專(zhuān)利名稱(chēng)：圓柱型動(dòng)力電池材料產(chǎn)熱量測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種圓柱型動(dòng)力電池材料產(chǎn)熱量測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
隨著高新技術(shù)在社會(huì)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域的不斷滲透，各式各樣的電池民用軍用行業(yè) 中不可或缺的關(guān)鍵器件。電池工業(yè)正日益成為新型能源產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，與此同 時(shí)，由于環(huán)境問(wèn)題與能源危機(jī)日益突出，節(jié)能與環(huán)保必然成為汽車(chē)行業(yè)的必然趨勢(shì)。電動(dòng)汽 車(chē)通過(guò)動(dòng)力電池提供動(dòng)力，無(wú)污染物排放，同時(shí)比燃油車(chē)更具經(jīng)濟(jì)性，必然成為汽車(chē)行業(yè)未 來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)是電池性能的提升以及電池裝置的可循環(huán)利 用。不同電池由于內(nèi)部材料構(gòu)成不同因此發(fā)熱量也不相同，導(dǎo)致電池模塊的熱管理設(shè)計(jì)方 案對(duì)個(gè)體電池的發(fā)熱量和功率有較大的依賴(lài)性。不同材料制備的電池在不同發(fā)電電流強(qiáng) 度下發(fā)熱不同，如果放電電流過(guò)大，電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)易產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致電池溫度升 高，過(guò)高的運(yùn)行溫度會(huì)使電池電壓會(huì)急劇降低，容量也很快消耗，對(duì)電池最為不利，若熱量 來(lái)不及散失而在電池內(nèi)部迅速積聚，電池可能會(huì)出現(xiàn)漏液、放氣、冒煙等現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)電池 發(fā)生劇烈燃燒且發(fā)生爆炸。因此測(cè)量各種電池材料產(chǎn)熱量及產(chǎn)熱功率對(duì)電池模塊熱管理系 統(tǒng)和對(duì)電池具體工作的最大電流及其工作時(shí)間進(jìn)行具有優(yōu)化作用，有助于保護(hù)電池，增強(qiáng) 電池模塊的使用性及電池壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)圓柱型動(dòng)力電池材料充放電過(guò)程產(chǎn)熱量進(jìn)行測(cè)量，為保 證電池在各種不同的充放電電流情況下對(duì)電池產(chǎn)熱量進(jìn)行量化，為電池散熱模塊的設(shè)計(jì)方 案提供具體的數(shù)據(jù)依據(jù)，同時(shí)也為電池設(shè)計(jì)者提供更為直觀(guān)的數(shù)據(jù)依據(jù)。本實(shí)用新型提供的一種圓柱型動(dòng)力電池材料產(chǎn)熱量測(cè)量裝置包括裝置主筒、裝置 主筒內(nèi)的電池密封套408、裝置主筒內(nèi)下部安裝的氣泡均勻盒410和氣泡均勻蓋411以及與 裝置主筒連接的氣泵組合裝置402 ；上述裝置主筒由塑料內(nèi)筒404上下分別安裝塑料筒上 密封蓋406和塑料筒下密封蓋409及其外部包裹絕熱材料407組成；裝置主筒的上部安裝 進(jìn)氣管403下部安裝出氣管401，出氣管401聯(lián)通裝置主筒內(nèi)的氣泡均勻盒410 ；上述電池 密封套408由密封套上半部107與密封套下半部201相互連接組成，密封套上半部107連 接藏線(xiàn)管105，藏線(xiàn)管105穿過(guò)裝置主筒的塑料筒上密封蓋406 ；電池正極導(dǎo)線(xiàn)102穿過(guò)藏 線(xiàn)管105與安裝在密封套上半部107內(nèi)的銅質(zhì)彈簧101相接，電池負(fù)極導(dǎo)線(xiàn)103穿過(guò)藏線(xiàn) 