[发明专利]一种检测锂离子电池热失控扩散的测试平台和测试方法

说明书

本发明提供一种检测锂离子电池热失控扩散的测试平台，包括放置待测试电池模块的防爆型环境箱、短路设备和充放电设备，所述短路设备通过导线与防爆型环境箱内待测试电池连接，所述充放电设备通过导线与防爆型环境箱内待测试电池模块连接，所述防爆型环境箱顶部设置有高速摄像机；所述防爆型环境箱的气体出口连接有烟雾分析装置。本发明所提供的测试平台具备以下优点：提供了锂离子电池热失控扩散研究的主要项目测试平台，做到了整体测试以及数据采集的集成。采用本发明提出的测试方法，可以建立锂离子动力电池热失控扩散研究方法，确定预测热失控蔓延到电池模块时间的所需采集的数据，分析规律，建立预测模型。

技术领域

本发明属于二次电池领域，具体涉及一种锂离子电池安全性能测试的设备和测试的方法。

背景技术

锂离子动力电池作为新能源汽车的核心部件，其安全性问题一直备受关注，然后随着新能源汽车产销量的快速增长，安全事故也有明显增多。据不完全统计，从2011年截至到2015年底，国内外累积发生电动汽车安全事故39例。由此可以推断通过了安全法规标准测试后的锂离子电池产品依然存在发生安全问题的风险。并且锂离子动力电池相比于手机、笔记本电脑用锂电池的能量密度更高，因此安全风险也更高。

目前对于锂离子单体电池的热失控的研究较多(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.)，而对于电池模块或者电池系统的热失控试验以及其中某个电池或电池模块发生热失控后扩展研究很少(《中国测试》,2015,41(5):125-128),研究的激发方法相对单一。新能源汽车上往往需要装配数百甚至数千只锂离子动力电池，如果其中一只电池发生热失控，很容易将热量传导到周围的电池而造成热失控的扩散，从而引起连锁反应，发生更为剧烈的起火和爆炸。然而，现行标准中缺乏锂离子动力电池热失控造成电池系统和整车发生燃烧事故的安全测试，即缺乏热失控扩散相关的检测项目，该类检测项目可以提出基本的防护及逃生时间要求。

发明内容

针对本技术领域存在的不足之处，本发明的目的是建立多种热失控激发方式的锂离子电池热失控扩散的研究方法并建立测试平台，应用于以下方面：

(1)建立锂离子动力电池热失控扩散的研究方法，可以为相关企业对于电池模块和电池系统的安全设计提供建议方案，并提供安全设计的验证方法；

(2)锂离子动力电池安全等级划分以及热失控扩散的研究，可以为相关标准的制定提供参考依据。

实现本发明上述目的技术方案为：

一种检测锂离子电池热失控扩散的测试平台，包括放置待测试电池模块的防爆型环境箱、短路设备和充放电设备，所述短路设备通过导线与防爆型环境箱内待测试电池连接，所述充放电设备通过导线与防爆型环境箱内待测试电池模块连接；

所述防爆型环境箱顶部设置有高速摄像机；所述防爆型环境箱的气体出口连接有烟雾分析装置。

进一步地，所述充放电设备连接有数据采集单元，所述数据采集单元连接有多个热电偶；所述防爆型环境箱内设置有加热板，加热板可紧贴激发电池表面进行加热；

其中，所述防爆型环境箱的气体出口通过管路连接有气相色谱质谱联用仪(GCMS)或气体分析仪。

一种检测锂离子电池热失控扩散的测试方法，包括以下测试项目：电池模块的短路激发、电池模块的过充电激发、电池模块的过放电激发、电池模块的加热激发；

在测试中获取电池模块的温度、外观、电压随时间变化的数据，确定电池模块的热失控扩散过程状态参数。

进一步地，所述电池模块的短路激发测试条件为：