[发明专利]一种极端环境温度锂离子电池老化试验装置

说明书

本发明涉及一种极端环境温度锂离子电池老化试验装置，包括恒温箱、充放电设备和热交换模块，热交换模块包括液体换热回路和冷媒换热回路，由换热器蒸发/冷凝冷媒换热回路中的冷媒并通过热交换器冷媒腔和热交换器液体腔实现冷媒换热回路和液体换热回路的热交换以向电池换热板内循环高温/低温液体调节电池换热板温度进而动态调节试验用锂离子电池温度。通过模拟实际整车上电池处于极端环境温度时的热管理系统对电池进行加热或冷却的方式，从而为研究电池在极端环境温度且通过热管理系统进行温度调节情况下，进行加热或冷却时引起的内部温度场分布不一致性，以及所造成的电池内部不同位置性能和老化机理的差异，提供必要的试验装置。

技术领域

本发明涉及汽车动力电池技术领域，尤其涉及一种极端环境温度锂离子电池老化试验装置。

背景技术

锂离子电池由于在比能量、比功率、安全性能、循环性能等方面的诸多优势，广泛应用于电动汽车上，已经成为电动汽车动力电池的首选类型。目前，在大批量应用的锂离子电池其允许使用的工作温度范围大约为0-50℃，理想的工作温度范围大约为15-35℃。对于汽车而言，一般要求车辆应能在-40℃至52℃的温度范围内正常工作，因此，当车辆在极端环境温度(低于0℃或高于50℃)下使用时，需要给电池系统设计合适的热管理系统，低温时给电池进行加热，高温时给电池进行冷却，以保证电池系统能够正常工作。

然而，目前的电池热管理系统无法保证电池在加热和冷却过程中内部温度的一致性，而电池的性能受温度的影响很大，内部温度的不一致性引起单体内部不同位置的老化特征差异，可能会造成单体内部局部位置的过早老化或失效，甚至会引起安全事故，例如，在低温环境中工作的电池，可能在局部温度过低的位置，出现析锂，进而导致电池局部短路，引发电池热失控。

目前，对于锂离子电池老化行为的研究，多是选用锂离子电池单体作为研究对象，在恒温箱中进行电池的老化试验，一方面，没有考虑电池内部温度分布不一致带来的电池内部不同位置的老化机理差异，另一方面，试验的环境温度大致在0-45℃范围内，很少考虑电池在低温(0℃以下)和45℃以上环境中的老化表现，也没有考虑匹配与整车上相同的热管理方式的情况下电池单体及其内部各部分的性能及老化特征，不能适应汽车用锂离子电池老化试验的需求。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种极端环境温度锂离子电池老化试验验装置，通过模拟实际整车上电池处于极端环境温度时的热管理系统对电池进行加热或冷却的方式，从而为研究电池在极端环境温度下进行加热或冷却时引起的内部温度不一致性，以及所造成的电池内部不同位置性能和老化特征的差异，创建与整车真实情况相近的试验环境。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：

一种极端环境温度锂离子电池老化试验装置，其特征在于，包括恒温箱、充放电设备和热交换模块；

所述恒温箱内部恒温空间尺寸大于试验用锂离子电池体积尺寸，试验用锂离子电池内置于恒温箱内的恒温空间；

所述充放电设备设置于恒温箱之外且以有线方式电连接试验用锂离子电池并依据设定的循环工况对试验用锂离子电池进行充、放电操作；所述充放电设备连接试验用锂离子电池的温度传感器，并在试验过程中采集温度传感器产生的温度数据；