一种锂电池热失控测试装置的制作方法

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池热失控测试装置。

背景技术：

热失控是指单体锂电池因刺穿、高温或碰撞等因素导致锂电池内部隔膜融化，电化学反应快速发生并转化生热，导致锂电池温度急剧升高的现象。

当锂电池单体电芯发生热失控后释放的大量的热量会扩散至邻近的锂电池单体电芯中，导致锂离子电池包整体发生热失控，甚至发生燃烧或爆炸，造成严重的安全隐患。

目前，针对锂电池的热失控的测试装置结构单一，不能满足多种尺寸和不同型号的锂电池的热失控的测试实验要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锂电池热失控测试装置，以满足多种尺寸和型号的锂电池进行热失控测试实验的尺寸要求。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

一种锂电池热失控测试装置，包括：

底板；

第一侧板与第二侧板，所述第一侧板与所述第二侧板的底部相对设置于所述底板沿第一方向的两端，以围成容纳锂电池的框架，所述框架的宽度和高度可调；

电压检测器，所述电压检测器设置于所述框架上，且被配置为当所述锂电池发生热失控时，测量并记录所述锂电池内的电芯的电压变化值；

温度检测器，所述温度检测器设置于所述框架上，且被配置为当所述锂电池发生热失控时，测量并记录所述锂电池的温度变化值。

进一步地，所述底板在所述第一方向的至少一端设置有多个第一孔，多个所述第一孔沿所述第一方向间隔设置；所述第一侧板与所述第二侧板两者中的至少一个的底部对应开设有第二孔，所述第二孔选择性地与一个所述第一孔固定连接。

进一步地，所述底板沿所述第一方向的第一端具有多个所述第一孔，所述第一侧板的底部开设有第一滑槽和与所述第一滑槽连通的所述第二孔；所述底板的所述第一端能够沿所述第一方向滑设于所述第一滑槽内，以使所述第二孔与一个所述第一孔正对设置。

进一步地，所述第二孔为条形孔，所述条形孔的长轴方向为竖直方向；所述第二侧板上开设有沿竖直方向延伸的第二滑槽，所述底板沿所述第一方向的第二端具有第三孔；所述底板能够沿竖直方向滑设于所述第一侧板与所述第二侧板之间，所述第三孔与所述第二滑槽固定连接；所述第一方向垂直于所述竖直方向。

进一步地，所述框架上还设置有加强板，所述加强板分别与所述第一侧板和所述第二侧板相连，且所述加强板在所述第一侧板和所述第二侧板之间的长度随框架的宽度同步可调。

进一步地，所述第一侧板与所述第二侧板的侧壁分别开设有第四孔和第五孔，所述加强板开设有第六孔和沿所述第一方向延伸的第三滑槽，所述第四孔与所述第五孔两者中的一个与所述第六孔固定连接，所述第四孔与所述第五孔两者中的另一个与所述第三滑槽固定连接。

进一步地，所述第一侧板与所述第二侧板的侧壁分别开设有第四孔和第五孔，所述加强板开设有沿所述第一方向延伸的第三滑槽，所述第四孔和所述第五孔分别与所述第三滑槽固定连接。

进一步地，所述加强板包括第一段和第二段，所述第一段的一端与所述第一侧板相连，所述第二段的一端与所述第二侧板相连，所述第一段的另一端滑设于所述第二段的另一端。

进一步地，所述第一侧板或所述第二侧板开设有连通所述框架内腔的穿刺孔。

进一步地，所述框架还包括设置于所述第一侧板或所述第二侧板上的支架，所述温度检测器安装于所述支架上。

本发明的有益效果为：由底板、第一侧板与第二侧板围成的框架能够根据不同尺寸和型号的锂电池进行高度和宽度的尺寸调节，具备通用性，降低了更换锂电池热失控测试装置的成本。同时，电压检测器以及温度检测器能够分别测量并记录锂电池发生热失控后的电压和温度的变化值，为改善锂电池的热安全性能提供了准确的数据支撑。

附图说明

图1是本发明实施例提供的锂电池热失控测试装置的主视图；

图2是本发明实施例提供的锂电池热失控测试装置的仰视图；

图3是本发明实施例提供的底板的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第一侧板的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第二侧板与支架的装配结构示意图；

