[实用新型]水冷散热的纽扣电池控温测试装置

说明书

水冷散热的纽扣电池控温测试装置，包括温控器和温控腔室两部分；温控腔室分为结构相同的正、负极温控腔；温控器的散热监测模块监测流经温控腔室的正、负极水冷头的冷却循环水水流的流速及温度状态；温控器的制冷片控制模块连接温控腔的正、负极制冷片，通过变换电流方向控制正、负极制冷片工作为制冷模式或加热模式；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循环水的流量或温度异常时，制冷片控制模块停止向正、负极制冷片供电；温控器的感温模块与正、负极温度传感器相连，并与制冷片控制模块通讯，对比测量的温度与设定值是否相同，控制模块启动或停止制冷片工作；本实用新型体积小、成本低、控温准确稳定。

技术领域

本实用新型涉及电池测试技术领域，尤其涉及水冷散热的纽扣电池控温测试装置。

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。

实验室中，最常用的测试锂电池性能的方式是试制锂离子纽扣电池来进行测试，这样工艺简单，成本低，周期短。现有的技术方案中，对于纽扣电池的温度测试，一直采用将纽扣电池放入大型恒温腔的方式进行，恒温腔通常使用压缩机及冷风来降温，恒温腔的价格高、体积庞大、调温较慢、使用要求高，导致测试的效率较低，给实际使用带来不便。因此针对纽扣电池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，并非针对纽扣电池的温控装置。

小范围的温控中，尤其是小范围的制冷，半导体制冷片是适宜的技术手段，半导体制冷片又名热电制冷片，分为冷面和热面，在通电后可以在两面实现40℃左右的温差，持续通电产生类似于热量搬运的效果，变换电流方向，可以控制制冷片一面加热或制冷。针对半导体制冷片在相关领域的应用，如CN106486719A，是基于半导体制冷片的动力电池控制系统，但并非用于纽扣电池测试。CN203689188U是一种针对半导体器件的制冷装置，但不需要对半导体材料通电，也只需要让待测材料单面控温，不能用于纽扣电池的测试。CN106876824所描述的装置取得一定的改进，但该装置对电池的电学测试复杂，不易实现；设置的绝缘层实际上会导致电池的温度测量失真；装置没有保温措施，所以温度难以降低和保持；且没有对制冷片做散热保护，容易发生损坏，因此装置整体的实用性不强。因此，需要设计一种效率高、体积小、控温范围广、控温准确且稳定、测试简便易行的纽扣电池测试装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供水冷散热的纽扣电池控温测试装置，具有体积小、成本低、控温准确且稳定、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，可使纽扣电池电极壳保持在-30℃～60℃甚至更为宽泛的温度，并且可以在纽扣电池的正负电极壳实现较大温度差。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

水冷散热的纽扣电池控温测试装置，包括温控器1和温控腔室两部分；温控腔室分为结构相同的正极温控腔2和负极温控腔3；