管105與密封套上半部107的內(nèi)壁相接，第一熱電偶104穿過(guò)藏線(xiàn)管105與密封套上半部 107的內(nèi)壁相接；上述氣泵組合裝置402由氣泵602和氣泵602外包圍的第二絕熱材料603 及第二絕熱材料603外包裹的密封盒605組成，氣泵602分別連接進(jìn)氣口連接管604的一 端和出氣口連接管601的一端；進(jìn)氣口連接管604的另一端連接進(jìn)氣管403，出氣口連接管 601的另一端連接出氣管401 ；藏線(xiàn)管105外部的第二熱電偶405穿過(guò)塑料筒上密封蓋406 并固定在位于液體水位線(xiàn)下的細(xì)銅片412上，細(xì)銅片412安裝在藏線(xiàn)管105上；裝置主筒內(nèi)盛有液體，液體水位線(xiàn)高于第二熱電偶405的測(cè)量點(diǎn)低于裝置主筒內(nèi)的進(jìn)氣管403 ；電池正 極導(dǎo)線(xiàn)102及電池負(fù)極導(dǎo)線(xiàn)103與外部放電裝置連接。上述塑料筒上密封蓋406與藏線(xiàn)管105之間過(guò)盈安裝并密封連接；上述塑料筒下 密封蓋409與塑料內(nèi)筒404之間固定連接。上述的氣泡均勻蓋411是塑料蓋501的上端開(kāi)有均勻分布小孔502，氣泡均勻蓋 411安裝在氣泡均勻盒410內(nèi)相互之間過(guò)盈配合連接，氣泡均勻盒410與塑料筒下密封蓋 409之間過(guò)盈配合連接。上述電池密封套408的密封套上半部107與密封套下半部201通過(guò)螺紋密封連 接，之間安裝密封環(huán)202。上述密封套上半部107與銅質(zhì)彈簧101之間安裝絕緣片106。上述進(jìn)氣口連接管604和出氣口連接管601分別與密封盒605的開(kāi)孔過(guò)盈連接。上述進(jìn)氣管403和出氣管401分別與裝置主筒的開(kāi)孔過(guò)盈連接。上述電池密封套408采用鋁合金為外殼。上述裝置主筒內(nèi)的液體是水。其中，塑料內(nèi)筒下端完全密封固定，并連接氣泡均勻盒，保證裝置主筒內(nèi)的液體各 處液體溫度相同。其中，電池正極導(dǎo)線(xiàn)102與銅質(zhì)彈簧101相接，用以導(dǎo)通電池正極。電池負(fù)極導(dǎo)線(xiàn) 103與電池密封套的內(nèi)壁相接，用以導(dǎo)通電池負(fù)極。第一熱電偶104與電池密封套的內(nèi)壁相 接，用以測(cè)量產(chǎn)熱時(shí)電池溫度。藏線(xiàn)管105與電池密封套相接處用密封膠密封。其中，塑料筒下密封蓋409與塑料內(nèi)筒404之間用強(qiáng)力膠固定，絕熱材料407與塑 料內(nèi)筒404之間用膠液體密封固定。其中，第二絕熱材料603與密封盒605之間用膠液體固定。進(jìn)氣口連接管604和 出氣口連接管601均分別與密封盒的開(kāi)孔過(guò)盈安裝以確保密封性，進(jìn)氣管403和出氣管401 均分別與裝置主筒的開(kāi)孔過(guò)盈安裝以確保密封性，保證液體不會(huì)滲出。本實(shí)用新型的工作原理為一種圓柱型動(dòng)力電池材料產(chǎn)熱量測(cè)量裝置，如附圖所 示，塑料筒上密封蓋406與塑料內(nèi)筒404固定密封后加入一定量的液體，保證液體水位線(xiàn) 高于第二熱電偶405測(cè)量點(diǎn)，低于進(jìn)氣管403。將電池正極導(dǎo)線(xiàn)102，電池負(fù)極導(dǎo)線(xiàn)103，同 外部放電裝置鏈接，將第一熱電偶104和第二熱電偶405與微機(jī)數(shù)據(jù)顯示裝置連接以測(cè)定 溫度變化值。先啟動(dòng)氣泵，使裝置主筒內(nèi)的液體各處溫度相同，然后開(kāi)啟外部放電裝置和 外部熱電偶的數(shù)據(jù)顯示裝置，隨著電池放電，裝置各點(diǎn)的溫度也發(fā)生變化，通過(guò)數(shù)據(jù)處理記 錄溫度變化。則電池的產(chǎn)熱量可根據(jù)熱電偶測(cè)量溫度及相關(guān)的修正系數(shù)k和公式Q = kC1Hl1 (trt0) +c2m2 Δ t2-AK (t-t0)計(jì)算出，其中Cl、mi分別代表裝置主筒內(nèi)液體的比熱容和質(zhì) 量，c2、m2分別代表電池的比熱容和質(zhì)量，A、K分別是裝置主筒得表面積和傳熱系數(shù)，t0,、、 t2分別代表裝置主筒內(nèi)液體的初始溫度和最終溫度以及電池的最終溫度。