一种电池短路试验装置及其使用方法
【专利摘要】本发明提供了一种电池短路试验装置，包括：防爆试验箱、用于调节防爆试验箱工作温度的调温装置、第一开关、可调电阻模块和数据采集与控制模块，待测电池设置在防爆试验箱中，待测电池、第一开关及可调电阻模块串联成短路回路，数据采集与控制模块连接在短路回路上，且还分别与防爆试验箱、第一开关及可调电阻模块连接。本发明通过调温装置调节防爆试验箱的温度，通过可调电阻模块调节试验电阻，通过数据采集与控制模块实现对调温过程及电阻调节过程的控制，实现了对试验温度和试验电阻的调节，通过试验过程中电池电压、电流参数的检测与数据采集与控制模块实现对试验结束条件的控制，可以适应不同标准的短路试验要求。
【专利说明】
一种电池短路试验装置及其使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及电池短路试验领域，尤其是一种电池短路试验装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]目前锂电池在我们生活中使用十分广泛，是各类电子产品的主要能源之一，其在新能源汽车，储能领域的应用也使之发展空间越来越广阔，而和锂电池相关的爆炸起火、召回等事件也使它的安全性也受到了广泛的关注。国内外也颁布了很多锂电池的安全测试标准，模拟锂电池可能出现的各种滥用情况，从而评估电池的安全性。而这些标准中均包括外短路试验。
[0003]外短路试验直接导通电池的正负极，电池短时间内放出大量的热，试验具有一定的危险性，甚至可能出现起火、爆炸等情况。国内外不同标准中对外短路试验条件的要求有所不同，主要体现在试验温度、试验电阻、试验结束条件等方面，而目前常用的电池短路试验装置无法调节试验温度和试验电阻，不能根据试验过程中采集到的电池温度电压等参数来设置试验结束条件，因而不能适应不同标准的短路试验要求，故有必要提供一种改进的方案。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种电池短路试验装置及其使用方法，以解决现有技术中无法调节试验温度及试验电阻，不能根据试验过程中采集到的电池温度电压等参数来设置试验结束条件的问题。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供了一种电池短路试验装置，包括:防爆试验箱、用于调节防爆试验箱工作温度的调温装置、第一开关、可调电阻模块和数据采集与控制模块，待测电池设置在所述防爆试验箱中，所述待测电池、第一开关及可调电阻模块串联成短路回路，所述数据采集与控制模块连接在所述短路回路上，用于采集待测电池的数据，所述数据采集与控制模块还分别与所述防爆试验箱、第一开关及可调电阻模块连接，分别用于控制所述防爆试验箱的温度、控制第一开关的通断以及控制可调电阻模块的阻值。
[0006]进一步地，所述可调电阻模块包括电阻和第二开关，所述第二开关并联在所述电阻两端，所述第二开关与所述数据采集与控制模块连接，所述电阻与所述第一开关串联在所述短路回路上。
[0007]进一步地，所述电阻的数量为多个，所述第二开关的数量为多个，每个所述电阻两端均并联有至少一个所述第二开关。
[0008]进一步地，所述第一开关为直流接触器、交流接触器或真空短路器，所述第二开关为直流接触器、交流接触器或真空短路器。
[0009]进一步地，所述数据采集与控制模块包括数据采集与控制组件、通讯模块和控制用计算机，所述数据采集与控制组件连接在所述短路回路上，用于采集短路回路的数据，所述数据采集与控制组件还分别与所述第一开关及可调电阻模块连接，用于控制所述第一开关的通断以及可调电阻模块的阻值，所述数据采集与控制组件还通过所述通讯模块与控制用计算机连接。
