本發(fā)明涉及一種動力電池單體的測試方法,尤其涉及一種動力電池單體界面熱阻快速測試方法。
背景技術:
隨著新能源車的發(fā)展,動力電池的安全越來越受到重點關注。動力電池的安全問題主要由熱失控引起,因此,動力電池的熱管理技術迅猛發(fā)展,動力電池的熱傳導研究成為近期熱點。而動力電池的界面熱阻受工藝、材料影響較大,在動力電池熱傳導過程中占據(jù)了很大比重,如何快速測試其界面熱阻,越發(fā)顯得重要。
傳統(tǒng)的界面熱阻測試方法大多需要比較復雜的測試儀器,且測試方法也比較復雜。目前針對動力電池熱傳導技術的研究中,都是定性的通過結構或材料設計降低界面熱阻,尚沒有定量的測試方法。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的是提供一種動力電池單體界面熱阻快速測試方法,其操作過程方便簡單,可以定量給出界面熱阻的數(shù)值。
本發(fā)明解決技術問題采用如下技術方案:一種動力電池單體界面熱阻快速測試方法,其使用測試裝置完成動力電池單體界面熱阻的測試,所述測試裝置包括發(fā)熱單元、導熱單元和兩個相同的動力電池單體;所述發(fā)熱單元被夾持在所述兩個動力電池單體之間,所述導熱單元覆蓋位于左側的動力電池單體左表面,且所述發(fā)熱單元、導熱單元和兩個動力電池單體的中心點重合;所述方法包括以下步驟:
S10、將上述測試裝置放置于恒溫環(huán)境中,并懸空布置;
S20、發(fā)熱單元發(fā)出熱量,開始加熱所述動力電池單體;
S30、采用測溫儀測試A點和B點溫度,其中,A點為所述導熱單元的左側中心點,B點為位于右側的動力電池單體的右側中心點;
S40、當所述A點溫度和B點溫度穩(wěn)定后,計算發(fā)熱單元的功耗以及A點溫度和B點溫度的差值,并根據(jù)所述發(fā)熱單元的功耗以及A點溫度和B點溫度的差值,計算界面熱阻。
可選的,所述測試裝置還包括向所述發(fā)熱單元提供電能的穩(wěn)壓電源,以及測量穩(wěn)壓電源向所述發(fā)熱單元提供的電流值的電流計。
可選的,所述步驟S40中,界面熱阻通過以下公式計算:
R=△T/P(功耗)-R導;
式中,R表示界面熱阻,單位為K/W,△T表示A點和B點的溫度差值,單位為攝氏度;P表示發(fā)熱電源的功耗,單位為瓦特;R導表示導熱單元的界面熱阻;其中:
P=U*I/2;式中,U為穩(wěn)壓電源的電壓,單位為伏特,I為通過所述電流計的電流,單位為安培;
R導=δ/(k*A);
其中,δ表示導熱單元的厚度,單位為m;k表示導熱單元的熱傳導系數(shù),單位為W/(m·K);A表示導熱單元的面積,單位為m2。
可選的,所述發(fā)熱單元為硅膠加熱片或金屬加熱片,所述發(fā)熱單元的長寬尺寸與動力電池單體的長寬尺寸相同。
可選的,所述導熱單元為鋁片,且其中心部位與動力電池單體緊密貼合。
本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明提供一種動力電池單體界面熱阻快速測試方法,可以為動力電池單體的性能評價提供依據(jù)。根據(jù)實測數(shù)值,可以對不同降低界面熱阻方法的優(yōu)劣進行評價。另外,如果將測試裝置放置在環(huán)境試驗箱中,增加壓力測量裝置測量導熱單元與動力電池單體之間的壓力大小,則可以得到不同溫度、不同壓力下界面熱阻變化情況。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的動力電池單體界面熱阻快速測試方法的原理示意圖;
圖2為本發(fā)明的測試裝置的結構示意圖;
圖中標記示意為:1-動力電池單體;3-導熱單元;4-發(fā)熱單元;41-硅膠加熱片;42-穩(wěn)壓電源;43-電流計。
具體實施方式
下面結合實施例及附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步闡述。
實施例1
