电池安全性能测试装置的制作方法

本申请涉及储能器件测试领域，尤其涉及一种电池安全性能测试装置。

背景技术：

目前，对不同电芯在模组、电池包层级做一些安全防护设计时，需要根据电芯的特性来进行特殊设计。

相关技术中，对于电芯热失控后，电芯产生冲击能量、产气量、热量、化学腐蚀等的测试没有专门的测试装置，由于电芯热失控会产生高温、高压以及高冲击力，常规测试装置无法有效保证测试过程的安全性，因此亟待一种新的电池安全性能测试装置。

技术实现要素：

本申请提供了一种电池安全性能测试装置，能够解决上述问题。

本申请所提供的电池安全性能测试装置，包括上盖、下箱体、温度传感器以及压力传感器，

所述下箱体包括外壳、内壳以及填充层，所述内壳可拆卸地设置在所述外壳的内部，所述填充层填充于所述内壳与所述外壳之间，

所述上盖与所述外壳可拆卸固定，且能够与所述内壳共同形成测试空间，所述温度传感器以及所述压力传感器均设置在所述上盖上，且能够对所述测试空间内的参数进行监测。

优选地，所述压力传感器位于所述测试空间的上方中心位置，所述温度传感器由所述上盖对应所述测试空间的中心位置穿入所述测试空间内部。

优选地，所述压力传感器与所述温度传感器一体设置。

优选地，其特征在于，还包括夹具，所述夹具固定在所述测试空间内部。

优选地，所述外壳包括侧壁和底板，所述内壳为上下开口的筒状结构，所述夹具固定在所述底板上。

优选地，所述填充层为保温层。

优选地，所述填充层为缓冲层。

优选地，所述内壳的水平截面轮廓为圆形。

优选地，还包括辅助测试元件，辅助测试元件固定在所述外壳上，所述外壳、所述填充层以及所述内壳上依次设置有供所述辅助测试元件伸入的通孔。

优选地，所述辅助测试元件包括气体流速传感器、气体温度传感器、可燃性分析装置以及腐蚀性分析装置中的至少一种。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的电池安全性能测试装置通过将内壳可拆卸的设置在外壳内部，并与可拆卸固定在外壳上的上盖共同形成测试空间，能够利用内壳、填充层以及外壳的多层吸收作用削减电芯热失控而产生的高温好压以及冲击力，当内壳损坏后，可以对内壳进行更换，有效保证检测过程的安全。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的电池模组及其周围结构的爆炸结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的电池安全性能测试装置的整体结构示意图。

附图标记：

10-上盖；

11-下箱体；

110-外壳；

110a-底板；

110b-侧壁；

112-内壳；

114-通孔；

12-温度传感器以及压力传感器；

13-气体流速传感器；

14-气体温度传感器；

15-可燃性分析装置；

16-腐蚀性分析装置；

20-电芯或模组。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的电池安全性能测试装置的放置状态为参照。

如图1所示，本申请实施例提供了一种电池安全性能测试装置，包括上盖10、下箱体11、温度传感器以及压力传感器，除此之外还可包括辅助测试元件，例如气体流速传感器13、气体温度传感器14、可燃性分析装置15以及腐蚀性分析装置16等。

请继续参见图1，下箱体11包括外壳110、内壳112以及填充层(图中未示出)，外壳110以及内壳112一般具有很高的强度、耐高温性能，厚度≤20mm，优选厚度为1～10mm。外壳110一般包括底板110a以及环绕底板四周设置的侧壁110b，内壳112可拆卸地设置在外壳110的内部，其中，视底板110a自身的强度，若底板110a的强度较低，内壳112可以带底，以抵抗冲击力，若底板110a的强度较高，则内壳112也可以为上下开口的筒状结构，直接放置在底板110a上。填充层填充于内壳112与外壳110之间，填充层主要有两个作用，其一是固定内壳112，其二是将填充层设计为保温层或者缓冲层，以提供保温以及缓冲作用。当然，填充层也可以同时具备这两个功能。

为了抵御冲击力以及高温，上盖10一般也具有很高的强度、韧性以及耐高温性，厚度≤10mm，优选厚度1～5mm，上盖10与外壳110之间可以通过螺丝或其它辅助部件进行可拆卸固定。当需要进行测试时盖好上盖10，并用螺丝固定好，上盖10与内壳112便可共同形成测试空间，在测试空间内可以放置待测的电芯或模组20。为了固定电芯或模组20，在测试空间的内部还固定设置有夹具(图中未示出)，夹具可以采用高强度的材料制造，并直接固定在底板110a上。

如图2所示，在测试前先将电芯或模组20用夹具固定，之后盖好上盖10，并通过螺丝固定，形成测试空间。之后在测试空间内模拟电芯或模组20的热失控状态。并进行参数监测。热失控所产生的冲击力会通过内壳112、填充层以及外壳110进行缓冲释放，内壳112会承受最大的冲击力，为了提高内壳112的承受能力，内壳112的水平截面轮廓最好为圆形。即便如此，内壳112在测试过程中还是可能发生形变而损坏，但只要在测试后将内壳112取出并更换新的部件，便可保证测试装置继续安全使用。

在本实施例中，对于电芯或模组20的热失控数据测试有多个方面，因此需要各种类型的测试元件。其中，温度传感器以及压力传感器是最主要的测试元件，温度传感器的检测范围一般为25～1500℃，而压力传感器的检测范围一般为0～1000kN。压力传感器位于测试空间的上方中心位置，而温度传感器则通过一根金属线由上盖10对应测试空间的中心位置穿入测试空间内部。本实施例中，由于温度传感器以及压力传感器均设置在上盖的中心位置，因此可以采用一体式的温度及压力传感器，这样更加便于安放。

其它的诸如气体流速传感器13、气体温度传感器14、可燃性分析装置15以及腐蚀性分析装置16等辅助测试元件均固定在外壳110的侧壁110b上，同时，在外壳110、填充层以及内壳112上依次设置有供这些辅助测试元件伸入的通孔114。为了避免相互干扰，这些辅助测试元件之间的间隔最好尽量远一些，例如将侧壁110b设计为正方形外框结构，在每一侧安放一个辅助测试元件。在本实施例中，气体流速传感器13的检测范围一般为0～1000MPa，0～100m³/s，气体温度传感器14的检测范围一般为25～1500℃，可燃性分析装置15可以收集产生的气体、检测可燃性气体的成分与含量；腐蚀性分析装置16可以收集产生的气体、检测气体中具有腐蚀性气体的成分与含量。

在本实施例中，这些辅助测试元件可以根据实际需求进行调整，数量也可以根据实际需求进行增减，此外，还可根据需要增加其它类型的辅助测试元件。

本实施例所提供的电池安全性能测试装置，能够有效保证检测过程的安全，将电芯热失控后产生的冲击能量、热量、腐蚀性、可燃性气体进行定量化分析，为模组、电池包的安全防护设计提供数据支持。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化，基于本申请所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。