一种动力电池隔热防护材料检测设备

技术领域

本发明涉及电池隔热防护材料检测技术领域，具体为一种动力电池隔热防护材料检测设备。

背景技术

隔热材料是动力电池中必不可少的部分，对电池起到热源隔断以及防护的双重作用，可以说电池中隔热片材的隔热性能对电池的安全性以及稳定性起到了至关重要的作用。

目前，中国专利公开号CN114563443A公开了一种电池用隔热材料保温性能的测试装置，该测试装置将隔热材料固定在载板和压板之间，测试的时候隔热材料不会发生移动；整体测试在燃烧仓内进行，保证了喷枪火焰燃烧的稳定性，排除外界因素的影响；通过测温仪以及开设在燃烧仓顶部的排风口可以维持燃烧仓内的温度恒定；第二热电偶实时监控喷枪火焰的温度，第一热电偶实时监控基材层上表面的温度，实现了检测数据的量化，保证了检测的稳定性与准确性，通过测试有效地得出隔热材料的隔热性能。

但是，该测试方式所检测出的结果是隔热材料在正常情况下的隔热性能，而动力电池在实际使用时，最能体现隔热材料的隔热性能优良则是电池在特殊环境下的状态，比如电池发生故障、短路、过热甚至爆喷时，隔热材料所能达到的隔热性能，因此上述检测所得出的检测数据过于局限，不够准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力电池隔热防护材料检测设备，以解决上述现有技术中存在的至少一个技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种动力电池隔热防护材料检测设备，包括底座，还包括：

固定在底座上的模拟箱，所述模拟箱的顶部设为开口，且内壁固定有隔板；

设置在模拟箱上方且能上下移动的上压盖，所述上压盖与模拟箱之间用于夹持固定隔热片材，且所述隔热片材上下形成两个密闭的空间；

安装在上压盖内部用于对隔热片材的顶部温度进行监控的第一热电偶；

测试组件，测试组件先对隔板上方的空间加热，以模拟电芯发热阶段，持续预定时间后，向隔板释放高温高压气流进行冲击，以模拟电芯爆喷阶段，通过第一热电偶的温度监控来检测隔热片材隔热性能的变化。

优选的，所述测试组件包括发热组件和冲击组件；

所述冲击组件包括滑动安装在隔板与底座之间的滑动框，且所述滑动框的顶部设有开口，所述滑动框的内壁竖直滑动安装有升降板，且所述升降板与隔板之间转动连接有多组摆杆，所述摆杆的中心开设有中通道，且所述升降板与隔板的外壁均开设有连通孔，当所述摆杆转动为竖直状态时，所述中通道与两个连通孔连通，所述冲击组件还包括用于驱动滑动框滑动的电动缸；

所述发热组件包括安装在隔板顶部以及滑动框内底部的发热部。

优选的，所述隔板和升降板的相对面均嵌设有嵌块，所述摆杆的两端均设为转动端，且所述中通道分别贯穿两个转动端的圆心，两个所述嵌块的内部均开设有供转动端转动安装的圆槽，且圆槽内开设有与连通孔连通的中间孔。

优选的，所述隔板的顶部还安装有喷枪头，且所述喷枪头带有打火结构，所述喷枪头连接有用于对其供燃料的通气管，所述模拟箱的外壁安装有控制通气管开关的开关组件，且所述开关组件的触发端位于模拟箱内，所述滑动框的外壁固定有触控头，当所述触控头接触所述开关组件的触发端时，所述开关组件控制通气管打开的同时控制喷枪头的打火结构打火。

优选的，还包括通过支撑杆固定在底座上方的顶板，所述顶板的底部固定有安装箱，所述上压盖的顶部固定有导杆，所述安装箱的底部开设有供导杆滑动的限位孔，所述安装箱的内部还安装有用于带动上压盖上下移动及限位的调节组件。

优选的，所述调节组件包括转动连接在上压盖顶部的连接杆，所述安装箱的底部设有空腔，所述空腔的内顶部转动连接有弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆的伸缩端通过销轴与连接杆转动连接，所述安装箱的外壁开设有与空腔连通的滑槽，所述滑槽内水平滑动安装有滑块，所述滑块的外壁设有把手，且所述销轴转动安装在滑块上，当所述弹性伸缩杆与连接杆转动至竖直状态且为同一直线时，所述滑块滑动至滑槽一侧的末端处；