本實施例提供了一種動力電池單體界面熱阻快速測試方法,其使用測試裝置完成測試,所述測試裝置包括發(fā)熱單元、導熱單元和兩個相同的動力電池單體;所述發(fā)熱單元被夾持在所述兩個動力電池單體之間,所述導熱單元覆蓋位于左側的動力電池單體左表面,且所述發(fā)熱單元、導熱單元和兩個動力電池單體的中心點重合。
所述方法包括以下步驟:
S10、將上述測試裝置放置于恒溫環(huán)境中,并懸空布置;例如,所述測試裝置可以被放置于不同溫度的環(huán)境中,以完成不同溫度下的動力電池單體的界面熱阻。
S20、發(fā)熱單元發(fā)出熱量,開始加熱所述動力電池單體。
本實施例中,當發(fā)熱單元工作時,熱量通過左側的動力電池單體和導熱單元向左傳出,并且通過右側的動力電池單體向右側散發(fā)。
S30、采用測溫儀測試A點和B點溫度。
本實施例中,A點為所述導熱單元的左側中心點,B點為位于右側的動力電池單體的右側中心點。
S40、當所述A點溫度和B點溫度穩(wěn)定后,計算發(fā)熱單元的功耗以及A點溫度和B點溫度的差值,并根據(jù)所述發(fā)熱單元的功耗以及A點溫度和B點溫度的差值,計算界面熱阻。
優(yōu)選地,所述動力電池單體可以為方形或者軟包;例如,所述動力電池單體可以為軟包鋁塑膜單體,其廠家、規(guī)格型號和產(chǎn)品狀態(tài)一致,熱傳導系數(shù)基本一樣,因此,此處可以認為熱量通過其Z方向(厚度方向)傳導的熱阻相等。
所述發(fā)熱單元可以選擇硅膠加熱片或金屬加熱片,所述發(fā)熱單元的長寬尺寸應與動力電池單體尺寸相同,厚度尺寸則應該小于電池尺寸,并盡量小。
例如:所述發(fā)熱單元為硅膠加熱片,并采用穩(wěn)壓電源向所述硅膠加熱片提供電能,以及采用電流計測量穩(wěn)壓電源向所述硅膠加熱片提供的電流值,硅膠加熱片面積較大,且熱量分布比較均勻。發(fā)熱單元加熱時,采用穩(wěn)壓電源供電,根據(jù)電流計數(shù)值,計算發(fā)熱單元功耗。
所述導熱單元可根據(jù)實際模組設計需求選擇,可為鋁片或其它金屬、非金屬材料,但導熱單元中心部位應與動力電池單體緊密貼合。本實施例中,所述導熱單元的長寬尺寸可以與動力電池單體的長寬尺寸相同,也可以不相同。例如所述導熱單元為金屬鋁片,與動力電池單體緊密接觸,產(chǎn)生界面熱阻。外部室溫自然散熱即可。
在進行溫度測量時,測溫儀通過熱電偶分別對上A點(位于右側的動力電池單體)、B點(導熱單元)進行溫度測量,在溫度穩(wěn)定時讀取溫度值,根據(jù)溫差和功耗進行界面熱阻的計算。
具體地,所述步驟S40中,界面熱阻可以通過以下公式計算:
R=△T/P(功耗)-R導;
式中,R表示界面熱阻,單位為K/W,△T表示A點和B點的溫度差值,單位為攝氏度;P表示發(fā)熱電源的功耗,單位為瓦特;R導表示導熱單元的界面熱阻;其中:
P=U*I/2;式中,U為穩(wěn)壓電源的電壓,單位為伏特,I為通過所述電流計的電流,單位為安培。
R導=δ/(k*A)。
其中,δ表示導熱單元的厚度,單位為m;k表示導熱單元的熱傳導系數(shù),單位為W/(m·K);A表示導熱單元的面積,單位為m2。
本發(fā)明提供一種動力電池單體界面熱阻快速測試方法,可以為動力電池單體的性能評價提供依據(jù)。根據(jù)實測數(shù)值,可以對不同降低界面熱阻方法的優(yōu)劣進行評價。另外,如果將測試裝置放置在環(huán)境試驗箱中,增加壓力測量裝置測量導熱單元與動力電池單體之間的壓力大小,則可以得到不同溫度、不同壓力下界面熱阻變化情況。
由此,本發(fā)明提供的一種動力電池單體界面熱阻快速測試方法,測試方法簡單、方便、快捷。還可根據(jù)需求測試不同溫度、不同壓力下電池單體界面熱阻,包括不同壽命狀態(tài)下電池單體的界面熱阻。
以上實施例的先后順序僅為便于描述,不代表實施例的優(yōu)劣。
最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。