CN109029944A - 一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池盖板压力测试技术领域，特别是一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置，包括内部控制部分和工装夹具部分，所述内部控制部分通过二位五通换向阀与工装夹具部分相连接；还包括单向气泵，所述单向气泵通过气动三联件与单向阀相连接，所述单向阀与调压阀相连接，所述调压阀与内部电路控制部分相连接。采用上述结构后，本发明采用了压力传送方式，输入动力介质为压缩空气。过程中采用电气控制、夹具固定等方式，来完成整个测试过程。在测试过程中，假如单纯使用压缩空气、换向阀、调压阀和工装夹具等纯气动控制方式，很容易造成气体压力传送过程中没有实时监控，所需的压力不能及时精准调节的现象。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池盖板压力测试技术领域，特别是一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置。
背景技术
随着我国的新能源产业的不断发展和普及，特别是锂电动力电池要求高品质、技术要求复杂并且安全性能要求严格的产品。广泛的运用在新能源汽车、物流专用车、储能领域、应急电源等相关领域。在整个锂电池产品的构造中分为正极材料、负极材料、隔膜、电解液和精密结构件等。精密结构件包括了盖板组件、铝合金壳体、端板、侧板、导电母排等。
盖板组件的构成是由多个精密、细小的零部件组装而成。整个盖板组件是按照严格的装配顺序进行安装，同时盖板组件的检测要求也是非常严格和多样性，需要进行密封性测试、高温静置测试、盐雾测试和压力测试等。在盖板组件的组成中有极柱、安全阀和注液口等关键零部件，因此盖板组件比壳体的重要度和加工难度都要高很多。其中盖板组件安全阀的压力测试需要在多工况的测试环境下完成，在产品的控制计划中也是安全特性和特殊特性。本发明所涉及的装置能够快速和准确的完成整个测试的过程。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种可以对锂电池盖板不同位置进行压力测试的装置。
为解决上述技术问题，本发明的一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置，包括内部控制部分和工装夹具部分，所述内部控制部分通过二位五通换向阀与工装夹具部分相连接；还包括单向气泵，所述单向气泵通过气动三联件与单向阀相连接，所述单向阀与调压阀相连接，所述调压阀与内部电路控制部分相连接。
进一步的，所述气动三联件包括依次连接的油水分离器、减压阀和油雾器，所述油水分离器单向阀与减压阀之间设置有油雾器，所述单向阀与减压阀之间还设置有压力表。
进一步的，所述内部电路控制部分包括PLC控制器、压力传感器、电磁阀和继电器，所述压力传感器与PLC控制器输入端相连接，所述PLC控制器输出端分别与电磁阀和继电器相连接。
进一步的，所述工装夹具部分包括框架底板、框架上盖板和框架下盖板，所述框架下盖板设置在框架底板上方，还包括圆形立柱，所述圆形立柱通过六角螺栓安装在框架底板和框架上盖板之间；所述框架上盖板的中部安装有SDA气缸部件。
更进一步的，所述框架下盖板与夹具下盖板固定连接，所述框架底板上预设了供框架下盖板和夹具下盖板组成的组件自由送进和退出的凹面滑槽。
更进一步的，所述夹具下盖板呈凸台状，盖板组件安装在夹具下盖板的凹腔内，所述夹具下盖板8上预留圆形槽。
更进一步的，还包括夹具上盖板，所述夹具上盖板通过定位销安装在夹具下盖板上方。
采用上述结构后，本发明采用了压力传送方式，输入动力介质为压缩空气。过程中采用电气控制、夹具固定等方式，来完成整个测试过程。在测试过程中，假如单纯使用压缩空气、换向阀、调压阀和工装夹具等纯气动控制方式，很容易造成气体压力传送过程中没有实时监控，所需的压力不能及时精准调节的现象；并且在测试的过程中没有压力反馈的情况下，有可能压力测试安全阀爆破实验的时候，气体上、下极限压力难以保证是准确值，造成测试设备自身的误差。本装置中添加了PLC控制器，用继电器来控制电磁阀的通断，反应灵敏度明显提高；其次配备了打码器，以便在测试结束后及时记录每个测试样品的爆破瞬间值。本装置中工装夹具采用分体式凹凸模，能够很好的将盖板组件安装嵌入和定位作用。上、下分体夹具采用左、右双定位销进行定位，能够很好保持上、下夹具的安装精度。因此本装置能够快速和准确的完成整个测试过程。。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置的夹具上盖板零件图；
图2为一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置的夹具下盖板零件图；
图3为一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置的盖板组件零件图；
图4为一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置的夹具爆炸图；
图5为一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置的气压控制连接图；
图6为一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置的PLC输入输出I/O图。
