一種超大電流電池短路試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電池安全性能測(cè)試評(píng)價(jià)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種超大電流電池短路試驗(yàn)裝置。本發(fā)明技術(shù)方案中，短路試驗(yàn)前需要啟動(dòng)真空泵抽真空，當(dāng)數(shù)據(jù)采集及控制模塊采集到的真空度達(dá)到要求后，計(jì)算機(jī)控制模塊給數(shù)據(jù)采集及控制模塊發(fā)出開(kāi)關(guān)量指令，真空斷路器的動(dòng)力泵單元啟動(dòng)閉合短路板；其中，抽真空是為了防止短路板接觸時(shí)高溫下被氧化而增加接觸電阻，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中有氧環(huán)境下存在的氧化、火花及斷開(kāi)時(shí)的拉弧現(xiàn)象；此外，銅短路板做成鋸齒狀以及涂抹導(dǎo)電膏，可以增加接觸面積以及接觸效果；而且，設(shè)置了短路電阻并配備了風(fēng)冷裝置，可以保證回路中電阻上的溫度穩(wěn)定，進(jìn)而保證回路中電阻值穩(wěn)定。
【專利說(shuō)明】一種超大電流電池短路試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電池安全性能測(cè)試評(píng)價(jià)裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種超大電流電池短路試驗(yàn)裝置，其用于電池單體、模塊、電池組的短路安全性測(cè)試評(píng)價(jià)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化加速以及儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，電池的安全性是新能源汽車及儲(chǔ)能應(yīng)用所需考慮的最重要的因素。短路試驗(yàn)?zāi)M使用過(guò)程中電池單體、模塊或電池組的正負(fù)極被導(dǎo)體接通，形成短路，會(huì)導(dǎo)致電池短時(shí)間產(chǎn)生大量的熱，進(jìn)而導(dǎo)致隔膜融化產(chǎn)生內(nèi)部短路，最終導(dǎo)致電池?zé)崾Э?，甚至起火或爆炸?br> [0003]因此在國(guó)內(nèi)外的電池測(cè)試評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中均包括短路試驗(yàn)，但是常用的短路試驗(yàn)裝置，線路電阻隨著短路過(guò)程中大電流產(chǎn)生熱量而急劇增大，況且短路試驗(yàn)裝置也沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，因此導(dǎo)致同一電池產(chǎn)品在不同測(cè)試評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)短路試驗(yàn)結(jié)果差異很大。為此，如何有效提高短路測(cè)試結(jié)果的重現(xiàn)性和不同測(cè)試機(jī)構(gòu)測(cè)試評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性，已成為目前重點(diǎn)研究的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何提供一種可滿足目前評(píng)測(cè)需求的超大電流電池短路試驗(yàn)裝置。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種超大電流電池短路試驗(yàn)裝置，所述裝置包括:計(jì)算機(jī)控制模塊1、數(shù)據(jù)采集及控制模塊2、真空短路器3、斷路器4以及短路電阻5 ;其中，
[0008]所述計(jì)算機(jī)控制模塊I設(shè)有人機(jī)交互接口，用于接收操作人員根據(jù)測(cè)試內(nèi)容所制定的測(cè)試指令，并與數(shù)據(jù)采集及控制模塊2進(jìn)行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)短路控制以及數(shù)據(jù)采集；
[0009]所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2連接所述計(jì)算機(jī)控制模塊I ;
[0010]所述真空短路器3 —端連接所述斷路器4，另一別連接所述短路電阻5 ;所述真空短路器3包括:真空泵、動(dòng)力泵單元、缸體以及真空度傳感器；所述缸體內(nèi)設(shè)有上下兩塊鋸齒狀銅短路板，其中，上部的短路板活動(dòng)可移動(dòng)，下部的短路板固定設(shè)置，兩塊短路板接觸表面涂抹有導(dǎo)電膏；
[0011]所述斷路器4連接待測(cè)電池的正極，其用于執(zhí)行手動(dòng)強(qiáng)制斷開(kāi)操作，在電池短路的過(guò)程中如果發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)，通過(guò)所述斷路器4使整個(gè)回路強(qiáng)制斷開(kāi)；