本實(shí)用新型的有益效果是所述的一種圓柱型動(dòng)力電池材料產(chǎn)熱量測(cè)量裝置，測(cè)試 方法極為簡(jiǎn)便，只需將外部裝置記錄熱電偶的溫度數(shù)值隨時(shí)間的變化就能計(jì)算電池的產(chǎn)熱 量和。測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)備簡(jiǎn)單。裝置制作所需花費(fèi)低，數(shù)值較為準(zhǔn)確。本裝置能降低測(cè)量成本， 增強(qiáng)其經(jīng)濟(jì)性，能滿(mǎn)足圓柱型鎳氫電池和鋰離子電池等各種電池要求簡(jiǎn)易估測(cè)其產(chǎn)熱量及 功率的需求，具有廣泛的實(shí)用前景。

圖1是本實(shí)用新型的密封套上半部的示意圖。圖2是本實(shí)用新型的密封套下半部的示意圖。圖3是本實(shí)用新型的電池密封套示意圖。圖4是本實(shí)用新型的主要裝置連接示意圖。圖5，6是本實(shí)用新型的氣泡均勻盒示意圖。圖7是本實(shí)用新型的氣泵組合裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
如附圖4所示將與塑料筒上密封蓋406相固定的電池密封套408取出，往里加一 定量的液體，將其蓋回原位，保證液體水位線(xiàn)高于第二熱電偶405測(cè)量點(diǎn)，低于進(jìn)氣管403。 將電池正極導(dǎo)線(xiàn)102，電池負(fù)極導(dǎo)線(xiàn)103，同外部放電裝置鏈接，將第一熱電偶104和第二熱 電偶405與微機(jī)數(shù)據(jù)顯示裝置連接以測(cè)定溫度變化值。先啟動(dòng)氣泵，使裝置主筒內(nèi)的液體 各處溫度相同，然后開(kāi)啟外部放電裝置和外部熱電偶的數(shù)據(jù)顯示裝置，隨著電池放電，裝置 各點(diǎn)的溫度也發(fā)生變化，通過(guò)數(shù)據(jù)處理記錄溫度變化。則電池的產(chǎn)熱量可根據(jù)熱電偶測(cè)量 溫度及相關(guān)的修正系數(shù)k和公式Q = kC1Hi1 (t「tQ)+C2Hi2 At2-AK(t-tQ)計(jì)算出，其中Cl、 Hi1分別代表裝置主筒內(nèi)液體的比熱容和質(zhì)量，C2, m2分別代表電池的比熱容和質(zhì)量，A、K分 別是裝置主筒得表面積和傳熱系數(shù)，t0,、、t2分別代表裝置主筒內(nèi)液體的初始溫度和最終 溫度以及電池的最終溫度。本實(shí)用新型的特點(diǎn)是測(cè)試方法極為簡(jiǎn)便，測(cè)試結(jié)構(gòu)設(shè)備簡(jiǎn)單，裝置制作所需花費(fèi) 低。與其他傳統(tǒng)的測(cè)量產(chǎn)熱的裝置不同，本裝置具備較強(qiáng)的成本優(yōu)勢(shì)和實(shí)用優(yōu)勢(shì)，能廣泛的 運(yùn)用圓柱型鎳氫電池和鋰離子電池等各種電池在不同電流強(qiáng)度下的產(chǎn)熱量的測(cè)量，為不同 的充放電電流情況下電池散熱模塊的設(shè)計(jì)方案提供具體的數(shù)據(jù)依據(jù)。
權(quán)利要求一種圓柱型動(dòng)力電池材料產(chǎn)熱量測(cè)量裝置，其特征在于所述測(cè)量裝置包括裝置主筒、裝置主筒內(nèi)的電池密封套(408)、裝置主筒內(nèi)下部安裝的氣泡均勻盒(410)和氣泡均勻蓋(411)以及與裝置主筒連接的氣泵組合裝置(402)；上述裝置主筒由塑料內(nèi)筒(404)上下分別安裝塑料筒上密封蓋(406)和塑料筒下密封蓋(409)及其外部包裹絕熱材料(407)組成；裝置主筒的上部安裝進(jìn)氣管(403)下部安裝出氣管(401)，出氣管(401)聯(lián)通裝置主筒內(nèi)的氣泡均勻盒(410)；上述電池密封套(408)由密封套上半部(107)與密封套下半部(201)相互連接組成，密封套上半部(107)連接藏線(xiàn)管(105)，藏線(xiàn)管(105)穿過(guò)裝置主筒的塑料筒上密封蓋(406)；電池正極導(dǎo)線(xiàn)(102)穿過(guò)藏線(xiàn)管(105)與安裝在密封套上半部(107)內(nèi)的銅質(zhì)彈簧(101)相接，電池負(fù)極導(dǎo)線(xiàn)(103)穿過(guò)藏線(xiàn)管(105)與密封套上半部(107)的