一种新能源汽车电池防火材料的测试方法及装置

技术领域

本发明属于一种新能源汽车防火材料测试领域，特别涉及一种新能源汽车动力电池箱体表面防火涂层材料的测试方法及装置。

背景技术

如今，环境和能源有着十分密切的关系，其中，随着我国国民经济水平不断提高，我国国民的生活水平也随之提高。就代步工具汽车来说，我国的汽车数量每年以数倍增长，而我们传统汽车的尾气排放会加重温室效应，并且有着噪音大，对空气污染严重的特点，如一氧化碳、二氧化碳、硫氧化合物等化合物排放到空气中。这些废气都会对环境有着十分恶劣的影响。为了解决环境问题，我国开始大力发展新能源汽车，例如我们现在生产的电动汽车。电动汽车在行驶过程中使用电能，没有尾气排放，既节约了能源又保护了环境。而电动汽车中的关键组成部分动力电池，其安全性成为了该领域的一个重点研究内容。

目前，我国新能源汽车研发和生产处于一个初步阶段，其安全性不能得到有力保障，电动汽车在碰撞或者撞车时，电池会受到很大的冲击力，可能受到挤压穿刺等损害，因此在极端的压力下，一旦因为电池外壳损毁与空气接触，有极高的可能发生剧烈氧化甚至发生爆炸。第二，当汽车遇到暴雨或其他涉水情况时，电池间的接线或者电机控制系统就可能由于水或者水汽的侵蚀，造成短路，导致漏电，一旦短路，电池温度迅速升高，引起爆炸或者燃烧的可能性就很大。因此，锂离子电池燃烧时如何减缓其热量传递到电池包外的速度，相反电池包外发生火灾时如何减缓其热量传递到电池包内部，给车内人员提供足够的应对和处理时间，从而保证车内人员的安全就显得十分重要。

目前对于防火材料还没有有效并且科学的测试方法及装置。所以本次设计的防火材料测试方法及装置可以有效测试新能源汽车内部电池包在燃烧时其箱体表面防火材料的性能及安全性。并高度还原了汽车内部电池在受损时不利因素温度和压力的影响，从而对于新能源汽车动力电池箱体表面的防火材料进行了充分的检验。

发明内容

本发明的目的是设计一种关于新能源汽车防火材料的测试方法及装置，解决上述背景中阐述的问题。该测试装置是主要运用两台机器人联动，将一种特制的防火材料（该材料可以为，金属板的防火涂层，防火纤维，防火玻璃等）固定在夹具上并可以控制夹具运动从而使防火材料运动。与此同时机器人可以实现喷火装置和施压装置的独立运动，运用机器人示教器分别控制防火材料和喷火装置以及施压装置的运动轨迹可以实现各个条件下对于防火材料进行不同程度的测试方法，测试时间可达1-5个小时，因此此种方法和装置可以对防火材料的性能进行充分测试。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所述的防火涂层的测试方法及装置，充分控制喷火装置的运动轨迹、防火材料的运动轨迹以及施压装置的运动轨迹。充分控制火焰温度对防火材料进行加热，充分对防火材料外表面温度进行实时采集，充分利用施压装置，实施高压气体冲击对防火材料进行施压，最大程度还原了汽车新能源电池防火涂层材料在车内部电池受损时温度、高压气体冲击等不利因素对防火材料的影响。

进一步地，运用PLC和PID控制喷火装置中燃气流量阀从而控制火焰温度，并控制施压装置中的气体流量阀从而间接控制高压冲击力的大小。此方法可在任意时刻和时间段内调节火焰温度和高压冲击力的大小。

进一步地，所述运动轨迹的控制采用示教器进行编程，控制机器人的运动轨迹，从而控制喷火装置中火焰的运动轨迹和施压装置的运动轨迹，并编程另一台机器人使被测试的防火材料固定在某一空间内不动或者在某一空间内按指定轨迹运动。

进一步地，所述温度实时采集利用热电偶固定在防火材料表面，并利用温度采集仪连接热电偶进行温度采集。监控防火材料表面的实时温度。

进一步地，所述施压装置利用空气压缩机和外连设备设计出大小可调并可以定时施压的压力控制系统。从而可以实现对防火材料在任意时间段内的一次或多次施压和施压过程中不变或多次变化的高压气体冲击力大小，更全面的测试了其防火材料的力学性能。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：最大程度还原了汽车动力电池在高温环境下或高压环境下甚至在高温高压共同作用下防火材料的性能和安全性。充分模拟了新能源汽车内部动力电池在受损时所处的动态环境。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明：

如图所示，一种车用动力电池防火材料的测试方法及装置 1、机器人① 2、机器② 3、施压装置 4、喷火装置 5、温度采集仪及热电偶 6、防火材料 。

如上，1与2处在同一工作台，3和4固定在1上并由1控制其运动轨迹 , 利用PLC控制3和4的气体流量（3中是高压气体流量，4中是燃气气体流量）, 5在6上固定并被2控制其运动轨迹。

所述机器人①是一台能控制其喷火装置在X,Y,Z轴上进行运动，喷火装置固定在机器人①上，主要利用示教器对机器人进行编程从而达到控制其运动轨迹的目的。同时在机器人①上额外施加一个自由度，使其施压装置也能够保持独立运动从而达到控制高压气体冲击力方向的目的。

所述机器人②主要对防火材料进行固定并可以实现防火材料在固定后的独立运动，其中运动角度可以是360°，即可以任意倾斜防火材料或使防火材料在某一空间内按规定轨迹运动。

所述机器人①和机器人②联动可以实现防火材料同喷火装置和施压装置在某一空间内相向运动或按照设定轨迹保持某一运动，从而使喷火装置和施压装置对防火材料实施多方位加热和施压。

所述施压装置，施压装置与空气压缩机相连，根据PLC控制施压装置上的气体流量阀，进行高压气体冲击力大小的调节。（按照气体流量阀对应的某一刻度值，多次测量其高压气体冲击力大小的平均值即可初步得出这个刻度值下高压冲击力的大小）。

所述温度采集仪以及热电偶，热电偶固定在防火涂层材料的表面，温度采集仪对热电偶记录的实时温度进行采集，实时追踪防火材料的表面温度。