CN111351460A - 一种高精度电芯膨胀位移测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子动力电池检测技术领域，具体为一种高精度电芯膨胀位移测试装置，包括动力机构、减速机、顶板、丝杆加力装置，丝杆加力装置、测力传感器、测力传感器固定层板、加力层板、位移传感器固定层板，位移传感器固定层板上表面等距设有若干组高精度位移传感器；加力层板下表面等距设有若干力传递弹簧，力传递弹簧的底部与施力块通过预紧力的作用接触在一起，施力块下方放置被测电芯，被测电芯与依次贯穿力传递弹簧、施力块中心通孔的高精度位移传感器的探测头相连接。本发明与现有技术性相比,测试方便便捷,可精确测量各种情况下电芯膨胀厚度,提高测试效率,增加测试结果精确程度,应用灵活,提高工作效率。

Description

一种高精度电芯膨胀位移测试装置

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池检测技术领域，特别涉及一种高精度电芯膨胀位移测试装置。

背景技术

锂离子动力电池具有循环寿命长，环境友好等优点，被广泛应用于便携式设备和电动汽车等领域。近几年，随着电动汽车的飞速发展，锂离子动力电池已经成为发展电动汽车的关键。在锂离子动力电池在充放电循环进行过程中，由于电芯内部发生电化学反应会使电芯发生膨胀，从而使得电芯产生一定的膨胀力与膨胀位移，电芯的体积会呈现一定比例的膨胀。这种厚度的变化对锂离子动力电池的寿命造成非常不利的影响。因此，测量电池的膨胀程度成为目前电池研发人员重点研究课题。但是目前没有合适的专用测量夹具，一般使用两块夹板夹住电芯，用游标卡尺测量两块板之间的距离，但这种方式误差太大，测量结果不可靠。鉴于此，我们提出一种高精度电芯膨胀位移测试装置。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种高精度电芯膨胀位移测试装置。

本发明的技术方案是：包括动力机构，其特征在于：所述动力机构下方固定连接减速机，所述减速机下方设有顶板，所述顶板下表面中心垂直设有丝杆加力装置，所述丝杆加力装置下方设有测力传感器，所述测量传感器固定在测力传感器固定层板上表面，所述测力传感器固定层板下表面两侧通过加力套轴与加力层板连接，所述加力层板上方位于所述两侧加力套轴之间设有位移传感器固定层板，所述位移传感器固定层板上表面等距设有若干组高精度位移传感器；

所述加力层板下表面等距设有若干力传递弹簧，所述力传递弹簧的底部与施力块通过预紧力的作用接触在一起，所述施力块下方放置被测电芯，所述被测电芯与依次贯穿力传递弹簧、施力块中心通孔的高精度位移传感器的探测头相连接。

作为优选的技术方案，所述顶板与可拆卸底层板通过第一支撑柱连接。

作为优选的技术方案，所述可拆卸底层板上表面两侧通过第二支撑柱连接位移传感器固定层板。

作为优选的技术方案，所述被测电芯被放置在电芯固定模上。

作为优选的技术方案，所述电芯固定模被固定在可拆卸底层板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过减速机将动力机构的转速降低、增加转矩，然后通过丝杆加力装置将预紧力施加在测力传感器上，并通过测力传感器的测量值，实时反馈控制动力机构的转速及方向，来跟踪补偿预紧力的变化，使得预紧力保持设定值恒定不变，同时，测力传感器固定在测力传感器固定底板上，测力传感器固定底板通过加力轴套将预紧力传递到加力层板上，加力层板又通过力传递弹簧将预紧力施加在施力块上，从而将预紧力传递到被测电芯上；

2、将高精度位移传感器固定在位移传感器固定层板上，位移传感器固定层板被固定在可拆卸底层板上，位移传感器固定层板上共放置了若干个高精度位移传感器，多个高精度位移传感器一起检测，可以检测出被测电芯不同位置的膨胀情况。