[0010]进一步地，所述防爆试验箱包括泄压孔、排气通道以及用于观测防爆试验箱中待测电池测试情况的观察窗，所述防爆试验箱中安装有灯，所述电池短路试验装置还包括鼓风机以及监控摄像头，所述鼓风机与所述排气通道连接，用于将防爆试验箱中烟雾废气排出，所述监控摄像头设置在所述观察窗外，所述监控摄像头与所述控制用计算机连接。
[0011]进一步地，所述数据采集与控制模块分别通过电流检测组件、电压检测组件和温度检测组件连接在所述短路回路上，用于采集待测电池的电流、电压和温度数据。
[0012]进一步地，所述调温装置固定在所述防爆试验箱上。
[0013]本发明还提供了一种电池短路试验装置的使用方法，包括:
[0014]将待测电池设置在所述防爆试验箱中；
[0015]通过所述数据采集与控制模块将防爆试验箱的温度调节至预设的第一试验温度，通过所述数据采集与控制模块将所述可调电阻模块的阻值调节为预设短路电阻，按照不同检测标准设定试验结束条件；
[0016]当待测电池表面的温度达到所述第一试验温度时，通过所述数据采集与控制模块控制所述第一开关闭合，使得短路试验开始，通过所述数据采集与控制模块采集待测电池的数据；
[0017]当所采集的电池数据达到如下选取的结束条件之一时，通过所述数据采集与控制模块控制所述第一开关断开，使得短路试验结束:
[0018]待测电池表面的温度达到预设的第二试验温度时，第二试验温度大于第一试验温度；
[0019]当待测电池表面的温度达到峰值后再降温至所述第一试验温度时开始计时，并持续预设的时间；
[0020]持续预设的时间；
[0021]当待测电池表面的温度达到峰值后再下降20%;
[0022]当电池电压降至预设值且电池表面温度降至所述第一试验温度。
[0023]进一步地，将待测电池设置在所述防爆试验箱中的步骤包括:
[0024]将待测电池固定在电池夹具上，电池夹具及待测电池均在所述防爆试验箱中。
[0025]本发明提供了一种电池短路试验装置及其使用方法，通过调温装置调节防爆试验箱的温度，通过可调电阻模块调节试验电阻，通过数据采集与控制模块实现对调温过程及电阻调节过程的控制，实现了对试验温度和试验电阻的调节，通过试验过程中电池电压、电流参数的检测与数据采集与控制模块实现对试验结束条件的控制，可以适应不同标准的短路试验要求。
【附图说明】
[0026]图1为本发明实施例提供的电池短路试验装置的原理图；
[0027]图2位本发明实施例提供的短路回路的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面将结合示意图对本发明的【具体实施方式】进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0029]如图1?2所示，本发明提供了一种电池短路试验装置，包括:防爆试验箱、用于调节防爆试验箱工作温度的调温装置、第一开关、可调电阻模块和数据采集与控制模块，待测电池设置在所述防爆试验箱中，所述待测电池、第一开关及可调电阻模块串联成短路回路，所述数据采集与控制模块连接在所述短路回路上，用于采集待测电池的数据，所述数据采集与控制模块还分别与所述防爆试验箱、第一开关及可调电阻模块连接，分别用于控制所述防爆试验箱的温度、控制第一开关的通断以及控制可调电阻模块的阻值。
[0030]在本实施例中，所述可调电阻模块包括电阻和第二开关，所述第二开关并联在所述电阻两端，所述第二开关与所述数据采集与控制模块连接，所述电阻与所述第一开关串联在所述短路回路上。
[0031]进一步地，所述电阻的数量为多个，所述第二开关的数量为多个，每个所述电阻两端均并联有至少一个所述第二开关。在本实施例中，请参考图2，电阻和第二开关的数量均为两个，在本实施例中，例如，电阻阻值分别为20ηιΩ和40ηιΩ。
[0032]所述第一开关为直流接触器、交流接触器或真空短路器，所述第二开关为直流接触器、交流接触器或真空短路器。
[0033]进一步地，所述数据采集与控制模块分别通过电流检测组件、电压检测组件和温度检测组件连接在所述短路回路上，用于采集待测电池的电流、电压和温度数据。