[0012]所述短路電阻5連接待測(cè)電池的負(fù)極，其包括:電阻、風(fēng)冷裝置及分流器；所述風(fēng)冷裝置用于保證短路過(guò)程中短路電阻溫度穩(wěn)定；所述電阻在短路過(guò)程中阻值穩(wěn)定。
[0013]其中，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2用于接收來(lái)自所述計(jì)算機(jī)控制模塊I的測(cè)試指令，并根據(jù)所述測(cè)試指令獲取所述真空短路器3內(nèi)的真空度傳感器所采集的當(dāng)前真空度壓力值；所述當(dāng)前真空度壓力值為真空短路器3所處環(huán)境的壓力值；所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2獲取所述當(dāng)前真空度壓力值后，與預(yù)設(shè)真空度壓力值相比較，若當(dāng)前真空度壓力值沒(méi)有達(dá)到預(yù)設(shè)真空度壓力值，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2啟動(dòng)所述真空泵執(zhí)行抽真空操作，當(dāng)所述當(dāng)前真空度壓力值達(dá)到預(yù)設(shè)真空度壓力值后，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2控制所述動(dòng)力泵單元向缸體輸入壓力，使所述缸體的上部的短路板向下部的短路部靠近，直至接觸后形成短路；短路狀態(tài)下，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2采集電流數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、單體電壓數(shù)據(jù)、總電壓數(shù)據(jù)，從而形成測(cè)試結(jié)果。
[0014]其中,所述動(dòng)力泵單元為液壓泵或氣壓泵。
[0015](三)有益效果
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具體如下有益效果:
[0017](I)本發(fā)明技術(shù)方案中，短路試驗(yàn)前需要啟動(dòng)真空泵抽真空，當(dāng)數(shù)據(jù)采集及控制模塊采集到的真空度達(dá)到要求后，計(jì)算機(jī)控制模塊給數(shù)據(jù)采集及控制模塊發(fā)出開(kāi)關(guān)量指令，真空短路器的動(dòng)力泵單元啟動(dòng)閉合短路板，抽真空是為了防止短路板接觸時(shí)高溫下被氧化而增加接觸電阻，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中有氧環(huán)境下存在的氧化、火花及斷開(kāi)時(shí)的拉弧現(xiàn)象。
[0018](2)本發(fā)明技術(shù)方案中銅短路板做成鋸齒狀以及涂抹導(dǎo)電膏，可以增加接觸面積并提聞接觸效果。
[0019](3)本發(fā)明技術(shù)方案中設(shè)置了短路電阻，并在其中配備了風(fēng)冷裝置，可以保證回路中電阻上的溫度穩(wěn)定，進(jìn)而保證回路中電阻值穩(wěn)定；從而避免目前常規(guī)的短路試驗(yàn)裝置，因短路時(shí)導(dǎo)線溫度上升而導(dǎo)致電阻值增大，進(jìn)而造成不滿足測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)電阻值要求的問(wèn)題。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本本發(fā)明超大電流電池短路短路試驗(yàn)裝置的示意圖。
[0021]圖中，1、計(jì)算機(jī)控制模塊，2、數(shù)據(jù)采集及控制模塊，3、真空短路器，4、斷路器，5、短路電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0023]為解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種超大電流電池短路試驗(yàn)裝置，如圖1所示，所述裝置包括:計(jì)算機(jī)控制模塊1、數(shù)據(jù)采集及控制模塊2、真空短路器3、斷路器4以及短路電阻5 ;其中，
[0024]所述計(jì)算機(jī)控制模塊I設(shè)有人機(jī)交互接口，用于接收操作人員根據(jù)測(cè)試內(nèi)容所制定的測(cè)試指令，并與數(shù)據(jù)采集及控制模塊2進(jìn)行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)短路控制以及數(shù)據(jù)采集；
[0025]所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2連接所述計(jì)算機(jī)控制模塊I，其包括:高速數(shù)據(jù)采集及開(kāi)關(guān)量輸入智能模塊、電壓電流和溫度信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換板卡以及繼電器；
[0026]所述真空短路器3 —端連接所述斷路器4，另一別連接所述短路電阻5 ;所述真空短路器3包括:真空泵、密封箱、動(dòng)力泵單元、缸體、柔性編織電纜以及真空度傳感器；所述缸體內(nèi)設(shè)有上下兩塊鋸齒狀銅短路板，其中，上部的短路板活動(dòng)可移動(dòng)，下部的短路板固定設(shè)置，兩塊短路板接觸表面涂抹有導(dǎo)電膏；
