CN217718034U - 锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，包括电池测试舱、制冷***、加热***、放置台和充放电测试仪，所述电池测试舱配置所述制冷***，所述放置台置于所述电池测试舱中，所述放置台上设有加热区，待测试锂离子电池放置于所述加热区中，所述加热***为所述加热区提供热源，所述充放电测试仪与所述待测试锂离子电池电连接。本装置模拟了电动汽车锂离子电池在日间频繁工作，夜间处于低温环境下的特定工况，研究电池在该工况下的老化特性，探究对电池造成的影响。同时，本装置锂离子电池在充放电及低温老化测试过程中，一直保持原位，避免了频繁移动。

Description

锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置。

背景技术

近年来，以绿色环保能源取代日益枯竭的化石能源成为各国新能源开发方向，其中，绿色环保的锂离子电池最受青睐。现在，锂离子电池已经广泛应用到笔记本电脑、手机、数码相机、小型电子器材、航天等领域当中。随着锂离子电池大量应用，电池存储就尤为关键，锂离子电池在低温存储时自放电率很低，电量储存效果会更好，而且在后续使用中，大部分容量可以恢复。

专利申请号：201720934389.6，本实用新型公开了一种恒温的锂离子电池存储箱，包括主体，主体的内部设置有放置架，放置架上放置有锂离子电池，放置架的外侧设置有外部框架，外部框架靠向放置架的内侧设置有海绵垫，外部框架中间的部分设置有隔热防水层，外部框架的内壁上设置有温度感应器，主体的一侧设置有冷却气管道，冷却气管道的内部设置有翻转结构，翻转结构的内部设置有伺服电机，伺服电机的底部设置有传动轴，传动轴的底部设置有隔热板。本实用新型采用温度传感器与翻转结构相结合，能随时调控锂离子电池储存箱的内部温度，同时，隔热防水层和海绵垫可以建立一个干燥的内部环境，减少锂离子电池自放电的过程，使电池能够存放时间更加长久，提高锂离子电池的容量和使用寿命。

专利申请号：202021736058.X，本实用新型属于锂离子电池存储箱技术领域，尤其为一种具有保护装置的锂离子电池存储箱，包括外壳和主体，所述外壳的内部设置有第一弹簧，且第一弹簧的顶部设置有底板，所述主体设置于底板的上方，且主体的内部设置有第一滑槽，所述第一滑槽的内部设置有放置箱，且放置箱的边侧设置有推拉把手，所述主体的内部设置有凹槽，且凹槽的内部设置有提拉把手，并且提拉把手的端部设置有活动轴，所述外壳的内部设置有第二滑槽，且第二滑槽的内部设置有盖板，所述盖板的边侧设置有卡块。该具有保护装置的锂离子电池存储箱设置有第一弹簧，便于在装置移动时，对内部的物品进行防护，有利于减震和缓冲，有效地避免了因为震荡导致内部零件受损。

在电动汽车领域中，锂离子电池被大量使用，电动汽车数量也逐年增加，甚至在北方地区也很常见。上述地区一些电动汽车的电池在日间频繁工作，自身产热，此时电池管理***在工作，但到夜间时，车辆停止使用，电池管理***也停止工作，此时夜间温度较低，电池会在低温夜间环境中静置很长时间，第二天电动汽车启动时，电池长时间处于低温环境未完全恢复就开始工作，这会对电池性能造成不同程度的影响，长时间如此恶性循环更加剧电池性能的衰退，但目前缺少针对在该类工况下电池使用的实验研究，在该使用工况下该如何对电池进行管理是目前亟需解决的问题，因此本实用新型针对以上问题设计了锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供一种锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，模拟电池在上述工况下的状态，可以让锂离子电池在原位进行充放电及低温存储。目的在于，将锂离子电池进行充放电，模拟电动汽车电池白天的运行工况；然后将电池低温存储，模拟电动汽车电池夜间的状态。通过实验研究锂离子电池在上述工况下的老化规律和机理，提供适合该环境状况下的电池管理方法，或者为电池改进提供实验数据支持。

本实用新型通过下述技术方案实现：

锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，包括电池测试舱、制冷***、加热***、放置台和充放电测试仪，所述电池测试舱配置所述制冷***，所述放置台置于所述电池测试舱中，所述放置台上设有加热区，待测试锂离子电池放置于所述加热区中，所述加热***为所述加热区提供热源，所述充放电测试仪与所述待测试锂离子电池电连接。

本装置模拟了电动汽车锂离子电池在日间频繁工作，夜间处于低温环境下的特定工况，研究电池在该工况下的老化特性，探究对电池造成的影响。同时，本装置锂离子电池在充放电及低温老化测试过程中，一直保持原位，避免了频繁移动。

