[发明专利]电池热冲击测试方法及测试装置

说明书

本发明公开了一种电池热冲击测试方法，具体为：将待测试电池夹设于接触式加热装置内，待测试电池与所述接触式加热装置接触面相贴合；对所述接触式加热装置进行加热，所述接触式加热装置将热量传导至待测试电池；所述接触式加热装置同时对待测电池施加测试时设定的压力。本发明中的电池热冲击测试方法采用接触式加热装置与电池直接接触，利用接触式传热的方式取代现有技术中循环热风传热的方式，提升了传热的效率，不仅减少了电池升温过程所需要的时间，而且与实际工况环境中电池受热情况更为相似。

技术领域

本发明属于电池测试领域，具体涉及一种电池热冲击测试方法及测试装置。

背景技术

锂离子电池因具有容量高，循环寿命长等优点，已大量在电子产品中得到了广泛应用，例如智能手机、平板电脑、数码相机、电动玩具、电子导航仪、电动汽车以及储能等。近年来，装配有锂离子动力电池的电动汽车以极快的增长率逐渐取代传统燃油汽车，传统燃油车的市场逐渐缩小。

电动汽车在市场应用中，除了关注其动力性能，最受到消费者关注的即电动汽车本身的安全问题，电动汽车的安全问题的核心是车载动力电池的安全问题，因此，从实际应用上看，动力电池的安全性能的测试是动力电池生产制造环节不可或缺的重要组成部分。如何对动力电池进行全面而可靠的安全测试在动力电池生产制造的过程中显得尤为重要。现有技术中，动力电池以铝壳电池和软包电池为主，成品结构均为长方体，对其常规的安全测试包括短路、热冲击、重物冲击、挤压、过充电等测试方法。

在自然环境出现极端情况或电池实际使用过程中，若电池置于高温下或电池组中某一支电池发生热失控，常常会出现急速升温的情况，失控状态电池所产生热传导和热辐射都有可能引燃电池包中的其它电池，导致热扩散引发安全事故。热冲击测试就是为了检测电池在的耐高温冲击而必须进行的测试。电池热冲击实验则可以很好的评价电池在高温下的安全性能，也极大的降低了日常使用电池的安全隐患。

《GB/T 31485-2015电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》中对锂离子动力电池(单体蓄电池)热冲击的试验方法为：

将单体蓄电池放入温度箱：

对于锂离子蓄电池，温度箱按照5℃/min的速率由室温升至130℃±2℃，并保持此温度30min后停止加热；

观察1h。

整个测试过程中，要求测试时间内锂离子电池不起火不爆炸才视为测试合格。

上述测试过程中使用的测试装置为现有技术中的普通电池热冲击试验机，其工作原理为：在电池热冲击试验机升温时，采用风控循环系统(即热循环风)来均衡分布测试区域内温度，以达到良好的试验效果，烤箱通过热风对电池表面加热，电池由外而内通过热传导实现温度平衡。通过上述循环风实现锂离子电池的升温和保温，从而观察电池受热后的状态。

上述测试方法存在以下问题：

(1)传统烤箱的热源与待测电池无直接接触，仅靠循环风传导热量，而热循环风加热效率低，电池温升慢、加热时间长且热量利用率低。传统烤箱热循环风，由于先用电加热使空气升温，然后再用热空气吹到电池表面给电池加热，所以空气的热容低，无论是烤箱给空气加热还是空气给电池加热，加热的速度都较慢，要将电池表面温度升到测试标准温度130℃，需要30min以上。而在实际的应用场景中，模组一支电池热失控，电池的温度会在短时间内(几分钟内)迅速上升，对模组中相邻电池的热量传递也会迅速增加，远远少于当前热冲击测试的加热时间，即测试中的加热情况与实际工况中电池热失控的状态完全不同。

(2)现有技术在测软包装锂离子电池时，当环境温度超过70℃后，由于电池内部电解液的气分和副反应，电池会产生较多的气体，引发电池膨胀，厚度膨胀可以达到200％-800％。在实际应用场景中，动力电池在模组中是紧密堆积，受热产气后电池的可膨胀空间是有限的，会提前触动外壳泄气。所以使用传统热冲击测试方法，测试场景与实际应用场景有所区别，对测试结果的有效性有较大影响。