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测力传感器-电池膨胀力实验

发布时间:2022-09-15      点击次数:54

当电池充放电时,电池内部会持续升温,活化过程中会所产生的气体膨胀,致使电池体积变大,且当内部压力达到一定程度时,如外壳有伤痕,即会破裂,引起膨胀、漏液、起火,甚至爆炸。

尤其是近年来新能源汽车的迅猛发展,电池安全问题,电池续航问题,电池寿命充放电次数等等,都倍受人们关注。膨胀力的出现,会给电芯和模组均会带来危害。.对于电芯,其内部压力变大,电芯的性能和寿命会衰减;对于模组,如果膨胀力应对不当,会造成模组尺寸超差,甚至破坏结构框。因此研究电池充放电膨胀力变化,对电池及系统的优化具有重要意义,目前不少企业已经开始研发测试电池膨胀力的设备。

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实验准备:

1, 自制的工装夹具(与实验电池模组相配套,预留安装孔与电池充放电的孔)。

2, 被测试电池模组(水平放置工装夹具中部位置,以铝制定位柱进行定位固定)

3, 测力传感器FC系列(选用较大量程传感器,最大量程为25KN,测量电池膨胀力变化)

4, 放大器信号采集卡(将传感器感受到的膨胀力以数据形式放大处理,最终传输到数显仪表或电脑软件,以数据形式形象具体的反馈给研究人员。

研究电池膨胀力与充放电循环次数关系

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通过实验将循环过程中的膨胀力进行汇总分析,发现在不同SOC的变化规律略有不同: 将 0%SOC 的膨胀力定义为 F0,30%SOC的膨胀力定义为F30,以此类推,30%SOC是膨胀力的第一个峰值,*SOC是膨胀力又达到一个峰值。随循环次数的增加,其膨胀力越来越大,循环次数为1500时膨胀力能达到将近16KN。

研究膨胀力与电池容量关系

实验数据表明把握好间隙和预紧力的相对关系:如果电芯被压的太紧(模组壳体刚度太大),将会使隔膜也一并受到挤压,这种情况可能会加速电芯容量的衰减,反之,如果电芯间间隙太大,一方面会造成空间体积的浪费,同时也会造成电芯厚度增加,从而增加电芯正负极之间的距离。根据大量实验数据建议在最大20kN膨胀力条件下,电芯自身的伸长度与电芯间的gap之和介于0.5mm到2mm。

 

 

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