所述调节组件还包括失衡结构，且失衡结构用于破坏弹性伸缩杆与连接杆的同一直线状态。

优选的，所述失衡结构包括安装在滑槽一侧内壁的电磁铁，且所述电磁铁与第一热电偶电连接，所述滑块朝向电磁铁的外壁固定有铁片，当所述电磁铁通电时对铁片施加磁吸力；

所述失衡结构还包括开设在安装箱内部且远离电磁铁一侧的内气道，所述内气道与滑槽连通，所述内气道与上压盖内部通过连通管连通，当所述滑块位于滑槽的一侧的末端处时，所述滑块将内气道的出口封闭。

优选的，所述第一热电偶设置在上压盖的中心处，且所述上压盖的边缘部分还安装有第二热电偶，且所述第二热电偶对隔热片材的边缘部分进行监测。

优选的，所述滑动框的外壁设有能打开或闭合的通气孔。

优选的，所述上压盖和模拟箱的对接面均设有裙边。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、本发明通过模拟电芯和隔热材料的实际使用环境进行检测，以提高检测结果的准确性与客观性。

二、本发明将待测的隔热片材置于模拟箱的上方，并通过外部结构驱动上压盖下压，将隔热片材进行夹持固定，同时在隔热片材的上下两侧形成密闭空间，并在下方的空间内模拟隔热片材的使用环境，同时第一热电偶对隔热片材的温度进行全程监控监测，对隔热片材在不同阶段的温度变化进行对比，从而检测出隔热片材在实际使用状态下隔热性能的变化曲线，进而使检测的结果更加准确与客观。

附图说明

图1为本发明的立体图一；

图2为本发明的立体图二；

图3为本发明的主视图；

图4为本发明图3中沿A-A的剖视图；

图5为本发明图4中沿B-B的剖视图；

图6为本发明图5中的C处放大剖视图；

图7为本发明的左视图；

图8为本发明图7中沿D-D的剖视图及局部放大图；

图9为本发明图9视角的剖视立体图。

图中：1、底座；2、顶板；3、安装箱；4、导杆；5、上压盖；6、模拟箱；7、裙边；8、隔热片材；9、空腔；10、弹性伸缩杆；11、连接杆；12、滑槽；13、滑块；14、销轴；15、电磁铁；16、铁片；17、第一热电偶；18、隔板；19、滑动框；20、升降板；21、摆杆；22、嵌块；23、转动端；24、中通道；25、连通孔；26、发热部；27、第二热电偶；28、触控头；29、开关组件；30、通气管；31、喷枪头；32、内气道；33、连通管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：一种动力电池隔热防护材料检测设备，包括底座1，还包括：

固定在底座1上的模拟箱6，模拟箱6的顶部设为开口，且内壁固定有隔板18；

设置在模拟箱6上方且能上下移动的上压盖5，上压盖5与模拟箱6之间用于夹持固定隔热片材8，且隔热片材8上下形成两个密闭的空间；

安装在上压盖5内部用于对隔热片材8的顶部温度进行监控的第一热电偶17；

测试组件，测试组件先对隔板18上方的空间加热，以模拟电芯发热阶段，持续预定时间后，向隔板18释放高温高压气流进行冲击，以模拟电芯爆喷阶段，通过第一热电偶17的温度监控来检测隔热片材8隔热性能的变化。

为了使隔热片材的隔热性能检测结果更加偏向于实际使用数据，因此单一环境下的检测数据则显得尤为局限，为此，在本实施例中通过模拟电芯和隔热材料的实际使用环境进行检测，以提高检测结果的准确性与客观性，具体如下；

将待测的隔热片材8置于模拟箱6的上方，并通过外部结构驱动上压盖5下压，将隔热片材8进行夹持固定，同时在隔热片材8的上下两侧形成密闭空间，并在下方的空间内模拟隔热片材8的使用环境，同时第一热电偶17对隔热片材8的温度进行全程监控监测；

据研究表明，动力电池出现故障时，会分为三个阶段，其一，电芯发热，同时内部由于温度升高会出现鼓包状态，其二电芯出现爆喷的状态，其三就是温度过高时开始燃烧；

对应的则是，利用测试组件对隔板18与隔热片材8之间的空间进行加热，以模拟电芯发热阶段，同时温度的升高，该密闭空间内的气压也会逐渐增大，在持续预定时间后，检测组件向隔板18释放高温高压的气流，对其进行冲击，以模拟电芯爆喷阶段，因为电芯的爆喷对于隔热材料会造成一定的破坏，因此其隔热性能也会出现变化，此时通过第一热电偶17的持续温度监控，对隔热片材8在不同阶段的温度变化进行对比，从而检测出隔热片材8在实际使用状态下隔热性能的变化曲线，进而使检测的结果更加准确与客观。

