一种动力电池模组安全试验装置及试验方法

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一种动力电池模组安全试验装置及试验方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于动力电池测试领域，具体是指一种动力电池模组安全试验装置及试验方法。\n背景技术\n[0002] 电池作为电动汽车的关键零部件，是电动汽车的根本动力来源。电池作为一个化学体系单元，在充放电过程中伴随有化学反应的进行，并存在副反应的发生。电动汽车动力电池组通过大量的电池单体在有限的空间内根据一定的连接方式组合排布，形成具有高能量的系统。当电池组中某一单体发生失效时，由于化学反应的发生可能积聚大量热量并传递扩散导致其它电池单体发生热失控反应，进一步引发大规模的安全事故，此现象在密闭式结构电池组中更为突出。为保证电动车电池组在充放电过程中的安全使用，开展此方面的测试研究尤其重要。\n[0003] 目前，动力电池模组的安全性验证主要为机械、环境、电气安全。其中环境安全验证为模组加热、温度冲击试验，尚无热失稳等方法验证电池单体失效导致的模组热失控安全性。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于模拟电动汽车动力电池组中某一电池单体发生失效时可能引发的热失控行为，提供一种动力电池模组安全试验方法，验证电池模组的热失稳安全性，为电动汽车动力电池的安全性验证提供相关试验方法。\n[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的：\n[0006] 一种动力电池模组安全试验装置，包括有动力电池模组、加热装置、温度传感器、导线、继电器、温度检测仪；\n[0007] 所述动力电池模组为试验验证对象，电池模组中间一只电池单体用于被加热；\n[0008] 所述加热装置缠绕于动力电池模组内被加热电池单体上，用于加热电池单体；\n[0009] 所述温度传感器用于检测电池单体温度变化，包括被加热电池单体及其周围相邻电池单体；\n[0010] 所述导线用于试验回路的连接，分别与加热装置两端相连；\n[0011] 所述继电器用于试验回路开闭的控制；\n[0012] 所述温度检测仪用于监控试验过程中温度传感器检测到电池单体的温度变化。\n[0013] 所述加热装置加热电池单体方式，包括有通过电池模组直接连接加热装置供电，或通过外部电源加热。\n[0014] 所述加热装置包括有加热丝或加热膜。\n[0015] 所述动力电池模组单体的连接组装方式依据电池组结构需求进行排布，包括全并联、全串联、并联串联结合方式。\n[0016] 一种动力电池模组安全试方法，包括有：\n[0017] 动力电池模组充至满电；\n[0018] 组装动力电池模组安全试验装置后，通过加热丝加热电池单体；\n[0019] 监控电池的温度变化，当被加热电池单体发生失效反应后，断开回路，观察其周围相邻电池单体的温度变化、是否发生进一步的热失控反应；\n[0020] 被加热电池单体发生失效后，若其余电池单体无起火燃烧、爆炸等现象发生，拆开模组检查电池单体的失效情况；若引发其余电池单体的失效反应，观察电池单体的反应程度。\n[0021] 本发明的有益效果是：\n[0022] 通过实施本发明技术方案，可有效验证动力电池模组的热失稳安全性，分析动力电池组设计的安全可靠性，保障动力电池系统的安全使用，并指导电池模组的设计。\n附图说明\n[0023] 图1为本发明动力电池模组结构示意图；\n[0024] 图2为本发明被加热电池单体示意图；\n[0025] 图3为本发明试验装置示意图。\n具体实施方式\n[0026] 以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，应当理解的是，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。\n[0027] 如图1至图3所示，一种动力电池模组安全试验装置，包括有动力电池模组、加热装置、温度传感器、导线2、继电器4、温度检测仪；\n[0028] 所述动力电池模组为试验验证对象，电池模组中间一只电池单体用于被加热；\n[0029] 所述加热装置缠绕于动力电池模组内被加热电池单体上，用于加热电池单体。\n[0030] 图1为本发明动力电池模组结构示意图，在此图中大致示出了1#电池为被加热电池单体，位于电池模组中间，加热丝通过环形缠绕并由绝缘耐高温胶带固定于1#电池单体上。2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#电池单体分别依次位于1#电池单体周围。\n[0031] 所述温度传感器用于检测电池单体温度变化，包括被加热电池单体及其周围相邻电池单体；图1中的9个电池单体壳体上分别固定有温度传感器，用于试验过程中的温度检测监控，温感通过耐高温胶带固定。\n[0032] 所述导线用于试验回路的连接，分别与加热装置两端相连；所述继电器用于试验回路开闭的控制，图3为试验装置示意图，动力电池模组按图1和图2组装后，1#被加热电池单体上的加热丝一端通过导线与模组负极极耳相连接，另一端通过导线引出经由继电器与模组正极极耳相连接。温度传感器连接至温度检测仪监控试验过程中的温度变化。\n[0033] 所述温度检测仪用于监控试验过程中温度传感器检测到电池单体的温度变化。\n[0034] 试验时，闭合继电器接通回路，模组电池即对加热丝进行加热，加热过程中通过温度检测仪检测9只电池单体的温度变化。当1#电池单体温度上升至该电池单体发生失效时，断开继电器，停止加热，观察1#电池单体的失效反应及周围其余8只电池单体的温度变化、电池是否发生失效反应等。\n[0035] 试验过程中，1#被加热电池单体发生失效后，若其余电池单体无起火燃烧、爆炸等现象发生，拆开模组检查电池单体的失效情况；若引发其余电池单体的失效反应，观察电池单体的反应程度，如电池保护装置是否开启等，并用消防沙等灭火。\n[0036] 根据试验结果评估动力电池模组的热失稳安全性，若无起火、燃烧等爆炸安全事故发生，或被加热电芯失效后未引发周围电芯发生失效反应，则此结构模组符合安全设计要求；若发生起火、燃烧、爆炸等危险事故，则此结构模组存在安全隐患，可能导致动力电池组进一步发生更为剧烈的安全事故，电池模组结构需进行相关改进。\n[0037] 在本发明的技术方案中，所述动力电池模组单体的连接组装方式依据电池组结构需求进行排布，包括全并联、全串联、并联串联结合方式。\n[0038] 在本发明的技术方案中，电池单体不仅限于方形电池单体，还可用于圆柱形电池单体的测试验证。\n[0039] 在本发明的其它实施例中，所述加热装置包括加热膜。\n[0040] 本发明的技术方案主要是，通过将加热丝缠绕于电池单体上加热，模拟电池单体发生内短路等失效时导致的温度上升、热量扩散，检测电池模组在此情况下是否会发生热失控反应引发其余电池单体的失效，导致更为严重的安全事故，有效验证电池模组的安全性能。\n[0041] 本发明的技术方案还可用于模拟验证电池单体的内短路失效性能。\n[0042] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。