图中：1为框架上盖板，2为SDA气缸部件，3为圆形支柱，4为夹具上盖板，5为转换接头，6为框架底板，7为框架下盖板，8为夹具下盖板，9为定位销，10为盖板组件，11为单向气泵，12为油水分离器，13为减压阀，14为压力表，15为油雾器，16为单向阀，17为调压阀，18为内部电路控制部分，19为二位五通换向阀，20为工装夹具部分。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置中夹具上盖板4，夹具下盖板8作为工装夹具的核心部分。主要起到对盖板组件的定位和夹紧的作用，并且预留了压力气体输送进内部凹、凸内腔的管道接口，以便输送进不同压力值的压缩空气。
根据图3所示，锂电池的盖板组件是由双极柱、注液孔和安全阀联合组成。注液孔作为微小孔，在测试的过程中必须进行可靠的封堵。盖板组件中间凸出部位是安全阀位置，本实验测试的核心就是对安全阀的爆破值进行准确的测量，并且从不同的位置进行测试。
根据图4所示，盖板安全阀多功能压力测试装置的夹具爆炸图，其中清楚的展示本装置中夹具的各个组成部分。整个夹具部分的组装过程:首先将4个圆形立柱3按照一定的顺序通过内六角螺栓分别安装在框架底板6和框架上盖板1的上面。
进一步在框架上盖板1的中部安装好SDA气缸部件2，主要是用来压紧和放松上、下夹具座。
进一步将框架下盖板7与夹具下盖板8通过内六角螺栓紧固在一起，由于框架底板6上面预设了凹面滑槽，使得框架下盖板7和夹具下盖板8组成的组件能够自由送进和退出。
进一步将盖板组件10安装在夹具下盖板8的凹腔内，利用夹具下盖板8的小凸台设计，使盖板组件10的注液孔能完全顶住不泄气；并且夹具下盖板8上预留的圆形槽是下部通气的关键通道。
进一步将盖板组件10固定在夹具下盖板8的上面之后，通过2个φ6mm定位销 9将夹具上盖板4准确的安装在夹具下盖板8的上面。这时夹具下盖板8、盖板组件10和夹具上盖板4组成一个整体，随后是通过SDA气缸部件2来进行压紧和放松动作。在夹具上盖板4和夹具下盖板8的侧面都安装了转换接头5，以便后续从上、下两个方向通过一定压力的压缩空气，进而达到测试的目的。
根据图5所示，本装置的气压控制连接图反应了整个气路运行轨迹。首先单向气泵11将压缩空气输送到经过气动三联件油水分离器12、减压阀13、油雾器15，主要是对压缩空气进行水分去除和油雾润滑的作用。压力表14主要是用于监控管路中的压力值。压缩空气经过单向阀16传送到调压阀17处，对压力进行更精准的调节。压缩空气经过内部电路控制部分18，此部分有压力传感器、电磁阀、继电器和PLC等组成，主要是对测试过程中夹具部分气缸部件的压力控制、运行通断的电路控制；也对盖板组件的安全阀在测试过程中输入、输出气体的压力控制、运行时间监控和运动的通断进行电路控制。经过内部电路控制部分18后的压缩空气经过二位五通换向阀19输送到工装夹具部分20处，驱动工装夹具的所有的相关动作。
如图6所示，本装置中采用的是三菱FX2N-32MR系列PLC控制器，也是集成在内部电路控制部分18之内。整个PLC有5个输入点，包含了压力传感器、继电器开关、电磁阀开关和时间继电器开关；PLC有13个输出点，包含了指示灯、报警铃、七段数码显示管、继电器线圈、时间继电器线圈、电磁阀线圈、热继电器和220V的外供电源。整个测试的过程中，某型号的盖板组件10中的安全阀的测试压力值在0.5-0.8Mpa的范围内，本装置的量程、性能参数和测试方法都可以满足整个测试过程。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (7)
1.一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置，其特征在于：包括内部控制部分和工装夹具部分，所述内部控制部分通过二位五通换向阀与工装夹具部分相连接；还包括单向气泵，所述单向气泵通过气动三联件与单向阀相连接，所述单向阀与调压阀相连接，所述调压阀与内部电路控制部分相连接。
2.按照权利要求1所述的一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置，其特征在于：所述气动三联件包括依次连接的油水分离器、减压阀和油雾器，所述油水分离器单向阀与减压阀之间设置有油雾器，所述单向阀与减压阀之间还设置有压力表。
3.按照权利要求1所述的一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置，其特征在于：所述内部电路控制部分包括PLC控制器、压力传感器、电磁阀和继电器，所述压力传感器与PLC控制器输入端相连接，所述PLC控制器输出端分别与电磁阀和继电器相连接。
4.按照权利要求1所述的一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置，其特征在于：所述工装夹具部分包括框架底板、框架上盖板和框架下盖板，所述框架下盖板设置在框架底板上方，还包括圆形立柱，所述圆形立柱通过六角螺栓安装在框架底板和框架上盖板之间；所述框架上盖板的中部安装有SDA气缸部件。
5.按照权利要求4所述的一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置，其特征在于：所述框架下盖板与夹具下盖板固定连接，所述框架底板上预设了供框架下盖板和夹具下盖板组成的组件自由送进和退出的凹面滑槽。
6.按照权利要求5所述的一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置，其特征在于：所述夹具下盖板呈凸台状，盖板组件安装在夹具下盖板的凹腔内，所述夹具下盖板8上预留圆形槽。
7.按照权利要求6所述的一种锂电池的盖板安全阀多功能压力测试装置，其特征在于：还包括夹具上盖板，所述夹具上盖板通过定位销安装在夹具下盖板上方。
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