[发明专利]电池热失控特性的测试方法有效
申请号: | 201410054650.4 | 申请日: | 2014-02-18 |
公开(公告)号: | CN103837834A | 公开(公告)日: | 2014-06-04 |
发明(设计)人: | 冯旭宁;张明轩;欧阳明高;卢兰光;何向明 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | G01R31/36 | 分类号: | G01R31/36;G01K19/00 |
代理公司: | 深圳市鼎言知识产权代理有限公司 44311 | 代理人: | 哈达 |
地址: | 100084 北京*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 电池 失控 特性 测试 方法 | ||
技术领域
本发明属于电池技术领域,具体涉及一种电池热失控特性的测试方法。
背景技术
在能源危机与环境污染的双重压力下,汽车动力系统电动化逐渐成为未来汽车的技术发展主流。汽车动力系统电动化的主要特征之一即使用动力电池作为汽车主要的能量供给来源。然而,近年来因动力电池热失控发生起火、爆炸的事故时有发生,动力电池的安全性问题不仅严重威胁人民群众的生命财产安全,并且阻碍了电动汽车的大规模产业化。对动力电池热失控行为进行研究,特别是对大容量动力电池热失控行为进行研究,对解决动力电池安全性问题具有重要的意义,例如可根据动力电池的热失控行为对动力电池的热失控原理进行研究,进而找出解决动力电池热失控的关键因素,或可根据动力电池的热失控行为对电动汽车的电池安全保护装置进行设计来避免动力电池热失控的发生等等。
评估电池热失控行为的其中一种方法是采用加速量热仪来进行热失控测试。加速量热仪在电池热失控测试中可以提供绝热的环境,因此,可以准确获得电池在热失控过程中释放的热量。在测试过程中,待测电池样品先被量热仪快速加热,直至检测到待测电池样品本身出现自生热为止。在量热仪快速加热的过程中,设定一时间间隔,在该时间间隔内,量热仪暂停对待测电池样品的快速加热,并观察待测电池样品表面温度是否出现自主上升。若待测电池样品表面温度出现自主上升,则表示待测电池样品出现自生热。待测电池样品刚开始出现自生热的温度称为待测电池样品的放热始点。待测电池样品出现自生热后,量热仪停止对待测电池样品进行快速加热,而是开始在待测电池样品周围提供绝热环境,使得待测电池样品产生的热量全部用于自身的升温。绝热环境的获得需要满足一个核心条件,即待测电池样品表面的温度与量热仪的量热腔内壁温度始终相等。
待测电池样品表面的温度和量热腔内壁的温度分别由第一温度传感器和第二温度传感器测量。量热仪在发现第一温度传感器与第二温度传感器的温度差异后,通过补充热量来消除此温度差异。然而,由于不同的温度传感器存在不同,在实际温度相等时,量热仪读取到的温度传感器模拟量却可能存在差异,量热仪为了弥补这个差异,就会错误地补充多余的热量或少补充了能量,不仅使量热仪在快速升温阶段无法准确找到待测电池样品的放热始点,也无法为待测电池样品提供绝热的量热环境。所述温度传感器模拟量是指温度传感器随温度变化直观反应出的输出信号,例如当所述温度传感器为热电阻传感器时,所述温度传感器模拟量是指随温度变化的电阻值。
因此,量热仪使用之前需要进行校准,以消除不同传感器测量模拟量的差异。但在通常的校准方法中,量热仪内部没有样品,而在实际测试中,尤其是在大容量动力电池的测试过程中,待测电池样品的会吸热会导致样品表面温度低于校准过程中的设定值,因此,实际热失控测试过程中,在停止加热的时间间隔中,样品表面温度会逐渐下降,这种下降会覆盖样品本身的自生热,使得实验过程中无法准确找到样品的放热始点,而放热始点标志着待测电池样品自生热的开始,对于热失控特性分析具有非常重要的意义。
发明内容
有鉴于此,确有必要提供一种能够准确获得电池热失控特性的测试方法。
本发明提供一种电池热失控特性的测试方法,包括:
选取一模拟物,所述模拟物的质量与比热容的乘积和待测电池样品的质量与比热容的乘积的误差小于等于10%;
将所述模拟物放置于一量热仪内;
对所述量热仪进行校准,获得校准数据,校准完毕后,将所述模拟物取出;
将待测电池样品放入所述量热仪内,利用所述校准数据,对所述待测电池样品进行热失控测试。
与现有技术相比,本发明提供的电池热失控特性的测试方法能在所述量热仪使用过程中完成准确的校准工作,从而在热失控测试中能准确地测试出电池的放热始点等热失控特性,可为动力电池热失控原理的研究及电动汽车电池安全保护装置的设计提供准确的参考依据。
附图说明
图1为本发明提供的电池热失控特性测试方法所应用的一种量热仪的结构示意图。
图2为本发明提供的电池热失控特性的测试方法流程图。
图3为本发明实施例量热仪校准过程中记录的校准曲线图。
图4为本发明实施例所述待测电池样品的热失控测试曲线图。
图5为本发明实施例所述待测电池样品的热失控测试曲线图中放热始点附近的放大图。
主要元件符号说明
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