图6是本发明实施例提供的加强板的端面视图。

图中部件名称和标号如下：

1、底板；11、第一孔；12、第三孔；2、第一侧板；21、第二孔；22、第一滑槽；23、第四孔；3、第二侧板；31、第二滑槽；32、第五孔；33、穿刺孔；4、加强板；41、第六孔；42、第三滑槽；5、电压检测器；6、温度检测器；7、支架。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本实施例公开了一种锂电池热失控测试装置，该锂电池热失控测试装置包括底板1、第一侧板2和第二侧板3。第一侧板2与第二侧板3的底部相对设置于底板1沿第一方向的两端，以围成容纳锂电池的框架。该框架能够根据不同尺寸和型号的锂电池进行宽度和高度调节，具备通用性，降低了更换锂电池热失控测试装置的成本。例如，当锂电池内电芯的数量增加时，可以增大框架的宽度；或者，当组成锂电池的电芯的高度变小时，可以调低框架的高度。通过调节框架的高度与宽度，有利于对多种不同尺寸与型号的锂电池进行热失控实验。

本实施例的锂电池热失控测试装置还包括电压检测器5和温度检测器6，电压检测器5与温度检测器6均设置于框架上。当锂电池发生热失控时，电压检测器5用于测量并记录锂电池内的电芯的电压变化值。温度检测器6用于测量并记录锂电池的温度变化值。通过电压检测器5以及温度检测器6能够分别测量并记录锂电池发生热失控后的电压和温度的变化值，为改善锂电池的热安全性能提供准确的数据支撑。

具体地，待检测的锂电池为方形铝壳电池。第一侧板2与第二侧板3竖直设置，底板1水平设置，使得框架为直角u型框，方形铝壳电池放置于框架的内腔。本实施例的第一方向为底板1的长度方向，即框架的宽度方向。竖直方向为框架的高度方向。

锂电池可以通过针刺的方式实现热失控。为了便于刺破锂电池内的电芯，第一侧板2或第二侧板3开设有连通框架内腔的穿刺孔33。如图5所示，本实施例的穿刺孔33开设于第二侧板3上。进行热失控测试实验前，使用尖锐物，例如，针穿过穿刺孔33，并将靠近第二侧板3的电芯刺破，引发锂电池的热失控。当然，穿刺孔33还可以开设于第一侧板2上。穿刺孔33可以为圆形孔或多边形孔，只需尖锐物能够穿过即可。

需要说明的是，锂电池发生热失控时，锂电池的防爆阀的温度较高，只需测量并记录防爆阀上方的温度即可。具体地，框架还包括设置于第一侧板2或第二侧板3上的支架7，温度检测器6安装于支架7上。该支架7为l型支架，具体包括相连的竖直段和水平段。竖直段通过螺栓固定安装于第二侧板3，水平段朝向框架内腔延伸，并延伸至锂电池的防爆阀的上端。温度检测器6安装于水平段的末端，并与防爆阀正对设置，以准确测量发生热失控的锂电池的温度变化值。

本实施例的温度检测器6可以为温度传感器，电压检测器5可以为示波器。电压检测器5的数量与位于框架内的锂电池的电芯数量相同，且一一对应电连接，以测量每个电芯的电压和电流数据。

如图3和图4所示，底板1在第一方向的至少一端设置有多个第一孔11，多个第一孔11沿第一方向间隔设置。第一侧板2与第二侧板3两者中的至少一个的底部对应开设有第二孔21，第二孔21选择性地与一个第一孔11固定连接。由于多个第一孔11沿第一方向(框架的宽度方向)布置，第二孔21与不同的第一孔11固定安装时，改变了第一侧板2与第二侧板3之间的间距，实现了框架在其宽度方向的尺寸调节。

具体地，底板1为t型板，底板1沿第一方向的第一端具有多个第一孔11，本实施例的第一孔11的数量为六个。底板1的第一端在底板1宽度方向的两侧分别设置有三个沿第一方向排列的第一孔11。第一侧板2呈“凹”字型，第一侧板2的底部开设有第一滑槽22和与第一滑槽22连通的第二孔21。具体地，第一侧板2的底部的中间位置向内凹陷形成第一滑槽22，第一滑槽22的两个侧壁开设有第二孔21。该第一滑槽22为矩形，第一滑槽22的宽度与底板1的第一端的宽度相适配，以便于底板1的第一端沿第一方向滑设于第一滑槽22内，以使第二孔21与一个第一孔11正对设置。

在其他可替代的实施例中，底板1的第一端在其宽度方向的两侧还可以分别设置有两个、四个或五个以上，增加第一孔11的数量能够增大框架宽度的调节范围。

本实施例的第一孔11为螺纹孔。当需要调节框架的宽度时，底板1沿第一方向在第一滑槽22内滑动，当框架的宽度调节到位时，其中一个第一孔11与第二孔21正对，螺栓穿过第二孔21，并与该第一孔11螺纹连接，以将第一侧板2的底部与底板1的第一端固定安装。