作为测试装置的优选方案，所述制冷***包括蒸发器、压缩机、节流阀和冷凝器，所述冷凝器置于所述电池测试舱内，所述压缩机置于所述电池测试舱内外，所述蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀通过管路依次连接构成循环回路。进一步地，所述制冷***的循环回路中用水作为制冷剂。

作为测试装置的优选方案，所述加热***包括加热电阻丝，所述加热电阻丝布置于所述放置台上加热区内。

作为测试装置的优选方案，测试装置还包括温度仪，所述温度仪的热电偶安装在所述待测试锂离子电池表面。

作为测试装置的优选方案，测试装置还包括温湿显示屏、温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器设置在所述电池测试舱内，并与温湿显示屏电连接。进一步地，所述温湿显示屏设置于所述电池测试舱外壳前部。

作为测试装置的优选方案，所述电池测试舱外壳上相对两侧设置有把手。

作为测试装置的优选方案，所述锂离子电池为软包电池。

作为测试装置的优选方案，测试装置还包括一对夹具，一对所述夹具分别夹持在所述锂离子电池正负极上，所述充放电测试仪与所述夹具电连接。

综上所述，本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本装置模拟了电动汽车锂离子电池在日间频繁工作，夜间电池管理***停止工作，电池长时间处于低温环境下的特定工况，方便为此开展实验研究。

2.本装置中锂离子电池充放电及低温老化测试，过程中保持原位即可，避免频繁移动导致实验结果不准确，

3.本装置为今后验证所述工况下电池老化特性，以及为今后开发适应特殊环境下的电池做出了装备上的可行性贡献。

4.本装置利用水作为制冷剂，简单便捷，低价实惠。并且可以通过压缩机调节制冷速度，缓慢或迅速制冷。

5.目前市面上的低温箱体积较大，不易移动，本实用新型专利比较灵活，且不止可以低温存储锂离子电池，是多功能一体箱。

6.锂离子电池在经过低温存储后立即使用会受到一定程度的影响，经过处理之后更合理，本装置放置台上设置有一块微加热区，不需要等到锂离子电池自然恢复，锂离子电池直接在原位就可以恢复到常温状态。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。

图1为装置整体结构主视示意图；

图2为装置内部放置台及电池俯视示意图。

附图标记与对应的零部件名称：1、蒸发器；2、压缩机；3、节流阀；4、冷凝器；5、温湿显示屏；6、温度传感器；7、湿度传感器；8、把手；9、夹具；10、锂离子电池；11、充放电测试仪；12、放置台；13、温度仪；14、热电偶；15、加热区；16、加热电阻丝。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作的原理和特征等做进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型保护范围的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书的描述中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或实施例。为简化公开内容，下面描述了各特征存在的一个或多个排列的具体实施例，但所举实施例不作为对本说明书的限定,在说明书中随后记载的第一特征与第二特征连接，即可以包括直接联系的实施方式，也可以包括形成附加特征的实施方式，进一步的，也包括采用一个或多个其他介入特征使第一特征和第二特征彼此间接连接或结合，从而第一特征和第二特征可以不直接联系。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“高”、“低”“内”、“外”、“中心”、“长度”、“周侧”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本说明书中使用的术语是考虑到关于本公开的功能而在本领域中当前广泛使用的那些通用术语，但是这些术语可以根据本领域普通技术人员的意图、先例或本领域新技术而变化。此外，特定术语可以由申请人选择，并且在这种情况下，其详细含义将在本公开的详细描述中描述。因此，说明书中使用的术语不应理解为简单的名称，而是基于术语的含义和本公开的总体描述。

本说明书中使用了流程图或文字来说明根据本申请的实施例所执行的操作步骤。应当理解的是，本申请实施例中的操作步骤不一定按照记载顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

基于此，本实用新型提供一种锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，模拟电池在上述工况下的状态，可以让锂离子电池在原位进行充放电及低温存储。本实用新型通过下述实施方式实现：

实施例

锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，如图1-2所示，包括电池测试舱、制冷***、加热***、放置台12和充放电测试仪11，所述电池测试舱配置所述制冷***，通过所述制冷***随时调控温度，所述放置台12置于所述电池测试舱中，所述放置台12上设有加热区15，待测试锂离子电池10放置于所述加热区15中，所述加热***为所述加热区15提供热源，所述充放电测试仪11与所述待测试锂离子电池10电连接。本实施例将锂离子电池10进行充放电，模拟电动汽车锂离子电池10白天的运行工况；然后将锂离子电池10低温存储，模拟电动汽车锂离子电池10夜间的状态。通过实验研究锂离子电池10在上述工况下的老化规律和机理，提供适合该环境状况下的电池管理方法，或者为锂离子电池10改进提供实验数据支持。

作为测试装置一种可选的实施方式，如图1所示，所述制冷***包括蒸发器1、压缩机2、节流阀3和冷凝器4，所述冷凝器4置于所述电池测试舱内，所述压缩机2置于所述电池测试舱内外，所述蒸发器1、压缩机2、冷凝器4和节流阀3通过管路依次连接构成循环回路。所述制冷***的循环回路中用水作为制冷剂。简单制冷***用水作为制冷剂即可。