內(nèi)壁相接，第一熱電偶(104)穿過(guò)藏線(xiàn)管(105)與密封套上半部(107)的內(nèi)壁相接；上述氣泵組合裝置(402)由氣泵(602)和氣泵(602)外包圍的第二絕熱材料(603)及第二絕熱材料(603)外包裹的密封盒(605)組成，氣泵(602)分別連接進(jìn)氣口連接管(604)的一端和出氣口連接管(601)的一端；進(jìn)氣口連接管(604)的另一端連接進(jìn)氣管(403)，出氣口連接管(601)的另一端連接出氣管(401)；藏線(xiàn)管(105)外部的第二熱電偶(405)穿過(guò)塑料筒上密封蓋(406)并固定在位于液體水位線(xiàn)下的細(xì)銅片(412)上，細(xì)銅片(412)安裝在藏線(xiàn)管(105)上；裝置主筒內(nèi)盛有液體，液體水位線(xiàn)高于第二熱電偶(405)的測(cè)量點(diǎn)低于裝置主筒內(nèi)的進(jìn)氣管(403)；電池正極導(dǎo)線(xiàn)(102)及電池負(fù)極導(dǎo)線(xiàn)(103)與外部放電裝置連接。
2 如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征是上述塑料筒上密封蓋(406)與藏線(xiàn)管 (105)之間過(guò)盈安裝并密封連接；上述塑料筒下密封蓋(409)與塑料內(nèi)筒(404)之間固定 連接。
3.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征是上述的氣泡均勻蓋(411)是塑料蓋(501) 的上端開(kāi)有均勻分布小孔(502)，氣泡均勻蓋(411)安裝在氣泡均勻盒(410)內(nèi)相互之間過(guò) 盈配合連接，氣泡均勻盒(410)與塑料筒下密封蓋(409)之間過(guò)盈配合連接。
4.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征是上述電池密封套(408)的密封套上半部 (107)與密封套下半部(201)通過(guò)螺紋密封連接，之間安裝密封環(huán)(202)。
5.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征是上述密封套上半部(107)與銅質(zhì)彈簧 (101)之間安裝絕緣片(106)。
6.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征是上述進(jìn)氣口連接管(604)和出氣口連接 管(601)分別與密封盒(605)的開(kāi)孔過(guò)盈連接。
7.如權(quán)利要求1所述的測(cè)量裝置，其特征是上述進(jìn)氣管(403)和出氣管(401)分別 與裝置主筒的開(kāi)孔過(guò)盈連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種圓柱型動(dòng)力電池材料產(chǎn)熱量測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置包括裝置主筒、裝置主筒內(nèi)的電池密封套、裝置主筒內(nèi)下部安裝的氣泡均勻盒和氣泡均勻蓋以及與裝置主筒連接的氣泵組合裝置；所述測(cè)量裝置測(cè)試方法簡(jiǎn)便，測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)單，裝置制作所需花費(fèi)低，與其他傳統(tǒng)的測(cè)量產(chǎn)熱的裝置不同，本裝置具備較強(qiáng)的成本優(yōu)勢(shì)和實(shí)用優(yōu)勢(shì)，能廣泛的運(yùn)用圓柱型鎳氫電池和鋰離子電池等各種電池在不同電流強(qiáng)度下的電池材料產(chǎn)熱量的測(cè)量，根據(jù)所測(cè)得的帶產(chǎn)熱量可計(jì)算出各種電池材料制作不同容量的電池產(chǎn)熱量，從而為電池散熱模塊的設(shè)計(jì)方案提供具體的數(shù)據(jù)依據(jù)。
文檔編號(hào)G01K17/08GK201637515SQ20102010268
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者張國(guó)慶, 饒中浩, 黃鋅鵬 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)