动力电池检测设备课件.ppt

1、动力电池检测设备模拟动力电池各种使用环境的检测仪器。包括：挤压、针刺、短路、跌落、高低温、振动、冲击等。动力电池安全性检查简介纯电动汽车及混合动力汽车用二次电池（锂离子电池、镍氢电池等）其安全生产及检测方面没有正式国标。目前，国内对电池进行检测所参考的标准基本上分三类：行标和企标国外的一些保险公司出的标准。比如常用的行标：QCT 743-2006电动汽车用锂离子蓄电池，企标Energy_Storage_Abuse_Test_Manual_for_HEV_Apps，保险公司推出的标准:UL1642,UL2054，EN38.3等。其中UL标准中提到的安全检测标准主要适用于小型的锂离子电池，EN38

2、.3没有强调针对哪种类型的锂离子电池，它的一些测试标准可以对QCT 743-2006的标准进行补充。一、动力电池挤压试验一、动力电池挤压试验单体电池挤压试验单体电池挤压试验电池组挤压试验电池组挤压试验 单体电池的挤压试验是用面积不小于20平方厘米的挤压头垂直于电池极板方向向电池施压。直到电池壳体破裂或者内部短路（电压为0V）电池合格与否的标准是电池是否爆炸或者燃烧。对于单体电池的挤压我们常用的挤压头是直径75MM或者150MM的挤压弧面或者用球面 电池组的挤压试验是将电池组放在一个平板和一个异型板150X300）之间进行挤压。分两步试验，第一步压到电池组原始尺寸的85%，保持5分钟后再挤压到原

3、始尺寸的50%。电池不爆炸或燃烧视为合格。异型挤压盘有的挤压圆弧面的直径是75MM,有的是直径150MM.停机条件也有所不同，（1）力量、位移、电压三个条件哪个条件先达到，先停止。（2）当压到电池原始尺寸50%后保持的时间可调。动力电池挤压试验各种压头动力电池挤压试验各种压头单体电池挤压头单体电池挤压头动力电池组挤压头动力电池组挤压头动力电池挤压试验力量速度的选择 动力电池的挤压力和速度一般分为两种：一种是电动的，可保持的最大力10吨，挤压速度是15 mm/s 5 mm/s,适用于单体电池小于10AH的电池，这个力量和速度标准里面有具体提到（BASTO-01）；另外一种是油压驱动的，挤压力一般

4、在100吨左右，兼顾其通用性，最小速度必须能够达到0.5MM/MIN，最大速度不限。适用于单体电池的容量在200AH以内的动力电池.这个挤压速度只有一个标准里面提到过（SAE J2464-2009），力量和速度在QC/T-743的标准里是没有要求的，但是一些新的标准中加入了被测电池重量的1000倍的测试项目，就要求我们的挤压设备的力量必须准确。但是挤压机力量的选择还是要根据实际情况而定。比如单体400800AH的动力电池100吨的挤压机就挤不动。动力电池挤压试验机结构和空间的选择 动力电池挤压试验机结构方面一般分为两种：立式机构和卧式结构。立式结构受高度的限制，测试空间不易做的太大，一般在W6

5、00 X D600 X H400 MM,高度一般要达到2200MM高；卧式结构不受空间的限制，可以做的很大很长，缺点是占地面积比较大，测试空间可以做到W1000 X H1000 X D1000 MM,甚至更大。但就100吨的挤压机来说，当电池尺寸达到600X600X600以上时，设备根本就压不动电池，做的再大也用不上。动力电池安全防护方面的要求 锂离子电池之所以不能大规模用在电动汽车上，就是因为安全性达不到要求，可靠性试验也是基于这方面的考虑。所有做电池挤压试验必须要考虑操作安全。考虑到锂离子电池的能量密度非常高，当其燃烧爆炸时产生的威力非常大，能量如果不能及时散开的话，会造成更大的破坏。因此

6、，我们的电池挤压设备采用了疏堵结合的防护方法，即小能量就在防护箱内消化掉，如果电池释放的能力太大，就在防护箱上打开一个缺口，把能量及时的释放到外部空间。具体做法是在测试区周围装上10MM厚的防护钢板，在测试区安装卸压门，当压力达到一定 程度时，卸压门自动打开卸压。卸压门结构动力电池挤压试验机软件应达到的要求 动力电池挤压试验机的软件要求很简单，但也很特殊，必须是多个软件的融合才能达到要求。具有电压、力量、位移三者同时监控的能力，且可以根据这三个参数的变化随时停机；位移、速度、力量可控，且可以多步保持位移，时间可根据要求任意设定。动力电池挤压试验机需考虑的其他因素 排烟系统：动力电池的挤压试验会

7、产生大量烟雾，需要及时将烟雾排放到室外；视频监控系统：由于挤压试验比较危险，不可能在附近观察，需要有一个视频监控系统将试验过程记录下来，供分析参考；灭火系统：当电池燃烧时，可用灭火系统将灭火扑灭，避免高温对设备造成损坏。动力电池试验过程及结果个案动力电池挤压后的外观图二、动力电池针刺试验二、动力电池针刺试验单体电池针刺试验单体电池针刺试验电池组针刺试验电池组针刺试验 标准要求：用3mm8 mm的耐高温钢针、以10mm/s40mm/s的速度从垂直与电池极板的方向贯穿(钢针停留在蓄电池中)。电池合格判定标准：电池不起火、不爆炸。标准要求：用3mm8mm的耐高温钢针、以10mm/s40mm/s的速度

8、，从垂直于蓄电池极板的方向至少贯穿3个蓄电池单体(钢针停留在蓄电池中)。电池合格判定标准：电池不起火、不爆炸。针刺试验概述 针刺试验几乎在所有二次电池标准中都有提及，穿刺的速度一般是1040MM/S,也有1080MM/S，有一些企标自己规定在10200MM/S；穿刺用的钢针通常是直径38MM的耐高温钢针（最常用的是钨钢针），也有要求是用6-20mm的耐高温钢针。就目前我们了解到的国内外现行标准中都是单针穿刺，新的QC/T-743标准是用3根钢针穿刺，但这个标准还没有正式发布。针刺试验机驱动方式和结构设计 针刺试验机的驱动方式一般分为两种，一种是气压驱动，其特点是设备整体比较轻，价格相对便宜，主

9、要是立式结构，适用于手机电池等小型锂离子电池；另外一种驱动方式是油压驱动，其特点是设备整体重量较大，价格相对较贵，运行稳定，可根据要求做成立式和卧式两种结构，不受测试空间的限制针刺试验机生产设计应注意的问题 针刺试验是人为强制电池内部短路，电池易爆，所以安全性是第一考虑要素；电池内部短路即使不燃烧和爆炸，一般会产生大量的烟雾，因此有排烟装置；对于圆柱电池而言，需要有夹具将电池固定，不然会出现穿刺偏位、刺不到等问题；对于方形电池来说，需要考虑将穿刺钢针从电池中取出等问题，主要是考虑钢针的二次运用问题；针刺试验会产生高温，同时会有电解液流出（酸性、有毒），要有托盘将电解液回收。针刺试验机各种图片针刺试验机各种图片气动立式针刺机气动立式针刺机