作为测试装置一种可选的实施方式，如图2所示，所述加热***包括加热电阻丝16，所述加热电阻丝16布置于所述放置台12上加热区15内。

作为测试装置一种可选的实施方式，如图2所示，测试装置还包括温度仪13，所述温度仪13的热电偶14安装在所述待测试锂离子电池10表面。

作为测试装置一种可选的实施方式，如图1所示，测试装置还包括温湿显示屏5、温度传感器6和湿度传感器7，所述温度传感器6和湿度传感器7设置在所述电池测试舱内，并与温湿显示屏5电连接。所述温湿显示屏5设置于所述电池测试舱外壳前部，通过温湿显示屏5实时监测装置内部的温度和湿度。

作为测试装置一种可选的实施方式，如图1所示，所述锂离子电池10为软包电池。测试装置还包括一对夹具9，一对所述夹具9分别夹持在所述锂离子电池10正负极上，所述充放电测试仪11与所述夹具9电连接。此外，所述电池测试舱外壳上相对两侧设置有把手8。

工作时，通过与温度传感器6和湿度传感器7相连的温湿显示屏5实时监测电池测试舱内部的温度和湿度，通过制冷***和加热区15将温度调控到实验温度。锂离子电池10放置在放置台12上，将夹具9夹住对应的锂离子电池10正负极，开启充放电测试仪11，使锂离子电池10进行充放电循环，当循环完成时，开启制冷***为电池测试舱内制造低温存储环境，并且可以调节制冷速度，保持特定温度将锂离子电池10存储一段时间，然后再通过夹具9对锂离子电池10进行老化测试，期间锂离子电池10一直保持原位即可。装置内放置台12上设有加热区15，内部安装加热电阻丝16，通过对低温存储过的锂离子电池进行微加热，使其快速恢复到常温状态，锂离子电池10上安装热电偶14，与电池测试舱外部温度仪13相连，实时观察锂离子电池10温度，确保锂离子电池10恢复到常温状态。

本实施例中，所述子电池10为软包电池，但不限于软包电池，可根据实际情况进行选择。本实施例中，夹具9可根据电池类型灵活选择。

基于以上实施方式，本实施例具有以下特点和有益效果：

1.本实施例的测试装置模拟了电动汽车锂离子电池10在日间频繁工作，夜间处于低温环境下的特定工况，便于研究电池在该工况下的老化特性，探究对电池造成的影响。

2.本实施例的测试装置锂离子电池10在充放电及低温老化测试过程中，一直保持原位，避免了频繁移动。

3.锂离子电池10经低温存储后恢复到正常状态再使用较好，通常比较耗时，本装置缩短了恢复时间，提高效率。

4.本实施例的测试装置具有对锂离子电池10低温存储，充放电及低温存储老化测试，给锂离子电池10微加热等功能，是多功能一体装置。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，其特征在于：包括电池测试舱、制冷***、加热***、放置台(12)和充放电测试仪(11)，所述电池测试舱配置所述制冷***，所述放置台(12)置于所述电池测试舱中，所述放置台(12)上设有加热区(15)，待测试锂离子电池(10)放置于所述加热区(15)中，所述加热***为所述加热区(15)提供热源，所述充放电测试仪(11)与所述待测试锂离子电池(10)电连接。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，其特征在于：所述制冷***包括蒸发器(1)、压缩机(2)、节流阀(3)和冷凝器(4)，所述冷凝器(4)置于所述电池测试舱内，所述压缩机(2)置于所述电池测试舱内外，所述蒸发器(1)、压缩机(2)、冷凝器(4)和节流阀(3)通过管路依次连接构成循环回路。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，其特征在于：所述制冷***的循环回路中用水作为制冷剂。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，其特征在于：所述加热***包括加热电阻丝(16)，所述加热电阻丝(16)布置于所述放置台(12)上加热区(15)内。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，其特征在于：测试装置还包括温度仪(13)，所述温度仪(13)的热电偶(14)安装在所述待测试锂离子电池(10)表面。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，其特征在于：测试装置还包括温湿显示屏(5)、温度传感器(6)和湿度传感器(7)，所述温度传感器(6)和湿度传感器(7)设置在所述电池测试舱内，并与温湿显示屏(5)电连接。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，其特征在于：所述温湿显示屏(5)设置于所述电池测试舱外壳前部。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，其特征在于：所述电池测试舱外壳上相对两侧设置有把手(8)。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，其特征在于：所述锂离子电池(10)为软包电池。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池原位充放电及低温存储老化测试装置，其特征在于：测试装置还包括一对夹具(9)，一对所述夹具(9)分别夹持在所述锂离子电池(10)正负极上，所述充放电测试仪(11)与所述夹具(9)电连接。

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