在其中一个较为优选的实施例中，测试组件包括发热组件和冲击组件；

冲击组件包括滑动安装在隔板18与底座1之间的滑动框19，且滑动框19的顶部设有开口，滑动框19的内壁竖直滑动安装有升降板20，且升降板20与隔板18之间转动连接有多组摆杆21，摆杆21的中心开设有中通道24，且升降板20与隔板18的外壁均开设有连通孔25，当摆杆21转动为竖直状态时，中通道24与两个连通孔25连通，冲击组件还包括用于驱动滑动框19滑动的电动缸；

发热组件包括安装在隔板18顶部以及滑动框19内底部的发热部26。

其中，测试组件分为两部分，一部分为发热组件，另一部分为冲击组件，参看图8，首先发热部26先发热升温，使隔热片材8下方的空间以及滑动框19内进行升温，此时由于摆杆21处于倾斜状态，因此两个空间内处于隔断的状态，在升温到预定时间后，滑动框19在电动缸的驱动下滑动，升降板20在带动摆杆21转动的同时，也会向下滑动，对滑动框19内的高温气体进行压缩，使其形成高温且高压状态，直至摆杆21转动至竖直状态时，摆杆21内的中通道24与两个连通孔25连通，使上下两个空间连通，同时滑动框19内的高温高压气体则会通过中通道24向上爆喷，并对隔热片材8造成气流冲击，以达到模拟电芯爆喷的情形，而且随着高温高压气流的充入，隔热片材8下方空间内的温度和压力也会随之而上升，以达到第二阶段；

值得一提的是，摆杆21设置还有多组，可以使气流对隔热片材8的冲击没有那么的规律和均匀，使对隔热片材8的冲击作用更加接近实际情况，从而使检测结果更加精确。

在其中一个较为优选的实施例中，隔板18和升降板20的相对面均嵌设有嵌块22，摆杆21的两端均设为转动端23，且中通道24分别贯穿两个转动端23的圆心，两个嵌块22的内部均开设有供转动端23转动安装的圆槽，且圆槽内开设有与连通孔25连通的中间孔。

具体可参看图8中的局部放大图，通过转动端23和嵌块22的设置，以方便摆杆21的安装，提供了一种摆杆21转动更加稳定，同时保证在倾斜状态下，连通孔25与中通道24处于错开状态。

在上述的实施中，对电芯的前两个阶段进行模拟，在本实施例中，对第三个阶段燃烧也进行了模拟，具体如下；

隔板18的顶部还安装有喷枪头31，且喷枪头31带有打火结构，喷枪头31连接有用于对其供燃料的通气管30，模拟箱6的外壁安装有控制通气管30开关的开关组件29，且开关组件29的触发端位于模拟箱6内，滑动框19的外壁固定有触控头28，当触控头28接触开关组件29的触发端时，开关组件29控制通气管30打开的同时控制喷枪头31的打火结构打火。

参看图5-6，在上述爆喷阶段结束后，即滑动框19内的高温高压气体释放完后，电动缸继续带动滑动框19移动，摆杆21则会在升降板20的带动下越过竖直状态后恢复倾斜，而摆杆21的倾斜则会使滑动框19和隔热片材8下方的空间重新分隔；

直至触控头28接触开关组件29的触发端时，开关组件29控制通气管30打开的同时控制喷枪头31的打火结构打火，使喷枪头31喷出火焰对隔热片材8进行燃烧，以模拟出电池热失控的第三阶段。

值得一提的是，由于喷枪头31的打火及喷火会再次将隔热片材8下方的空间内升温，同时火焰的爆裂会使得隔热片材8所处的环境更加贴近于电芯爆燃的情况，并且该空间内的氧气也足以维持在检测过程中喷枪头31喷出的火焰燃烧。

在其中一个较为优选的实施例中，还包括通过支撑杆固定在底座1上方的顶板2，顶板2的底部固定有安装箱3，上压盖5的顶部固定有导杆4，安装箱3的底部开设有供导杆4滑动的限位孔，安装箱3的内部还安装有用于带动上压盖5上下移动及限位的调节组件。

