大电池绝热量热仪用降温装置及其降温系统的制作方法

1.本实用新型属于绝热量热仪配件领域，具体涉及一种大电池绝热量热仪用降温装置及其降温系统。


背景技术：

2.电池绝热量热仪可以构建一个绝热环境，用于测量电池热安全与热管理特征参数。然而，常规的电池绝热量热仪仅能进行加热，不能进行降温。因此，导致腔体内部的温度无法低于外界环境温度。这就导致夏天的时候，在进行比热容及充放电产热实验时，无法将腔内温度降低至想要的温度，需要从较高的初始温度开始实验，实验温度区间变窄。同时，大电池降温时仅能依靠内外温差或气体吹扫，降温速率较低。
3.同时，在北方地区，电动车等应用场景需要有效的低温热管理措施，避免电池在冷启动等工况下发生过度衰减。因此测试电池在零度温度以下的充放电产热、比热容等热物性参数也十分必要。这就亟需一种可靠的降温方法，能够将电池绝热量热仪的腔体温度降低至足够的低温，并拥有可靠的绝热能力，从而构建一个低温的绝热测试环境。


技术实现要素：

4.为了弥补现有技术的不足，本实用新型提供一种大电池绝热量热仪用降温装置及其降温系统技术方案。
5.一种大电池绝热量热仪用降温装置，包括液氮储存罐、气体管路、气体分配器、炉底吹扫器及炉壁吹扫器；
6.所述液氮储存罐为气体管路输送冷却气体；
7.所述气体分配器接收液氮储存罐输送来的冷却气体并将冷却气体分别输送至炉底吹扫器和炉壁吹扫器；
8.所述炉底吹扫器将冷却气体吹向炉底；
9.所述炉壁吹扫器将冷却气体吹向炉壁。
10.进一步地，所述气体分配器具有三组通气口，第一组通气口与气体管路连接，第二组通气口与炉底吹扫器连接，第三组通气口与炉壁吹扫器连接。
11.进一步地，所述气体分配器为三通管。
12.进一步地，所述炉底吹扫器为气体分散器，其出气口朝下设置，并且出气口为喇叭形结构。
13.进一步地，所述炉壁吹扫器具有一组进气口和多组吹气口，其进气口与气体分配器连接，其多组吹气口朝向炉壁吹扫器的四周。
14.进一步地，所述炉壁吹扫器为四通管。
15.进一步地，所述气体管路与设置于液氮储存罐上的出口阀连接。
16.进一步地，所述出口阀与气体管路之间及气体管路与气体分配器之间均通过卡套接头连接。
17.本实用新型还提供一种降温系统，包括绝热炉及如上所述的降温装置，所述绝热炉包括炉体和设置于炉体上的炉盖，所述炉体顶部设置凸台，该凸台上端设置凹槽，所述降温装置的气体管路穿过凹槽并由炉盖限位，所述气体分配器、炉底吹扫器及炉壁吹扫器位于绝热炉的内部。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.本实用新型能够迅速降低大电池腔体内温度，最低可用于构建-70℃的绝热环境。满足了锂电池低温充放电产热及低温比热容的测试需求。并能够有效加快大电池降温速率，尽可能降低外界温度的干扰，提高仪器实验效率。
附图说明
20.图1为实施例1结构示意图；
21.图2为实施例2结构示意图；
22.图3为实施例2俯视结构示意图，图中未示出液氮储存罐、出口阀和炉盖；
23.图4为实施例2中炉体主视结构示意图。
24.图中：
25.1为降温装置；
26.101为出口阀；
27.102为气体管路；
28.103为气体分配器；
29.104为炉壁吹扫器；
30.105为炉底吹扫器；
31.106为液氮储存罐；
32.2为绝热炉；
33.201为炉体；
34.202为炉盖；
35.203为凹槽；
36.204为凸台。
具体实施方式
37.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“一端”、
ꢀ“
另一端”、
ꢀ“
外侧”、
ꢀ“
上”、
ꢀ“
内侧”、
ꢀ“
水平”、
ꢀ“
同轴”、
ꢀ“
中央”、
ꢀ“