需要说明的是，第一侧板2与第二侧板3的结构可以相同，也可以不同。由于第一侧板2的底部开设有第一滑槽22，第二侧板3上具有穿刺孔33，为避免降低第二侧板3的结构强度，本实施例的第一侧板2与第二侧板3的结构不相同。

如图3所示，第二孔21为条形孔，条形孔的长轴方向为竖直方向。具体地，第二孔21包括相连的第一条形孔和第二条形孔，第一条形孔的纵截面面积大于第二条形孔的纵截面面积，第一条形孔、第二条形孔与第一滑槽22依次连通。紧固第二孔21与第一滑槽22的螺栓的头部位于第一条形孔内，使得框架的结构更加紧凑，有利于减少锂电池热失控测试装置的占地面积。

如图3和图5所示，第二侧板3上开设有沿竖直方向延伸的第二滑槽31，底板1的第二端具有第三孔12。底板1能够沿竖直方向滑设于第一侧板2与第二侧板3之间，第三孔12与第二滑槽31固定连接。第一方向垂直于竖直方向。

具体地，底板1的第二端在其宽度方向的两端分别开设有一个第三孔12，且第三孔12为螺纹孔。第二侧板3上对应开设有两个第二滑槽31。当调节框架的高度时，底板1沿竖直方向上下移动，当框架调节到位时，螺栓穿过第二滑槽31，并与对应的第三孔12螺纹连接，以将底板1的第二端与第二侧板3固定连接。

需要说明的是，框架的长度和高度的调节互相不影响，也不分先后顺序。

如图1和图6所示，框架上还设置有加强板4，加强板4分别与第一侧板2和第二侧板3相连，且加强板4在第一侧板2和第二侧板3之间的长度随框架的宽度同步可调。加强板4增加了框架的结构强度，有利于提高锂电池热失控测试装置的稳定性和可靠性。

本实施例的加强板4的数量为四个，框架在其长度方向的两端分别安装有两个加强板4，框架与加强板4共同围成上端开口的容纳腔，便于锂电池从容纳腔的上端放入或取出。框架在其长度方向的同一端，两个加强板4上下相对设置，进一步提高了框架的结构强度。当然，加强板4的数量还可以为两个，三个或五个以上。

此外，多个电压检测器5沿第一方向间隔安装于加强板4上，以便于电压检测器5测量对应电芯的电压值。加强板4为电压检测器5提供了安装平台。

如图4-图6所示，第一侧板2与第二侧板3的侧壁分别开设有第四孔23和第五孔32，加强板4开设有第六孔41和沿第一方向延伸的第三滑槽42，第四孔23与第五孔32两者中的一个与第六孔41固定连接，第四孔23与第五孔32两者中的另一个与第三滑槽42固定连接。

本实施例的第四孔23与第五孔32均为螺纹孔，第六孔41为光孔。第一侧板2的第四孔23与加强板4的第六孔41正对，螺栓穿过第六孔41，并与第四孔23螺纹连接，以将加强板4的一端固定安装于第一侧板2上。当调节框架宽度时，第五孔32在第三滑槽42内滑动，当框架的宽度调节到位后，螺栓穿过第三滑槽42，并与第五孔32螺纹连接，以将加强板4的另一端固定安装于第二侧板3上。

在第一个可替代的实施例中，第一侧板2与第二侧板3的侧壁分别开设有第四孔23和第五孔32，加强板4开设沿第一方向延伸的第三滑槽42，第四孔23和第五孔32分别与第三滑槽42固定连接。该实施例的第四孔23与第五孔32同样为螺纹孔。当调节框架宽度时，第五孔32在第三滑槽42内滑动，当框架的宽度调节到位后，两个螺栓穿过第三滑槽42，并分别与第四孔23和第五孔32螺纹连接。

在第二个可替代的实施例中，加强板4包括第一段和第二段，第一段的一端与第一侧板2相连，第二段的一端与第二侧板3相连，第一段的另一端滑设于第二段的另一端。该实施例中的加强板4为伸缩板结构，能够根据框架的宽度快速调节加强板4的长度。例如，第一段和第二段的结构相同，第一段和第二段的一端分别开设有第一安装孔和第二安装孔，第一段和第二段的另一端分别开设有第四滑槽与第五滑槽，且第四滑槽与第五滑槽均沿第一方向延伸。第一安装孔与第四孔23通过螺栓固定连接，第二安装孔与第五孔32通过螺栓固定连接，第四滑槽与第五滑槽至少部分重合。当框架的宽度调节到位后，螺栓穿过第四滑槽与第五滑槽，以使第一段和第二段的另一端通过螺栓固定连接。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。