[发明专利]一种水冷散热的锂离子电芯控温测试装置

说明书

一种水冷散热的锂离子电芯控温测试装置，包括温控器和温控腔室；温控器的均温电源为温控腔室的均温风扇提供电源，温控器的制冷片控制模块连接温控腔的制冷片，通过变换电流方向控制制冷片工作在制冷模式或加热模式；温控器的感温模块与温控腔内的温度传感器相连，并与制冷片控制模块通讯，对比监测到的电芯表面温度与设定值是否相同，进而控制模块启动或停止制冷片工作；温控器的散热监测模块监测流经温控腔室的水冷块的冷却循环水水流的流速及温度状态；制冷片控制模块与温控器的散热监测模块通讯，当散热监测模块监测到冷却循环水水流异常时，制冷片控制模块停止向制冷片供电；本发明具有体积小、成本低、控温快速且稳定的特点。

技术领域

本发明涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种水冷散热的锂离子电芯控温测试装置。

背景技术

在飞速发展的新能源领域，锂离子电池由于其高比能量的特性，从诸多种类的二次电池中脱颖而出，成为一种热门的能量存储器件，在电动车、电动工具、电网储能方面大范围应用。美中不足的是，组成锂离子电池的电极材料、电解液和隔膜通常只能工作在较窄的温度窗口，超出其温度窗口将会带来严重的损坏。例如，在较低温度下工作，负极会发生严重的析锂，产生的锂枝晶可能刺穿隔膜，导致内部短路；在高温情况下，电极材料可能会发生相变，电解液发生挥发或者氧化，隔膜可能失效。但锂离子电池在应用中需要能够适用于较宽泛的温度范围。如在极寒地区的电动汽车，电池需要能够在-20℃仍然保持足够的电量；而在热带地区，或者电池自身在工作中的发热，要求电池在+50℃的温度下能够维持正常工作。因此，对于锂离子电池的温度特性研究，对其实际应用具有重要的现实意义。

现阶段在商业化中应用最广泛的是18650锂离子电池和软包电池。18650指的是圆柱形的锂离子电池，直径18毫米，长65毫米。软包电池通常为方形或矩形，通常用于手机等3C电子产品，体积密度更高。区别于可以直接使用的含有保护电路和外壳的电池，未经包装的电池也可以称为电芯，一般用于实验测试，可以分为铝壳电芯、软包电芯(又称“聚合物电芯”)、圆柱电芯等。实验室中，最常用的温度测试方式是将待测电芯放入大型恒温腔的环境中做电学测试。恒温腔通常使用压缩机及冷风来降温，恒温腔的体积庞大、价格高、调温较慢、使用要求高，导致测试的效率较低，在实际使用中并不容易，且其测量温度通常为腔室内温度，与实际的锂离子电芯表面温度还有差异，因此无法准确断定锂离子电池工作的温度。针对锂离子电芯的温度测试问题进行对比调研，通过关键词检索，专利号CN105700587A所列的专利就属于恒温腔测试类型，无法解决现有的问题；专利CN103487761所示的锂离子温控装置，实际上只是锂离子电池感温腔，并不能实现实时控温；CN107887672和CN206180060所包含的内容，是电池热管理的一种控制策略，并非是针对锂离子电芯的温控装置。因此迫切需要一种能够对锂离子电芯电池测试提供高效且稳定的温度环境的装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，提高锂离子电芯的温度测试效率，本发明的目的在于提供了一种水冷散热的锂离子电芯控温测试装置，具有体积小、成本低、控温快速且稳定、测温准确、温度范围宽、电学测试易行、工作稳定性高的特点，利用水冷散热，可使锂离子电芯的外表面保持在-30℃～60℃甚至更为宽泛的温度。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种水冷散热的锂离子电芯控温测试装置，包括温控器1和温控腔室2两部分；