[0034]在本实施例中，所述数据采集与控制模块包括数据采集与控制组件、通讯模块和控制用计算机，所述数据采集与控制组件连接在所述短路回路上，用于采集短路回路的数据，所述数据采集与控制组件还分别与所述第一开关及可调电阻模块连接，用于控制所述第一开关的通断以及可调电阻模块的阻值，所述数据采集与控制组件还通过所述通讯模块与控制用计算机连接，通过软件编制可在控制计算机端远程控制试验按不同标准自动化进行。
[0035]其中，控制用计算机设有人机交互接口，用于接收操作人员根据不同标准所指定的测试指令，并通过通讯模块与数据采集与控制组件相连，实现对短路试验的远程程序控制以及电压、温度、电流数据的采集。第一开关用于控制短路的开始和结束，第二开关和电阻连接，通过第二开关的断开和闭合调节短路回路电阻。电流、电压、温度检测组件输出端与数据采集与控制组件相连，可将数据传至控制用计算机，实现数据的自动采集与处理，可以根据数据对试验条件进行控制，通过控制用计算机和数据与采集控制组件可以实现远程程序控制试验进行，通过编程实现试验按不同标准自动化进行，试验安全性好，自动化程度尚O
[0036]在本实施例中，所述调温装置固定在所述防爆试验箱上。
[0037]在本实施例中，所述防爆试验箱包括泄压孔、排气通道以及用于观测防爆试验箱中待测电池测试情况的观察窗，泄压孔用隔热材料进行特殊封闭，在箱内电池出现意外爆炸时可以冲开该泄压孔，以达到泄压的目的;所述防爆试验箱中安装有灯，例如LED灯，方便观察测试区电池测试时的状态;所述电池短路试验装置还包括鼓风机以及监控摄像头，所述鼓风机与所述排气通道连接，用于将防爆试验箱中烟雾废气排出，所述监控摄像头设置在所述观察窗外，所述监控摄像头与所述控制用计算机连接，通过监控摄像头可以远程对试验过程进行观察和录像;观察窗例如可以选用钢化防爆玻璃，但不限于此。
[0038]此外，请继续参考图1，短路回路上的各元器件可以设置在防爆试验箱的外面，也就是，短路回路上的各元器件构成了图1中所示的短路试验机。
[0039]本发明还提供了一种电池短路试验装置的使用方法，包括:
[0040]将待测电池设置在所述防爆试验箱中；
[0041]通过所述数据采集与控制模块将防爆试验箱的温度调节至预设的第一试验温度，通过所述数据采集与控制模块将所述可调电阻模块的阻值调节为预设短路电阻，在控制计算机软件界面按照不同检测标准设定试验结束条件；
[0042]当待测电池表面的温度达到所述第一试验温度时，通过所述数据采集与控制模块控制所述第一开关闭合，使得短路试验开始，通过所述数据采集与控制模块采集待测电池的数据；
[0043]当所采集的电池数据达到如下选取的结束条件之一时，通过所述数据采集与控制模块控制所述第一开关断开，使得短路试验结束:
[0044]待测电池表面的温度达到预设的第二试验温度时，第二试验温度大于第一试验温度；
[0045]当待测电池表面的温度达到峰值后再降温至所述第一试验温度时开始计时，并持续预设的时间；
[0046]持续预设的时间；
[0047]当待测电池表面的温度达到峰值后再下降20%;
[0048]当电池电压降至预设值且电池表面温度降至所述第一试验温度。
[0049]进一步地，将待测电池设置在所述防爆试验箱中的步骤包括:
[0050]将待测电池固定在电池夹具上，电池夹具及待测电池均在所述防爆试验箱中。
[0051]本发明提供了一种电池短路试验装置及其使用方法，通过调温装置调节防爆试验箱的温度，通过可调电阻模块调节试验电阻，通过数据采集与控制模块实现对调温过程及电阻调节过程的控制，实现了对试验温度和试验电阻的调节，通过试验过程中电池电压、电流参数的检测与数据采集与控制模块实现对试验结束条件的控制，可以适应不同标准的短路试验要求。