参看图1-2，通过调节组件来控制上压盖5的上下移动调节和限位，以达到在检测过程中对隔热片材8的压紧，同时导杆4的设置则可以对上压盖5启动滑动限位和导向的作用。

在其中一个较为优选的实施例中，调节组件包括转动连接在上压盖5顶部的连接杆11，安装箱3的底部设有空腔9，空腔9的内顶部转动连接有弹性伸缩杆10，弹性伸缩杆10的伸缩端通过销轴14与连接杆11转动连接，安装箱3的外壁开设有与空腔9连通的滑槽12，滑槽12内水平滑动安装有滑块13，滑块13的外壁设有把手，且销轴14转动安装在滑块13上，当弹性伸缩杆10与连接杆11转动至竖直状态且为同一直线时，滑块13滑动至滑槽12一侧的末端处；

调节组件还包括失衡结构，且失衡结构用于破坏弹性伸缩杆10与连接杆11的同一直线状态。

调节组件可参看图4-5，通过把手可以带动滑块13在滑槽12内滑动，同时通过销轴14来带动弹性伸缩杆10和连接杆11转动，连接杆11的转动则会带动上压盖5上下移动，以达到对隔热片材8的固定作用；

当弹性伸缩杆10和连接杆11转动至同一直线时，此时弹性伸缩杆10被压缩到极致，并且滑块13滑动至滑槽12一侧的末端处，如图5所示，此时在没有外力的作用下，弹性伸缩杆10和连接杆11则会保持静止状态，从而对上压盖5达到限位的目的。

由于在二阶段和三阶段，也就是爆喷阶段和燃烧阶段，高温高压的气流冲击会对隔热片材8造成破坏，火焰的燃烧也可能会对隔热片材8造成破坏，因此，当隔热片材8受到毁坏性的破坏时，高温高压的空气会进入到隔热片材8上方的空间内，此时第一热电偶17所检测到的温度会急剧上升，此时说明隔热片材8已失去隔热效果，在失衡结构的作用下，破坏弹性伸缩杆10与连接杆11的同一直线状态，这样在弹性伸缩杆10的弹力释放下，会带动滑块13在滑槽12内滑动，同时连接杆11也随之转动，带动上压盖5上移打开，及时对内部空间进行散热，以结束检测过程。

在其中一个较为优选的实施例中，失衡结构包括安装在滑槽12一侧内壁的电磁铁15，且电磁铁15与第一热电偶17电连接，滑块13朝向电磁铁15的外壁固定有铁片16，当电磁铁15通电时对铁片16施加磁吸力；

失衡结构还包括开设在安装箱3内部且远离电磁铁15一侧的内气道32，内气道32与滑槽12连通，内气道32与上压盖5内部通过连通管33连通，当滑块13位于滑槽12的一侧的末端处时，滑块13将内气道32的出口封闭。

失衡结构分为两个部分，且分别对应二三阶段，在二阶段的爆喷阶段，如果高温高压气体的冲击对隔热片材8造成毁坏性冲击，则会使高温高压气体进入隔热片材8上方的空间内，并使上方空间气压增大，高压气体会进入到内气道32内，并对滑块13施加一个水平的冲击力，以达到破坏弹性伸缩杆10与连接杆11的同一直线状态，这是对应二阶段；

而三阶段燃烧，可能会对隔热片材8造成毁坏性破坏，同时也有可能是隔热片材8的隔热性能不够，从而导致第一热电偶17检测到温度超过预设值，此时第一热电偶17则会通过电连接控制电磁铁15通电，并对铁片16施加磁吸力，以此也能达到上述的目的；

这两种方式分别是对应隔热片材8因毁坏性破坏和隔热性能不足所导致的情况，并且通过失衡触发的方式也可以直观的判断隔热片材8的性能是抗冲击力不足还是隔热性能不足，对隔热片材8在实际使用状态下的抗冲击性能也起到检测的作用。

在其中一个较为优选的实施例中，第一热电偶17设置在上压盖5的中心处，且上压盖5的边缘部分还安装有第二热电偶27，且第二热电偶27对隔热片材8的边缘部分进行监测。

具体可参看图8，通过多个部分的检测结果对比，可以使检测的结果更加趋向于准确性，也更加客观。

在其中一个较为优选的实施例中，滑动框19的外壁设有能打开或闭合的通气孔。

通气孔的设置可以便于对滑动框19内的气压进行平衡，以便于下次的检测使用。

在其中一个较为优选的实施例中，上压盖5和模拟箱6的对接面均设有裙边7。

通过设置裙边7可以进一步提高与隔热片材8的接触面积，使压紧效果更好，从而使夹紧后的密封效果更佳。

本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直接根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。