[发明专利]一种电池仿真模拟测试机及其控制方法

说明书

一种电池仿真模拟测试机及其控制方法，包括机架，所述机架上部设有模拟测试箱，模拟测试箱内设有发热管，机架下部设有对模拟测试箱内部进行制冷的制冷机组，模拟测试箱内设有厚度测量模块，机架一侧装设有真空泵和加湿器，真空泵和加湿器分别通过管路与模拟测试箱连接，模拟测试箱一侧装设有操作面板及采集模块，以及与该操作面板及采集模块连接的环境温度测量模块、电池内部温度测量模块、充放电模块、交流和直流内阻测试模块及电压电流测量模块，厚度测量模块与操作面板及采集模块连接，机架上铰接装设有遮盖住模拟测试箱的门板。本发明能够实时同步的对电池进行全方位的测量，并且各种测量参数建立在同一坐标系中。

技术领域

本发明属于电池测试设备领域，具体地说是一种电池仿真模拟测试机及其控制方法。

背景技术

锂电池包括可充电锂电和不可充电锂电池。锂离子电池是一种可充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。

可充电锂电池是结合了化学、物理、机械、电子、热力学、材料等各种学科原理的复杂体系，各种微小变量的输入都会造成电池性能的非线性变化，使得电池的设计制造、品质控制和使用方法极易出问题，令人防不胜防。

可充电锂电池存在爆炸起火、性能衰减的风险和问题，并且这种情况在动力锂电池方面又得到了放大，是电动汽车要着力解决的一个极具挑战性的问题。业内一直没有建立能降低这种风险的可量化可验证的、可靠又可再现的系统性理论模型。

目前的电池及电池系统的开发，要反复多批次的做成样品来验证设计和工艺，造成设计成本高、电池性能不稳定的情况；即使同配方同工艺体系的电池成比例放大做成大电池，性能也完全不一样。

当前的设备检测电池内部参数都比较单一，没有以时间为轴将充放电电流、测量电流、充放电电压、电池电压、电池直流电阻和内阻、电池温度这些参数内部之间形成实时同步的相互关联，同时与外部的环境温度，湿度、气压、风速也没有形成实时同步的相互关联，没有将内、外部的参数整合到同一台检测设备上、同一个坐标系上。不同的参数测试，需要用到不同的测试设备，增加了设备成本，以及人力成本。

另外，当前的设备在模拟温度、湿度、气压或风速条件下对电池或电池包进行充放电的操作和测量时，没有同步测量电池的微小膨胀变形，使得在优化电池的配方、设计、制造工艺和使用条件时缺少了一个重要的表征参数。而且现有技术在测量电池温度时，仅对电池或电池包进行点状测量，没有对电池或电池包温度进行全视角的测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电池仿真模拟测试机及其控制方法，能够同步地对电池充放电过程中的温度、电压、电流、直流和交流电阻、膨胀变形等进行实时测量，操作方便，能够模拟各种环境，满足电池的全方位测试。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种电池仿真模拟测试机，包括机架，所述机架上部设有模拟测试箱，模拟测试箱内设有发热管，机架下部设有对模拟测试箱内部进行制冷的制冷机组，模拟测试箱一侧装设有操作面板及采集模块，以及与该操作面板及采集模块连接的环境温度测量模块、电池内部温度测量模块、充放电模块、交流和直流内阻测试模块、电压电流测量模块，厚度测量模块与操作面板及采集模块连接，机架上铰接装设有遮盖住模拟测试箱的门板。

所述模拟测试箱内设有用于测量电池样品形变的厚度测量模块。

所述模拟测试箱上设有用于获取电池充放电时的温度分布场的红外摄像机。

所述模拟测试箱一侧装设有用于获取电池充放电状况的可见光摄像机。

所述机架一侧设有通过管路与模拟测试箱连接的真空泵。