[0027]所述斷路器4連接待測(cè)電池的正極，其用于執(zhí)行手動(dòng)強(qiáng)制斷開(kāi)操作，在電池短路的過(guò)程中如果發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)，通過(guò)所述斷路器4使整個(gè)回路強(qiáng)制斷開(kāi)；
[0028]所述短路電阻5連接待測(cè)電池的負(fù)極，其包括:電阻、風(fēng)冷裝置及分流器；所述風(fēng)冷裝置用于保證短路過(guò)程中短路電阻溫度穩(wěn)定；所述電阻在短路過(guò)程中阻值穩(wěn)定。
[0029]其中，所述動(dòng)力泵單元為液壓泵或氣壓泵。
[0030]本發(fā)明技術(shù)方案的工作過(guò)程為:
[0031]所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2用于接收來(lái)自所述計(jì)算機(jī)控制模塊I的測(cè)試指令，并根據(jù)所述測(cè)試指令獲取所述真空短路器3內(nèi)的真空度傳感器所采集的當(dāng)前真空度壓力值；所述當(dāng)前真空度壓力值為真空短路器3所處環(huán)境的壓力值；所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2獲取所述當(dāng)前真空度壓力值后，與預(yù)設(shè)真空度壓力值相比較，若當(dāng)前真空度壓力值沒(méi)有達(dá)到預(yù)設(shè)真空度壓力值，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2啟動(dòng)所述真空泵執(zhí)行抽真空操作，當(dāng)所述當(dāng)前真空度壓力值達(dá)到預(yù)設(shè)真空度壓力值后，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2控制所述動(dòng)力泵單元向缸體輸入壓力，使所述缸體的上部的短路板向下部的短路部靠近，直至接觸后形成短路；短路狀態(tài)下，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊2采集電流數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、單體電壓數(shù)據(jù)、總電壓數(shù)據(jù)，從而形成測(cè)試結(jié)果。
[0032]具體而言，所述計(jì)算機(jī)控制模塊I由計(jì)算機(jī)控制軟件系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述計(jì)算機(jī)控制軟件系統(tǒng)基于LabView開(kāi)發(fā)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的兩個(gè)USB 口分別與數(shù)據(jù)采集及控制模塊的NIUSB-6210模塊進(jìn)行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)真空短路器的真空泵、動(dòng)力泵單元控制以及短路試驗(yàn)時(shí)電池的電壓、溫度、電流數(shù)據(jù)的采集。
[0033]所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊主要包括:兩個(gè)NI USB-6210模塊、10個(gè)單體電壓、兩個(gè)總電壓(0-60V、0-600V)、l個(gè)電流(測(cè)試分離器電壓)以及10個(gè)溫度信號(hào)的隔離轉(zhuǎn)換板，真空短路器的真空泵、動(dòng)力泵單元控制繼電器各I個(gè)。短路試驗(yàn)時(shí)總電壓、單體電池電壓、分流器電壓、溫度信號(hào)被隔離轉(zhuǎn)換板卡轉(zhuǎn)換為0-5V的模擬信號(hào)送到NI USB-6210的相應(yīng)的模擬信號(hào)輸入端。
[0034]真空短路器的真空泵、動(dòng)力泵單元繼電器控制的是NI USB-6210模塊接收到計(jì)算機(jī)軟件給出開(kāi)關(guān)量信號(hào)后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的繼電器開(kāi)啟或閉合而實(shí)現(xiàn)的。
[0035]本實(shí)施例中，短路電流測(cè)試中，短路電阻的分流器(10000A/600mV)與電阻串聯(lián)，在其他實(shí)施例中也可以串聯(lián)在真空短路器或斷路器側(cè)。
[0036]所述真空短路器由真空泵、密封箱、動(dòng)力泵單元、鋸齒狀銅短路板、柔性編織電纜、真空度傳感器組成。其中，銅短路板做成鋸齒狀以及涂抹導(dǎo)電膏是為了增加接觸面積并提高接觸效果。抽真空是為了防止短路板接觸時(shí)高溫下被氧化而增加接觸電阻。短路試驗(yàn)前需要啟動(dòng)真空泵抽真空，當(dāng)數(shù)據(jù)采集及控制模塊采集到的真空度達(dá)到要求后，計(jì)算機(jī)控制模塊給NI USB-6210模塊發(fā)出開(kāi)關(guān)量指令，真空短路器的動(dòng)力泵單元啟動(dòng)閉合短路板。
[0037]本實(shí)施例中，使用的真空短路器的閉合斷開(kāi)可以通過(guò)液壓泵實(shí)現(xiàn)，在其他實(shí)施例中也可通過(guò)氣泵實(shí)現(xiàn)短路器的閉合。