端部”、
ꢀ“
长度”、
ꢀ“
外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
实施例1
39.请参阅图1，一种大电池绝热量热仪用降温装置，包括液氮储存罐106、气体管路102、气体分配器103、炉底吹扫器105及炉壁吹扫器104，液氮储存罐106、气体管路102、气体
分配器103及炉壁吹扫器104依次连接，炉底吹扫器105连接于气体分配器103下端。
40.其中，液氮储存罐106为气体管路102输送冷却气体，其上端设置出口阀101，气体管路102与该出口阀101通过常规的卡套接头连接，出口阀101打开后低温氮气会从液氮储存罐106内排出，该阀门为调节阀，通过调节阀门开度控制液氮流量。
41.其中，气体管路102为不锈钢软管，方便进行调节位置及转向，在管路外侧覆盖保温层，减少与外界热量交换，其背向液氮储存罐106一端与气体分配器103通过常规的卡套接头连接，采用卡套接头能够保证接口处的密封性。
42.其中，气体分配器103负责接收液氮储存罐106输送来的冷却气体并将冷却气体分别输送至炉底吹扫器105和炉壁吹扫器104。
43.具体地，气体分配器103为直角三通管，其具有三组通气口，第一组通气口与气体管路102连接，第二组通气口对准炉底并与炉底吹扫器105连接，第三组通气口对准炉壁并与炉壁吹扫器104连接。
44.其中，炉底吹扫器105将冷却气体吹向炉底，其具体为气体分散器，其出气口朝下设置，并且出气口为喇叭形结构，气体分散器能够使液氮更加均匀地吹扫炉腔底部。
45.其中，炉壁吹扫器104将冷却气体吹向炉壁，其具体为四通管，其具有一个进气口和三个吹气口，一个进气口和三个吹气口均布于炉壁吹扫器104的四周，其进气口与气体分配器103连接，其三个吹气口朝向炉壁吹气，炉壁吹扫器104将吹扫炉壁气流分为三股，分别吹扫炉壁，使得炉壁及炉盖能够更加均匀的降温。
46.本实施例的降温装置能够迅速降低大电池腔体内温度，最低可用于构建-70℃的绝热环境。满足了锂电池低温充放电产热及低温比热容的测试需求。并能够有效加快大电池降温速率，尽可能降低外界温度的干扰，提高仪器实验效率。
实施例2
47.请参阅图2-4，一种降温系统，包括绝热炉2及如实施例1所述的降温装置1，绝热炉2包括炉体201和设置于炉体201上的炉盖202，炉体201顶部设置凸台204，该凸台204上端设置凹槽203，降温装置1的气体管路102穿过凹槽203并由炉盖202限位，气体分配器103、炉底吹扫器105及炉壁吹扫器104位于绝热炉2的内部。
48.本实施例的绝热炉2使用时，由于要进行低温实验，因此要尽可能地增强仪器的保温性能，而绝热炉2泄压口的存在不可避免地会造成仪器内外的热量交换，因此除了必要的泄压口用于安装降温管道或者热电偶，压力传感器等传感器外，其他的泄压口需要被替换为密封件，尽可能减少仪器内外热量交换。替换的密封胶为一块带有螺纹口的金属，利用螺丝将其与炉壁进行连接，固定替换件后，炉盖202盖于炉体201顶部时，整个炉腔接近于密封状态。
49.实施例2功能的实现不仅依赖于硬件设备的作用，同时也需要相应的控制程序进行控制。低温的控制程序涉及主动加热与被动加热两部分。虽然大型电池绝热加速量热仪具有绝热能力，但仍然无法做到完全绝热，炉腔会有一定程度的升温，因此需要实验在一开始就进入追踪状态，在盖壁底与样品的温差小于一定值后，对样品进行绝热追踪，使得绝热炉腔内一直保持绝热环境。同时，由于使用液氮进行降温，因此盖壁底的降温速率并不是一样快。降温结束后，盖壁底不仅都与样品温度有差值，盖壁底之间也存在温差，因此需要对
盖壁底进行主动加热，并且对盖壁底分别给定不同的功率，进行调节，从而将盖壁底与样品温度调节一致，构建低温环境。
