动力电池内短路模拟的封装结构制造技术

本实用新型专利技术提出了一种动力电池内短路模拟的封装结构，属于电池技术领域。一种动力电池内短路模拟的封装结构，其包括一壳体、一盖体、一内短路模拟电路。所述壳体具有一收容空间以及一个开口。所述盖体包括一个盖板、两个极耳、两个极柱，所述两个极耳和所述两个极柱分别间隔相对设置在盖板的两侧。所述内短路模拟电路包括一个开关，一个定值电阻，以及导线。所述定值电阻通过导线以及开关与所述两个极耳电连接。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电池
，具体涉及一种电池封装结构。
技术介绍
在能源紧缺与环境污染的双重压力下，新能源的广泛应用已经成为不可逆的科技发展趋势。汽车动力系统电动化已逐渐成为未来汽车技术发展的主要趋势。汽车动力系统电动化的主要特征之一即使用电能代替化学能作为车辆主要的驱动能量来源。电能的储存需要一定的载体，即电化学储能系统。锂离子动力电池能量密度高，循环寿命长，已经成为电动汽车动力来源的主要选择之一。然而，随着电动汽车的逐渐推广，锂离子动力电池的安全性事故时发生。锂离子动力电池事故通常表现为以热失控为核心的温度骤升、冒烟、起火甚至爆炸等现象。相关的事故威胁着人民群众的生命财产安全，阻碍了电动汽车的大规模产业化。锂离子动力电池热失控事故可能由多种诱因引发，事故调查发现，近年来，由于动力电池内短路造成的热失控事故的事例正逐年增多。在动力电池制造过程中，其内部可能混入杂质，也可能存在结构缺陷（如应力集中造成的开裂，或者预应力造成的褶皱等）。在动力电池使用过程中，电池内部的电化学电位受到其内部杂质以及结构缺陷的影响，导致这些有缺陷的部位电化学电位分布异常。异常的电位分布会诱导金属枝晶（如锂枝晶、铁枝晶、铜枝晶等）在异常部位生长。枝晶的生长会最终刺破隔膜，导致电池内短路的发生。在动力电池使用过程中，内短路从产生到最终造成动力电池热失控需要经历数小时的时间。在这内短路发生与发展的数小时期间内，必须及时检测到内短路的发生并判断内短路的程度，提早进行预警，以保障车内乘员的生命财产安全。即需要可靠有效的内短路早期检测算法，以对于内短路的发生进行早期预警。一旦开发出内短路早期检测算法，其实际效果和可靠性就需要进行检验。此时，需要在电池组内设置一个具有内短路的动力电池，并在实际使用工况条件下将内短路触发，才能有效地测试内短路检测算法的实际效果和可靠性。然而，目前对于内短路的具体成因尚不是完全清楚，很难获取在使用过程中发生了内短路的电池。一般地，只有在事故发生之后，才能通过事故调查发现动力电池发生了内短路。就算开发出了内短路早期检测算法，也无法对于该种算法的实际效果和可靠性进行评估。因此，设计实验装置以定量模拟动力电池内短路的行为，对于评估内短路检测算法的可靠性非常有必要。目前，设计实验装置定量模拟动力电池内短路包括三类主要的方法：1）通过机械挤压或穿刺引发电池隔膜破裂造成内短路；2）在电池正负极之间引入杂质颗粒，在对应位置进行挤压而引发内短路；3）在电池内部内置可控材料（如石蜡、记忆合金等），使用特定的触发条件（如升温等）来激活可控材料，可控材料属性变化（如石蜡熔化、记忆合金变形等）导致电池正负极短接，从而模拟内短路。在用于评估算法可靠性方面，以上的三类模拟内短路的方法都具有一定的缺点。方法1）会造成电池结构的破坏，而实际情况下，实际使用过程中的电池内短路很少由于电池结构破坏而发生。另外，方法1）造成的内短路不稳定，可能直接造成电池的热失控，而不能模拟早期内短路，无法用于内短路检测算法的验证。方法1）的可重复性也不是很好，不能保证每次都能造成稳定的定量内短路。方法2）同样会造成电池变形，也不能较好地模拟实际情况下的内短路。方法2）造成的内短路也不稳定，可能直接造成电池的热失控。并且，引入杂质颗粒时，杂质颗粒的微观形貌难以控制，不能保证内短路的可重复性，也不能获得准确的不同程度的定量内短路。方法3）不会造成电池变形，但是，内置可控材料需要一定的条件加以触发，如升温熔化石蜡，或者升温激发记忆合金变形。升温过程本身改变了电池的正常工作温度，可能造成电池内部其他副反应的发生，影响了电池的电化学和产热特性。方法3）所引入的可控材料与电池正负极之间的微观形貌与微观作用关系难以确定，仍然不能有效地定量控制内短路的程度，不能保证内短路的可重复性。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提出一种动力电池内短路模拟的封装结构，可以在实验过程中定量模拟动力电池内短路，内短路效果稳定，可重复性好。一种动力电池内短路模拟的封装结构，其包括一壳体、一盖体、一内短路模拟电路。