动力电池单体界面热阻快速测试方法

摘要

本发明公开了一种动力电池单体界面热阻快速测试方法，其包括：S10、将上述测试装置放置于恒温环境中，并悬空布置；S20、发热单元发出热量，开始加热所述动力电池单体；S30、采用测温仪测试A点和B点温度，其中，A点为所述导热单元的左侧中心点，B点为位于右侧的动力电池单体的右侧中心点；S40、当所述A点温度和B点温度稳定后，计算发热单元的功耗以及A点温度和B点温度的差值，并根据所述发热单元的功耗以及A点温度和B点温度的差值，计算界面热阻。本发明提供的一种动力电池单体界面热阻快速测试方法，测试方法简单、方便、快捷。还可根据需求测试不同温度、不同压力下电池单体界面热阻，包括不同寿命状态下电池单体的界面热阻。

说明书

技术领域

本发明涉及一种动力电池单体的测试方法，尤其涉及一种动力电池单体界面热阻快速测试方法。

背景技术

随着新能源车的发展，动力电池的安全越来越受到重点关注。动力电池的安全问题主要由热失控引起，因此，动力电池的热管理技术迅猛发展，动力电池的热传导研究成为近期热点。而动力电池的界面热阻受工艺、材料影响较大，在动力电池热传导过程中占据了很大比重，如何快速测试其界面热阻，越发显得重要。

传统的界面热阻测试方法大多需要比较复杂的测试仪器，且测试方法也比较复杂。目前针对动力电池热传导技术的研究中，都是定性的通过结构或材料设计降低界面热阻，尚没有定量的测试方法。

发明内容

本发明目的是提供一种动力电池单体界面热阻快速测试方法，其操作过程方便简单，可以定量给出界面热阻的数值。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种动力电池单体界面热阻快速测试方法，其使用测试装置完成动力电池单体界面热阻的测试，所述测试装置包括发热单元、导热单元和两个相同的动力电池单体；所述发热单元被夹持在所述两个动力电池单体之间，所述导热单元覆盖位于左侧的动力电池单体左表面，且所述发热单元、导热单元和两个动力电池单体的中心点重合；所述方法包括以下步骤：

S10、将上述测试装置放置于恒温环境中，并悬空布置；

S20、发热单元发出热量，开始加热所述动力电池单体；

S30、采用测温仪测试A点和B点温度，其中，A点为所述导热单元的左侧中心点，B点为位于右侧的动力电池单体的右侧中心点；

S40、当所述A点温度和B点温度稳定后，计算发热单元的功耗以及A点温度和B点温度的差值，并根据所述发热单元的功耗以及A点温度和B点温度的差值，计算界面热阻。

可选的，所述测试装置还包括向所述发热单元提供电能的稳压电源，以及测量稳压电源向所述发热单元提供的电流值的电流计。

可选的，所述步骤S40中，界面热阻通过以下公式计算：

R＝△T/P(功耗)-R_导；

式中，R表示界面热阻，单位为K/W，△T表示A点和B点的温度差值，单位为摄氏度；P表示发热电源的功耗，单位为瓦特；R_导表示导热单元的界面热阻；其中：

P＝U*I/2；式中，U为稳压电源的电压，单位为伏特，I为通过所述电流计的电流，单位为安培；

R_导＝δ/(k*A)；

其中，δ表示导热单元的厚度，单位为m；k表示导热单元的热传导系数，单位为W/(m·K)；A表示导热单元的面积，单位为m²。

可选的，所述发热单元为硅胶加热片或金属加热片，所述发热单元的长宽尺寸与动力电池单体的长宽尺寸相同。

可选的，所述导热单元为铝片，且其中心部位与动力电池单体紧密贴合。

本发明具有如下有益效果：本发明提供一种动力电池单体界面热阻快速测试方法，可以为动力电池单体的性能评价提供依据。根据实测数值，可以对不同降低界面热阻方法的优劣进行评价。另外，如果将测试装置放置在环境试验箱中，增加压力测量装置测量导热单元与动力电池单体之间的压力大小，则可以得到不同温度、不同压力下界面热阻变化情况。

