用于教学的针刺实验系统的制作方法

1.本实用新型涉及教学模拟领域，尤其是一种用于教学的针刺实验系统。


背景技术：

2.相关技术中，针刺实验是为了模拟锂离子电池内部短路的情况而设计的安全测试，主要是通过钢针刺穿电芯，引起正负极短路，模拟电池发生内短路的情况。目前的针刺实验装置在进行实验时，由于实验装置是全封闭的，导致观察人员无法有效观察内部实验状态。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种用于教学的针刺实验系统，能够使观察人员有效观察内部实验状态。
4.本实用新型实施例提供了一种用于教学的针刺实验系统，包括：
5.针刺实验本体，所述针刺实验本体的底部设有固定平台，所述固定平台上设有电芯，所述针刺实验本体内设有与所述电芯适配的钢针；所述针刺实验本体的前部设有可打开的屏蔽门，所述屏蔽门上设有透明部件；
6.排烟模块，所述排烟模块的一端与所述针刺实验本体的第一侧面固定连接；
7.气源模块，所述气源模块的出气口与所述针刺实验本体的第二侧面固定连接；
8.透明防火板，所述透明防火板设置于所述针刺实验本体的正前方；
9.控制模块，所述控制模块设置于所述针刺实验本体内；
10.其中，当进行针刺实验时，所述控制模块控制所述电芯连接外部电源后，控制所述钢针刺入所述电芯；所述气源模块向所述针刺实验本体内输入气体；所述排烟模块通过气体排出所述钢针刺入所述电芯时产生的浓烟；所述透明防火板用于阻挡所述钢针刺入所述电芯时产生的火花。
11.在一些实施例中，所述系统还包括水池，所述水池设置于所述针刺实验本体和所述透明防火板之间，用于放置完成针刺实验后的所述电芯。
12.在一些实施例中，所述固定平台上设有位置调节部件，所述位置调节部件用于调节所述固定平台在所述针刺实验本体底部的位置。
13.在一些实施例中，所述固定平台上还设有电芯固定部件，所述电芯固定部件用于固定所述电芯在所述固定平台的位置。
14.在一些实施例中，所述位置调节部件和所述电芯固定部件均包括螺栓。
15.在一些实施例中，所述排烟模块上设有卡箍，所述卡箍用于将所述排烟模块的一端密封固定于与所述针刺实验本体的第一侧面。
16.在一些实施例中，所述钢针设置于所述针刺实验本体内的上部且正对所述电芯。
17.在一些实施例中，所述钢针包括耐高温锰钢针。
18.在一些实施例中，所述系统还包括夹棒，所述夹棒用于将完成针刺实验后的所述
电芯拉入所述水池。
19.在一些实施例中，所述针刺实验本体上还设有触屏操作板，所述触屏操作板与所述控制模块连接。
20.本实用新型实施例提供的一种用于教学的针刺实验系统，具有如下有益效果：
21.本实施例通过在针刺实验本体上设置包含透明部件的屏蔽门，同时设置排烟模块、气源模块、控制模块和透明防火板，以在进行针刺实验时，通过控制模块在控制电芯连接外部电源后，控制钢针刺入所述电芯，气源模块则向针刺实验本体内输入气体，排烟模块通过气体排出钢针刺入电芯时产生的浓烟，同时透明防火板阻挡钢针刺入电芯时产生的火花，从而提高针刺实验过程的安全性，同时便于观察人员观察针刺实验的过程。
22.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：
24.图1为本实用新型实施例的一种用于教学的针刺实验系统的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例的针刺实验本体内的结构示意图；
26.图3为本实用新型实施例的一种用于教学的针刺实验系统在工作时的部件位置示意图。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
29.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
30.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
31.本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或
者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
32.参照图1和图2，本实用新型实施例提供了一种用于教学的针刺实验系统，包括针刺实验本体100、排烟模块200、气源模块300、透明防火板400和控制模块(图中未示出)。其中，针刺实验本体100的底部设有固定平台110，固定平台110上设有电芯120，针刺实验本体100内设有与电芯120适配的钢针130。针刺实验本体100的前部设有可打开的屏蔽门140，以便于实验人员调节和维修本体内各个部件的位置。其中，屏蔽门140上设有透明部件141，便于观察人员观察实验现象。排烟模块200的一端与针刺实验本体100的第一侧面固定连接；气源模块300的出气口与针刺实验本体100的第二侧面固定连接。透明防火板400设置于针刺实验本体100的正前方，例如设置于正前方1m位置。控制模块设置于针刺实验本体100内。
33.具体地，当进行针刺实验时，先通过控制模块控制电芯连接外部电源后，再控制钢针刺入电芯，以模拟锂离子电池内部短路的情况。在模拟过程中，电芯上会产生浓烟，为了提高实验安全性，控制气源模块向针刺实验本体内输入气体的同时，控制排烟模块通过气体排出钢针刺入所述电芯时产生的浓烟，即在排出气体的同时带出浓烟。又因为在钢针刺入电芯后，电芯可能会产生火花，因此，通过透明防火板阻挡钢针刺入电芯时产生的火花，提高实验观察人员通过屏蔽门上设有透明部件观察实验现象的安全性。
34.在一些实施例中，为了方便实验人员操作本体内钢针状态，如图1所示，通过在针刺实验本体100上设置触屏操作板150。其中，触屏操作板150与控制模块连接，用于根据实验人员输入的指令生成控制模块的控制信号，从而实现智能化操作。
35.在一些实施例中，由于挡钢针刺入电芯时可能会产生的火花，为了避免电芯上的火花过大，如图3所示，在系统内增设水池500，该水池500设置于针刺实验本体100和透明防火板400之间，用于放置完成针刺实验后的电芯，达到及时灭火的效果。具体地，为了方便实验人员将电芯移动到水池，同时提高实验人员的安全性，本实施例的系统还包括夹棒(图中未示出)，该夹棒用于将完成针刺实验后的电芯拉入水池。
36.在一些实施例中，由于实验过程中，电芯的位置不能移动，因此，如图2所示，在固定平台110上设有位置调节部件111，以通过该位置调节部件111调节并固定上述固定平台110在针刺实验本体100底部的位置。同时在固定平台110上还设置电芯固定部件121，该电芯固定部件121用于固定电芯在固定平台的位置，提高电芯的稳定性。具体地，位置调节部件和电芯固定部件均可以采用螺栓。
37.在一些实施例中，为了提高实验过程中的密封性，在排烟模块上设有卡箍(图中未示出)，该卡箍用于将排烟模块的一端密封并固定于与针刺实验本体的第一侧面。
38.在一些实施例中，为了提高钢针的使用寿命，可采用耐高温锰钢针取代实验过程中的钢针。具体地，为了是钢针能够准确插入电芯，如图2所示，本实施例通过钢针固定件131将钢针130设置于针刺实验本体100内的上部且正对电芯120的位置。
39.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。