動(dòng)力電池檢測(cè)設(shè)備課件

1、動(dòng)力電池檢測(cè)設(shè)備模擬動(dòng)力電池各種使用環(huán)境的檢測(cè)儀器。包括：擠壓、針刺、短路、跌落、高低溫、振動(dòng)、沖擊等。動(dòng)力電池安全性檢查簡(jiǎn)介純電動(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車用二次電池（鋰離子電池、鎳氫電池等）其安全生產(chǎn)及檢測(cè)方面沒有正式國(guó)標(biāo)。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè)所參考的標(biāo)準(zhǔn)基本上分三類：行標(biāo)和企標(biāo)國(guó)外的一些保險(xiǎn)公司出的標(biāo)準(zhǔn)。比如常用的行標(biāo)：QCT 743-2006電動(dòng)汽車用鋰離子蓄電池，企標(biāo)Energy_Storage_Abuse_Test_Manual_for_HEV_Apps，保險(xiǎn)公司推出的標(biāo)準(zhǔn):UL1642,UL2054，EN38.3等。其中UL標(biāo)準(zhǔn)中提到的安全檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要適用于小型的鋰離子電池，EN38

2、.3沒有強(qiáng)調(diào)針對(duì)哪種類型的鋰離子電池，它的一些測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)可以對(duì)QCT 743-2006的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充。一、動(dòng)力電池?cái)D壓試驗(yàn)單體電池?cái)D壓試驗(yàn)電池組擠壓試驗(yàn)單體電池的擠壓試驗(yàn)是用面積不小于20平方厘米的擠壓頭垂直于電池極板方向向電池施壓。直到電池殼體破裂或者內(nèi)部短路（電壓為0V）電池合格與否的標(biāo)準(zhǔn)是電池是否爆炸或者燃燒。對(duì)于單體電池的擠壓我們常用的擠壓頭是直徑75MM或者150MM的擠壓弧面或者用球面電池組的擠壓試驗(yàn)是將電池組放在一個(gè)平板和一個(gè)異型板150X300）之間進(jìn)行擠壓。分兩步試驗(yàn)，第一步壓到電池組原始尺寸的85%，保持5分鐘后再擠壓到原始尺寸的50%。電池不爆炸或燃燒視為合格。異型擠壓盤有

3、的擠壓圓弧面的直徑是75MM,有的是直徑150MM.停機(jī)條件也有所不同，（1）力量、位移、電壓三個(gè)條件哪個(gè)條件先達(dá)到，先停止。（2）當(dāng)壓到電池原始尺寸50%后保持的時(shí)間可調(diào)。動(dòng)力電池?cái)D壓試驗(yàn)各種壓頭單體電池?cái)D壓頭動(dòng)力電池組擠壓頭動(dòng)力電池?cái)D壓試驗(yàn)力量速度的選擇動(dòng)力電池的擠壓力和速度一般分為兩種：一種是電動(dòng)的，可保持的最大力10噸，擠壓速度是15 mm/s 5 mm/s,適用于單體電池小于10AH的電池，這個(gè)力量和速度標(biāo)準(zhǔn)里面有具體提到（BASTO-01）；另外一種是油壓驅(qū)動(dòng)的，擠壓力一般在100噸左右，兼顧其通用性，最小速度必須能夠達(dá)到0.5MM/MIN，最大速度不限。適用于單體電池的容量在20

4、0AH以內(nèi)的動(dòng)力電池.這個(gè)擠壓速度只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)里面提到過（SAE J2464-2009），力量和速度在QC/T-743的標(biāo)準(zhǔn)里是沒有要求的，但是一些新的標(biāo)準(zhǔn)中加入了被測(cè)電池重量的1000倍的測(cè)試項(xiàng)目，就要求我們的擠壓設(shè)備的力量必須準(zhǔn)確。但是擠壓機(jī)力量的選擇還是要根據(jù)實(shí)際情況而定。比如單體400800AH的動(dòng)力電池100噸的擠壓機(jī)就擠不動(dòng)。動(dòng)力電池?cái)D壓試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)和空間的選擇動(dòng)力電池?cái)D壓試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)方面一般分為兩種：立式機(jī)構(gòu)和臥式結(jié)構(gòu)。立式結(jié)構(gòu)受高度的限制，測(cè)試空間不易做的太大，一般在W600 X D600 X H400 MM,高度一般要達(dá)到2200MM高；臥式結(jié)構(gòu)不受空間的限制，可以做的很大很長(zhǎng)，