50.需要说明的是，本实用新型的气体管路102虽为软管，但是气体管路102伸入炉腔内的部分非常少，且其本身为不锈钢材料，具有一定的刚度，气体分配器103、炉底吹扫器105及炉壁吹扫器104基本靠近炉壁，且气体分配器103、炉底吹扫器105及炉壁吹扫器104质量较轻，因此能够保证气体分配器103、炉底吹扫器105及炉壁吹扫器104不会往下垂。
51.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种大电池绝热量热仪用降温装置，其特征在于，包括液氮储存罐（106）、气体管路（102）、气体分配器（103）、炉底吹扫器（105）及炉壁吹扫器（104）；所述液氮储存罐（106）为气体管路（102）输送冷却气体；所述气体分配器（103）接收液氮储存罐（106）输送来的冷却气体并将冷却气体分别输送至炉底吹扫器（105）和炉壁吹扫器（104）；所述炉底吹扫器（105）将冷却气体吹向炉底；所述炉壁吹扫器（104）将冷却气体吹向炉壁。2.根据权利要求1所述的一种大电池绝热量热仪用降温装置，其特征在于，所述气体分配器（103）具有三组通气口，第一组通气口与气体管路（102）连接，第二组通气口与炉底吹扫器（105）连接，第三组通气口与炉壁吹扫器（104）连接。3.根据权利要求1所述的一种大电池绝热量热仪用降温装置，其特征在于，所述气体分配器（103）为三通管。4.根据权利要求1所述的一种大电池绝热量热仪用降温装置，其特征在于，所述炉底吹扫器（105）为气体分散器，其出气口朝下设置，并且出气口为喇叭形结构。5.根据权利要求1所述的一种大电池绝热量热仪用降温装置，其特征在于，所述炉壁吹扫器（104）具有一组进气口和多组吹气口，其进气口与气体分配器（103）连接，其多组吹气口朝向炉壁吹扫器（104）的四周。6.根据权利要求1所述的一种大电池绝热量热仪用降温装置，其特征在于，所述炉壁吹扫器（104）为四通管。7.根据权利要求1所述的一种大电池绝热量热仪用降温装置，其特征在于，所述气体管路（102）与设置于液氮储存罐（106）上的出口阀（101）连接。8.根据权利要求7所述的一种大电池绝热量热仪用降温装置，其特征在于，所述出口阀（101）与气体管路（102）之间及气体管路（102）与气体分配器（103）之间均通过卡套接头连接。9.一种降温系统，其特征在于，包括绝热炉（2）及如权利要求1-8中任一所述的降温装置（1），所述绝热炉（2）包括炉体（201）和设置于炉体（201）上的炉盖（202），所述炉体（201）顶部设置凸台（204），该凸台（204）上端设置凹槽（203），所述降温装置（1）的气体管路（102）穿过凹槽（203）并由炉盖（202）限位，所述气体分配器（103）、炉底吹扫器（105）及炉壁吹扫器（104）位于绝热炉（2）的内部。

技术总结
本实用新型属于绝热量热仪配件领域，具体涉及一种大电池绝热量热仪用降温装置及其降温系统，包括液氮储存罐、气体管路、气体分配器、炉底吹扫器及炉壁吹扫器；所述液氮储存罐为气体管路输送冷却气体；所述气体分配器接收液氮储存罐输送来的冷却气体并将冷却气体分别输送至炉底吹扫器和炉壁吹扫器；所述炉底吹扫器将冷却气体吹向炉底；所述炉壁吹扫器将冷却气体吹向炉壁。本实用新型能够迅速降低大电池腔体内温度，最低可用于构建-70℃的绝热环境。满足了锂电池低温充放电产热及低温比热容的测试需求。并能够有效加快大电池降温速率，尽可能降低外界温度的干扰，提高仪器实验效率。率。率。


技术研发人员：毛敏军
受保护的技术使用者：浙江浙仪应用研究院有限公司
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/8/8