所述感应加热电源输出电能大小的处理器，所述感应线圈设置于所述箱体的外部，所述感应加热电源和处理器设置于所述箱体的内部。
2.根据权利要求1所述的电池安全实验工装，其特征在于，所述电池安全实验工装还包括穿刺工装，所述穿刺工装包括支撑所述电池且控制所述电池升降的升降台，以及对所述电池进行穿刺，以实现所述电池穿刺实验的钢针，所述升降台设置于所述感应线圈的一侧，所述钢针设置于所述感应线圈的远离所述升降台的一侧。
3.根据权利要求2所述的电池安全实验工装，其特征在于，所述穿刺工装还包括底座和透明罩体，所述底座设置于所述升降台的远离所述感应线圈的一侧，所述透明罩体设置于所述底座靠近所述升降台的一侧，且罩合于所述升降台的外部。
4.根据权利要求3所述的电池安全实验工装，其特征在于，所述钢针设置于所述透明罩体的顶壁，且所述钢针的针尖朝向所述升降台。
5.根据权利要求2所述的电池安全实验工装，其特征在于，所述穿刺工装还包括升降控制装置，所述升降控制装置与所述升降台连接，以控制所述升降台的升降。
6.根据权利要求2任意一项所述的电池安全实验工装，其特征在于，所述电池安全实验工装还包括用于容纳电池的保护管，所述保护管设置于所述感应线圈的内部，所述保护管与所述钢针对应的位置处设置有针刺孔。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的电池安全实验工装，其特征在于，所述电池安全实验工装还包括温度检测装置，所述温度检测装置能够贴合于所述电池，以检测所述电池的温度值，所述温度检测装置与所述处理器连接。
8.根据权利要求1～6任意一项所述的电池安全实验工装，其特征在于，所述电池安全实验工装还包括控制面板，所述控制面板设置于所述箱体的外壁，所述控制面板与所述处理器连接。
9.根据权利要求1～6任意一项所述的电池安全实验工装，其特征在于，所述电池安全实验工装还包括液冷管，所述液冷管设置于所述箱体的内部，且所述液冷管的进水口和出水口延伸至所述箱体的外部。
10.一种电池安全实验系统，其特征在于，包括电子终端和权利要求1～9任意一项所述的电池安全实验工装，所述电子终端与所述电池安全实验工装通信。
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