5、缺點(diǎn)是占地面積比較大，測(cè)試空間可以做到W1000 X H1000 X D1000 MM,甚至更大。但就100噸的擠壓機(jī)來說，當(dāng)電池尺寸達(dá)到600X600X600以上時(shí)，設(shè)備根本就壓不動(dòng)電池，做的再大也用不上。動(dòng)力電池安全防護(hù)方面的要求鋰離子電池之所以不能大規(guī)模用在電動(dòng)汽車上，就是因?yàn)榘踩赃_(dá)不到要求，可靠性試驗(yàn)也是基于這方面的考慮。所有做電池?cái)D壓試驗(yàn)必須要考慮操作安全?？紤]到鋰離子電池的能量密度非常高，當(dāng)其燃燒爆炸時(shí)產(chǎn)生的威力非常大，能量如果不能及時(shí)散開的話，會(huì)造成更大的破壞。因此，我們的電池?cái)D壓設(shè)備采用了疏堵結(jié)合的防護(hù)方法，即小能量就在防護(hù)箱內(nèi)消化掉，如果電池釋放的能力太大，就在防護(hù)箱上打開

6、一個(gè)缺口，把能量及時(shí)的釋放到外部空間。具體做法是在測(cè)試區(qū)周圍裝上10MM厚的防護(hù)鋼板，在測(cè)試區(qū)安裝卸壓門，當(dāng)壓力達(dá)到一定 程度時(shí)，卸壓門自動(dòng)打開卸壓。卸壓門結(jié)構(gòu)動(dòng)力電池?cái)D壓試驗(yàn)機(jī)軟件應(yīng)達(dá)到的要求動(dòng)力電池?cái)D壓試驗(yàn)機(jī)的軟件要求很簡(jiǎn)單，但也很特殊，必須是多個(gè)軟件的融合才能達(dá)到要求。具有電壓、力量、位移三者同時(shí)監(jiān)控的能力，且可以根據(jù)這三個(gè)參數(shù)的變化隨時(shí)停機(jī)；位移、速度、力量可控，且可以多步保持位移，時(shí)間可根據(jù)要求任意設(shè)定。動(dòng)力電池?cái)D壓試驗(yàn)機(jī)需考慮的其他因素排煙系統(tǒng)： 動(dòng)力電池的擠壓試驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，需要及時(shí)將煙霧排放到室外；視頻監(jiān)控系統(tǒng)： 由于擠壓試驗(yàn)比較危險(xiǎn)，不可能在附近觀察，需要有一個(gè)視頻監(jiān)控系

7、統(tǒng)將試驗(yàn)過程記錄下來，供分析參考；滅火系統(tǒng)： 當(dāng)電池燃燒時(shí)，可用滅火系統(tǒng)將滅火撲滅，避免高溫對(duì)設(shè)備造成損壞。動(dòng)力電池試驗(yàn)過程及結(jié)果個(gè)案動(dòng)力電池?cái)D壓后的外觀圖二、動(dòng)力電池針刺試驗(yàn)單體電池針刺試驗(yàn)電池組針刺試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求： 用3mm8 mm的耐高溫鋼針、以10mm/s40mm/s的速度從垂直與電池極板的方向貫穿(鋼針停留在蓄電池中)。電池合格判定標(biāo)準(zhǔn)： 電池不起火、不爆炸。 標(biāo)準(zhǔn)要求： 用3mm8mm的耐高溫鋼針、以10mm/s40mm/s的速度，從垂直于蓄電池極板的方向至少貫穿3個(gè)蓄電池單體(鋼針停留在蓄電池中)。電池合格判定標(biāo)準(zhǔn)： 電池不起火、不爆炸。 針刺試驗(yàn)概述針刺試驗(yàn)幾乎在所有二次電池標(biāo)準(zhǔn)

8、中都有提及，穿刺的速度一般是1040MM/S,也有1080MM/S，有一些企標(biāo)自己規(guī)定在10200MM/S；穿刺用的鋼針通常是直徑38MM的耐高溫鋼針（最常用的是鎢鋼針），也有要求是用6-20mm的耐高溫鋼針。就目前我們了解到的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中都是單針穿刺，新的QC/T-743標(biāo)準(zhǔn)是用3根鋼針穿刺，但這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還沒有正式發(fā)布。針刺試驗(yàn)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)針刺試驗(yàn)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式一般分為兩種，一種是氣壓驅(qū)動(dòng)，其特點(diǎn)是設(shè)備整體比較輕，價(jià)格相對(duì)便宜，主要是立式結(jié)構(gòu)，適用于手機(jī)電池等小型鋰離子電池；另外一種驅(qū)動(dòng)方式是油壓驅(qū)動(dòng)，其特點(diǎn)是設(shè)備整體重量較大，價(jià)格相對(duì)較貴，運(yùn)行穩(wěn)定，可根據(jù)要求做成立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)，不受測(cè)試空間的限制針刺試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題針刺試驗(yàn)是人為強(qiáng)制電池內(nèi)部短路，電池易爆，所以安全性是第一考慮要素；電池內(nèi)部短路即使不燃燒和爆炸，一般會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧，因此有排煙裝置；對(duì)于圓