附图说明

图1为本发明的动力电池单体界面热阻快速测试方法的原理示意图；

图2为本发明的测试装置的结构示意图；

图中标记示意为：1-动力电池单体；3-导热单元；4-发热单元；41-硅胶加热片；42-稳压电源；43-电流计。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种动力电池单体界面热阻快速测试方法，其使用测试装置完成测试，所述测试装置包括发热单元、导热单元和两个相同的动力电池单体；所述发热单元被夹持在所述两个动力电池单体之间，所述导热单元覆盖位于左侧的动力电池单体左表面，且所述发热单元、导热单元和两个动力电池单体的中心点重合。

所述方法包括以下步骤：

S10、将上述测试装置放置于恒温环境中，并悬空布置；例如，所述测试装置可以被放置于不同温度的环境中，以完成不同温度下的动力电池单体的界面热阻。

S20、发热单元发出热量，开始加热所述动力电池单体。

本实施例中，当发热单元工作时，热量通过左侧的动力电池单体和导热单元向左传出，并且通过右侧的动力电池单体向右侧散发。

S30、采用测温仪测试A点和B点温度。

本实施例中，A点为所述导热单元的左侧中心点，B点为位于右侧的动力电池单体的右侧中心点。

S40、当所述A点温度和B点温度稳定后，计算发热单元的功耗以及A点温度和B点温度的差值，并根据所述发热单元的功耗以及A点温度和B点温度的差值，计算界面热阻。

优选地，所述动力电池单体可以为方形或者软包；例如，所述动力电池单体可以为软包铝塑膜单体，其厂家、规格型号和产品状态一致，热传导系数基本一样，因此，此处可以认为热量通过其Z方向(厚度方向)传导的热阻相等。

所述发热单元可以选择硅胶加热片或金属加热片，所述发热单元的长宽尺寸应与动力电池单体尺寸相同，厚度尺寸则应该小于电池尺寸，并尽量小。

例如：所述发热单元为硅胶加热片，并采用稳压电源向所述硅胶加热片提供电能，以及采用电流计测量稳压电源向所述硅胶加热片提供的电流值，硅胶加热片面积较大，且热量分布比较均匀。发热单元加热时，采用稳压电源供电，根据电流计数值，计算发热单元功耗。

所述导热单元可根据实际模组设计需求选择，可为铝片或其它金属、非金属材料，但导热单元中心部位应与动力电池单体紧密贴合。本实施例中，所述导热单元的长宽尺寸可以与动力电池单体的长宽尺寸相同，也可以不相同。例如所述导热单元为金属铝片，与动力电池单体紧密接触，产生界面热阻。外部室温自然散热即可。

在进行温度测量时，测温仪通过热电偶分别对上A点(位于右侧的动力电池单体)、B点(导热单元)进行温度测量，在温度稳定时读取温度值，根据温差和功耗进行界面热阻的计算。

具体地，所述步骤S40中，界面热阻可以通过以下公式计算：

R＝△T/P(功耗)-R_导；

式中，R表示界面热阻，单位为K/W，△T表示A点和B点的温度差值，单位为摄氏度；P表示发热电源的功耗，单位为瓦特；R_导表示导热单元的界面热阻；其中：

P＝U*I/2；式中，U为稳压电源的电压，单位为伏特，I为通过所述电流计的电流，单位为安培。

R_导＝δ/(k*A)。

其中，δ表示导热单元的厚度，单位为m；k表示导热单元的热传导系数，单位为W/(m·K)；A表示导热单元的面积，单位为m²。

本发明提供一种动力电池单体界面热阻快速测试方法，可以为动力电池单体的性能评价提供依据。根据实测数值，可以对不同降低界面热阻方法的优劣进行评价。另外，如果将测试装置放置在环境试验箱中，增加压力测量装置测量导热单元与动力电池单体之间的压力大小，则可以得到不同温度、不同压力下界面热阻变化情况。

由此，本发明提供的一种动力电池单体界面热阻快速测试方法，测试方法简单、方便、快捷。还可根据需求测试不同温度、不同压力下电池单体界面热阻，包括不同寿命状态下电池单体的界面热阻。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。