[0052]上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电池短路试验装置，其特征在于，包括:防爆试验箱、用于调节防爆试验箱工作温度的调温装置、第一开关、可调电阻模块和数据采集与控制模块，待测电池设置在所述防爆试验箱中，所述待测电池、第一开关及可调电阻模块串联成短路回路，所述数据采集与控制模块连接在所述短路回路上，用于采集待测电池的数据，所述数据采集与控制模块还分别与所述防爆试验箱、第一开关及可调电阻模块连接，分别用于控制所述防爆试验箱的温度、控制第一开关的通断以及控制可调电阻模块的阻值。2.如权利要求1所述的电池短路试验装置，其特征在于，所述可调电阻模块包括电阻和第二开关，所述第二开关并联在所述电阻两端，所述第二开关与所述数据采集与控制模块连接，所述电阻与所述第一开关串联在所述短路回路上。3.如权利要求2所述的电池短路试验装置，其特征在于，所述电阻的数量为多个，所述第二开关的数量为多个，每个所述电阻两端均并联有至少一个所述第二开关。4.如权利要求2所述的电池短路试验装置，其特征在于，所述第一开关为直流接触器、交流接触器或真空短路器，所述第二开关为直流接触器、交流接触器或真空短路器。5.如权利要求1所述的电池短路试验装置，其特征在于，所述数据采集与控制模块包括数据采集与控制组件、通讯模块和控制用计算机，所述数据采集与控制组件连接在所述短路回路上，用于采集短路回路的数据，所述数据采集与控制组件还分别与所述第一开关及可调电阻模块连接，用于控制所述第一开关的通断以及可调电阻模块的阻值，所述数据采集与控制组件还通过所述通讯模块与控制用计算机连接。6.如权利要求5所述的电池短路试验装置，其特征在于，所述防爆试验箱包括泄压孔、排气通道以及用于观测防爆试验箱中待测电池测试情况的观察窗，所述防爆试验箱中安装有灯，所述电池短路试验装置还包括鼓风机以及监控摄像头，所述鼓风机与所述排气通道连接，用于将防爆试验箱中烟雾废气排出，所述监控摄像头设置在所述观察窗外，所述监控摄像头与所述控制用计算机连接。7.如权利要求1所述的电池短路试验装置，其特征在于，所述数据采集与控制模块分别通过电流检测组件、电压检测组件和温度检测组件连接在所述短路回路上，用于采集待测电池的电流、电压和温度数据。8.如权利要求1所述的电池短路试验装置，其特征在于，所述调温装置固定在所述防爆试验箱上。9.一种电池短路试验装置的使用方法，应用在如权利要求1?8中任一项所述的电池短路试验装置上，其特征在于，包括: 将待测电池设置在所述防爆试验箱中； 通过所述数据采集与控制模块将防爆试验箱的温度调节至预设的第一试验温度，通过所述数据采集与控制模块将所述可调电阻模块的阻值调节为预设短路电阻，按照不同检测标准设定试验结束条件； 当待测电池表面的温度达到所述第一试验温度时，通过所述数据采集与控制模块控制所述第一开关闭合，使得短路试验开始，通过所述数据采集与控制模块采集待测电池的数据； 当所采集的电池数据达到如下选取的结束条件之一时，通过所述数据采集与控制模块控制所述第一开关断开，使得短路试验结束: 待测电池表面的温度达到预设的第二试验温度时，第二试验温度大于第一试验温度；当待测电池表面的温度达到峰值后再降温至所述第一试验温度时开始计时，并持续预设的时间； 持续预设的时间； 当待测电池表面的温度达到峰值后再下降20% ; 当电池电压降至预设值且电池表面温度降至所述第一试验温度。10.如权利要求9所述的电池短路试验装置的使用方法，其特征在于，将待测电池设置在所述防爆试验箱中的步骤包括: 将待测电池固定在电池夹具上，电池夹具及待测电池均在所述防爆试验箱中。
【文档编号】G01R31/36GK105974330SQ201610596337
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月27日
【发明人】李若诗, 孙健, 石雷兵, 王炜, 杨音来, 杨欣, 徐剑, 冯建, 胡斌
【申请人】上海市计量测试技术研究院