[0038]所述斷路器選用的是DW15-4000型號(hào)的萬(wàn)能式斷路器，起手動(dòng)強(qiáng)制斷開(kāi)的作用，在電池短路的過(guò)程中如果發(fā)生異常現(xiàn)象可以點(diǎn)“斷開(kāi)”按鈕將整個(gè)回路強(qiáng)制斷開(kāi)，相當(dāng)于保險(xiǎn)的作用，每個(gè)斷路器輸入輸出都有3路接線端，每路最大能過(guò)4000A的電流，3路并聯(lián)。
[0039]所述短路電阻可以有三個(gè):針對(duì)單體電池的短路電阻0.5毫歐，最大短路電流10000A ;針對(duì)電池模塊的短路電阻4毫歐，最大短路電流為6000A ;針對(duì)電池組的短路電阻40毫歐，最大短路電流為3000A時(shí)。上述的短路電阻帶有風(fēng)冷裝置，短路過(guò)程中短路電阻溫度基本上不發(fā)生變化，短路電阻阻值變化很小。
[0040]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種超大電流電池短路試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述裝置包括:計(jì)算機(jī)控制模塊(I)、數(shù)據(jù)采集及控制模塊(2)、真空短路器(3)、斷路器(4)以及短路電阻(5);其中， 所述計(jì)算機(jī)控制模塊(I)設(shè)有人機(jī)交互接口，用于接收操作人員根據(jù)測(cè)試內(nèi)容所制定的測(cè)試指令，并與數(shù)據(jù)采集及控制模塊(2)進(jìn)行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)短路控制以及數(shù)據(jù)采集； 所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊(2)連接所述計(jì)算機(jī)控制模塊(I)； 所述真空短路器(3) —端連接所述斷路器(4)，另一端連接所述短路電阻(5);所述真空短路器(3)包括:真空泵、動(dòng)力泵單元、缸體以及真空度傳感器；所述缸體內(nèi)設(shè)有上下兩塊鋸齒狀銅短路板，其中，上部的短路板活動(dòng)可移動(dòng)，下部的短路板固定設(shè)置，兩塊短路板接觸表面上涂抹有導(dǎo)電膏； 所述斷路器(4)連接待測(cè)電池的正極，其用于執(zhí)行手動(dòng)強(qiáng)制斷開(kāi)操作，在電池短路的過(guò)程中如果發(fā)生異?，F(xiàn)象時(shí)，通過(guò)所述斷路器(4)使整個(gè)回路強(qiáng)制斷開(kāi)； 所述短路電阻(5)連接待測(cè)電池的負(fù)極，其包括:電阻、風(fēng)冷裝置及分流器；所述風(fēng)冷裝置用于保證短路過(guò)程中短路電阻溫度穩(wěn)定；所述電阻在短路過(guò)程中阻值穩(wěn)定。
2.如權(quán)利要求1所述的超大電流電池短路試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊(2)用于接收來(lái)自所述計(jì)算機(jī)控制模塊(I)的測(cè)試指令，并根據(jù)所述測(cè)試指令獲取所述真空短路器(3)內(nèi)的真空度傳感器所采集的當(dāng)前真空度壓力值；所述當(dāng)前真空度壓力值為真空短路器(3)所處環(huán)境的壓力值；所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊(2)獲取所述當(dāng)前真空度壓力值后，與預(yù)設(shè)真空度壓力值相比較，若當(dāng)前真空度壓力值沒(méi)有達(dá)到預(yù)設(shè)真空度壓力值，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊(2 )啟動(dòng)所述真空泵執(zhí)行抽真空操作，當(dāng)所述當(dāng)前真空度壓力值達(dá)到預(yù)設(shè)真空度壓力值后，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊(2)控制所述動(dòng)力泵單元向缸體輸入壓力，使所述缸體的上部的短路板向下部的短路部靠近，直至接觸后形成短路；短路狀態(tài)下，所述數(shù)據(jù)采集及控制模塊(2 )采集電流數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、單體電壓數(shù)據(jù)、總電壓數(shù)據(jù)，從而形成測(cè)試結(jié)果。
3.如權(quán)利要求1所述的超大電流電池短路試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述動(dòng)力泵單元為液壓泵或氣壓泵。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK103698645SQ201310711076
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】胡道中, 佟玉琦, 陳芬, 張躍強(qiáng), 高洪波, 佟蕾, 王發(fā)成, 王子冬, 宗陸宇, 陳瀟, 高申, 徐少禹, 田崔鈞, 徐春常, 張京偉, 房寶元 申請(qǐng)人:中國(guó)北方車輛研究所