[发明专利]绝热实验仓以及热失控实验方法

说明书

本发明涉及一种绝热实验仓以及热失控实验方法，所述绝热实验仓包括仓体、加热器件、至少一个第一温度传感器和至少一个第二温度传感器，所述仓体包括内壳体和外壳体，所述外壳体和所述内壳体之间具有夹层腔，所述内壳体具有实验内腔，所述实验内腔被配置为用于放置目标对象，所述仓体上具有连通所述实验内腔的仓口，所述仓口上设置有仓门，加热器件设置在所述夹层腔内，至少一个第一温度传感器设置在所述实验内腔中，所述第一温度传感器被配置为用于获取目标对象的温度信息，至少一个第二温度传感器设置在所述实验内腔中，所述第二温度传感器被配置为用于获取所述实验内腔的环境温度信息。进而可以有效地模拟热失控场景，满足现有实验研究需求。

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种绝热实验仓以及热失控实验方法。

背景技术

自上世纪80年代初发明钴酸锂电池以来，锂电池技术的不断进步让交通电动化变为可能，同时，新能源汽车(电车)对锂电池的需求进一步加速了锂电池向高比能方向快速发展。目前，世界主流新能源汽车系统能量密度均在150W/kg以上，为实现新能源汽车的发展需求，锂电池单体能量密度需要达到350W/kg，系统能量密度在280W/kg，随着能量密度的提升，新能源汽车安全压力日趋增大，因此有必要加强新能源汽车火灾成因分析和防火机理认识，构建从单体到整车的防火策略，提高锂电池在使用过程中的安全性。

新能源汽车发生燃烧起火，一般会经历如下几个步骤：各种滥用诱发电池单体热失控，单体热失控向周围传热传质，引起临近电池单体热失控，造成模组内部热蔓延，并进一步引起“多米诺”效应，触发大规模热失控。热失控在电池包内的传热传质达到燃烧条件，形成爆燃火球或射流火焰，并点燃汽车内燃烧物，造成剧烈的电动车火灾。

热失控的演变过程可分为演化和突变。演化是指动力电池长期工作的过程中，电池内部、电池连接结构、电池管理结构发生老化，导致可靠性降低，包括电池内金属枝晶的增长、电池连接结构松动导致局部过热、电池管理系统失灵导致长时间的过充现象等。突变是指外部因突发因素导致的电池结构受损或出现外短路，例如车辆碰撞导致电池被刺穿进而发生内短路、泠却液泄露或外部电路受损导致电池发生外短路等。

动力电池的安全性事故主要是以电池组热失控为特征。锂电池单体在各种诱因发生热失控，不外乎两种形式，即电池局部过热发生热失控并蔓延到其他区域进而诱发全电池热失控，或者电池环境温度过高，均匀加热诱发全电池热失控。局部热失控对应的实际场景有电池穿刺、机械挤压、内短路、相邻的电池发生热失控，由于对流、热传导或火焰等造成的局部热失控。电池全面均温诱发热失控对应的场景主要有电池过充、过放、电池热管理系统失效、电池模组发生大规模燃烧等。这两种热冲击诱发的电池的安全事故几乎涵盖了电池热失控燃烧爆炸的所有实际场景。

对动力电池在热失控过程中的产热、喷气、燃烧特性进行研究时，目前的实验手段包括加速量热仪(Accelerating Rate Calorimetry，ARC)、绝热反应热能量测定仪(VentSizing Package 2，VSP2)、差示扫描量热仪(differential Scanning Calorimetry，DSC)以及锥形量热仪等。其中，锥形量热仪是将锂电池用外部火焰点燃，基于氧耗法(OC)测量电池燃烧放热量、放热功率测量，加速量热仪和绝热反应热能量测定仪是将电池在密封腔内加热至热失控测量电池热失控行为，并不直接测量过程中的热量。

但实际场景下，电池组热失控燃烧往往是由一个或多个电池在滥用条件下发生热失控，继而引发模组和电池包燃烧，燃烧过程并非如锥形量热仪外部火焰点燃的，且锥形量热仪一般仅可对电池单体进行燃烧加热实验，而加速量热仪和绝热反应热能量测定仪是在封闭空间对电池进行加热诱发热失控，与锂电池热失控实际场景相差比较大。因此，现有实验设备具有模拟场景失真的问题，无法满足现有实验研究需求。

发明内容

基于此，有必要针对现有实验设备模拟场景失真、无法满足现有实验研究需求的问题，提供一种绝热实验仓以及热失控实验方法。