所述壳体具有一收容空间以及一个开口。所述盖体包括一个盖板、两个极耳、两个极柱，所述两个极耳和所述两个极柱分别间隔相对设置在盖板的两侧。所述内短路模拟电路包括一个开关，一个定值电阻，以及导线。所述定值电阻通过导线以及开关与所述两个极耳电连接。本技术提出的动力电池内短路模拟的封装结构，可以根据需要收纳两个电池单体从而构成具有内短路功能的封装电池，可以定量模拟动力电池在不同程度的内短路情况下的电化学效应以及热效应，实现了用实验模拟动力电池在内短路条件下，电压与温度的变化情况。该动力电池内短路模拟的封装结构应用于模拟装置时，对于内短路触发的模拟是可控的，可以模拟在实际情况下，电池内部突发的内短路情况。同时，该模拟装置输出的电压、温度结果可以为开发内短路早期检测算法提供数据，用于验证所开发的内短路早期检测算法的有效性和可靠性。附图说明图1为本技术实施例提供的动力电池内短路模拟的封装结构的示意图。图2为本技术实施例提供的由图1中的封装结构封装的具有内短路功能的封装电池。图3为本技术实施例提供的使用所述具有内短路功能的封装电池进行内短路模拟的流程图。图4为本技术实施例提供的使用所述具有内短路功能的封装电池进行内短路模拟过程中，温度传感器的放置位置。图5为本技术实施例中，使用1/3C的电流，对于具有不同阻值的具有内短路功能的封装电池进行充电测试的结果。图6为本技术实施例中，使用1/3C的电流，对于具有不同阻值的具有内短路功能的封装电池进行放电测试的结。图7为本技术实施例中，使用FUDS工况，对于无内短路的具有内短路功能的封装电池进行放电测试的结果。图8为本技术实施例中，使用FUDS工况，对于具有2.5Ω阻值的具有内短路功能的封装电池进行放电测试的结果，其中内短路在测试开始时触发。图9为本技术实施例中，使用FUDS工况，对于具有2.5Ω阻值具有内短路功能的封装电池进行放电测试的结果，其中内短路在测试过程中突然触发。主要元件符号说明盖体10极耳12盖板14极柱16单体电池20内短路模拟电路30开关32导线34定值电阻36壳体40开口42收容空间44动力电池内短路模拟的封装结构60具有内短路功能的封装电池100如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。请参见图1及图2，本技术实施例提供一种动力电池内短路模拟的封装结构60，其包括其包括一盖体10、一壳体40、一内短路模拟电路30。所述壳体40为一端开口的中空结构用于容纳所述内短路模拟电路30以及至少两个单体电池20，所述盖体10盖合在该开口上从而形成封装结构。所述壳体40为一端开口的中空腔体结构来容纳并机械约束所述内短路模拟电路30以及所述至少两个单体电池20，其具有一开口42以及一收容空间44。该壳体40的形状不限，可根据实际应用时电池组的单体电池20的形状来设计。本技术实施例中，所述壳体40为一中空的长方体。该壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池内短路模拟的封装结构，其包括一壳体、一盖体、一内短路模拟电路，所述壳体具有一收容空间以及一个开口，所述盖体包括一个盖板、两个极耳、两个极柱，所述两个极耳和所述两个极柱分别间隔相对设置在盖板的两侧，所述内短路模拟电路包括一个开关，一个定值电阻，以及导线，所述定值电阻通过导线以及开关与所述两个极耳电连接。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池内短路模拟的封装结构，其包括一壳体、一盖体、一内短路模拟电路，所述壳体具有一收容空间以及一个开口，所述盖体包括一个盖板、两个极耳、两个极柱，所述两个极耳和所述两个极柱分别间隔相对设置在盖板的两侧，所述内短路模拟电路包括一个开关，一个定值电阻，以及导线，所述定值电阻通过导线以及开关与所述两个极耳电连接。2.如权利要求1所述的动力电池内短路模拟的封装结构，其特征在于，所述收容空间用于收容所述定值电阻以及所述两个极柱。3.如权利要求2所述的动力电池内短路模拟的封装结构，其特征在于，所述开口的面积与所述盖板的面积相同。4.如权利要求1所述的动力电池内短路模拟的封装结构，其特征在于，所述两个极耳分别与所述两个极柱电连接。5.如权利要求4所述的动力电池内短路模拟的封装结构，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯旭宁，卢兰光，欧阳明高，李建秋，何向明，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京;11