3、每块施力块的中心均有一个孔，可以将高精度位移传感器的探测头直接与被测电芯接触，这样通过读取位移传感器的数值，就可以直接得到被测电芯的各个区域的膨胀位移值，使用多个高精度位移传感器一起检测还能有效的检测出被测电芯偏鼓的情况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中，1-动力机构，2-减速机，3-丝杆加力装置，4-测力传感器，5-测力传感器固定层板，6-顶板，7-加力套轴，8-高精度位移传感器，9-加力层板，10-位移传感器固定层板，11-力传递弹簧，12-施力块，13-被测电芯，14-电芯固定模，15-可拆卸底层板，16-第一支撑柱，17-第二支撑柱。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种高精度电芯膨胀位移测试装置，包括动力机构1，动力机构1下方固定连接减速机2，减速机2下方设有顶板6，顶板6下表面中心垂直设有丝杆加力装置3，丝杆加力装置3下方设有测力传感器4，测量传感器4固定在测力传感器固定层板5上表面，测力传感器固定层板5下表面两侧通过加力套轴7与加力层板9连接，加力层板9上方位于两侧加力套轴7之间设有位移传感器固定层板10，位移传感器固定层板10上表面等距设有若干组高精度位移传感器8；

加力层板9下表面等距设有若干力传递弹簧11，力传递弹簧11的底部与施力块12通过预紧力的作用接触在一起，施力块12下方放置被测电芯13，被测电芯13与依次贯穿力传递弹簧11、施力块12中心通孔的高精度位移传感器8的探测头相连接。

值得进一步说明的是，动力机构1可以是步进电机与伺服电机中的一种。

本实施例中，顶板6与可拆卸底层板15通过第一支撑柱16连接。

本实施例中，可拆卸底层板15上表面两侧通过第二支撑柱17连接位移传感器固定层板10。

本实施例中，被测电芯13被放置在电芯固定模14上。

本实施例中，电芯固定模14被固定在可拆卸底层板15上。

本发明的测试装置在使用时，通过减速机2将动力机构1的转速降低、增加转矩，然后通过丝杆加力装置3将预紧力施加在测力传感器4上，并通过测力传感器4的测量值，实时反馈控制动力机构1的转速及方向，来跟踪补偿预紧力的变化，使得预紧力保持设定值恒定不变，同时，测力传感器4固定在测力传感器固定底板5上，测力传感器固定底板5通过加力轴套7将预紧力传递到加力层板9上，加力层板9又通过力传递弹簧11将预紧力施加在施力块12上，从而将预紧力12传递到被测电芯13上。

同时，由于高精度位移传感器8固定在位移传感器固定层板10上，位移传感器固定层板10被固定在可拆卸底层板15上，位移传感器固定层板10上共放置了若干个高精度位移传感器8，多个高精度位移传感器8一起检测，可以检测出被测电芯13不同位置的膨胀情况。

其次，每块施力块12的中心均有一个通孔，可以将高精度位移传感器8的探测头直接与被测电芯13接触，这样通过读取高精度位移传感器8的数值，就可以直接得到被测电芯13的各个区域的膨胀位移值，使用多个高精度位移传感器8一起检测还能有效的检测出被测电芯13偏鼓的情况。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种高精度电芯膨胀位移测试装置，包括动力机构(1)，其特征在于：所述动力机构(1)下方固定连接减速机(2)，所述减速机(2)下方设有顶板(6)，所述顶板(6)下表面中心垂直设有丝杆加力装置(3)，所述丝杆加力装置(3)下方设有测力传感器(4)，所述测量传感器(4)固定在测力传感器固定层板(5)上表面，所述测力传感器固定层板(5)下表面两侧通过加力套轴(7)与加力层板(9)连接，所述加力层板(9)上方位于所述两侧加力套轴(7)之间设有位移传感器固定层板(10)，所述位移传感器固定层板(10)上表面等距设有若干组高精度位移传感器(8)；

所述加力层板(9)下表面等距设有若干力传递弹簧(11)，所述力传递弹簧(11)的底部与施力块(12)通过预紧力的作用接触在一起，所述施力块(12)下方放置被测电芯(13)，所述被测电芯(13)与依次贯穿力传递弹簧(11)、施力块(12)中心通孔的高精度位移传感器(8)的探测头相连接。

2.根据权利要求1所述的高精度电芯膨胀位移测试装置，其特征在于：所述顶板(6)与可拆卸底层板(15)通过第一支撑柱(16)连接。

3.根据权利要求1所述的高精度电芯膨胀位移测试装置，其特征在于：所述可拆卸底层板(15)上表面两侧通过第二支撑柱(17)连接位移传感器固定层板(10)。

4.根据权利要求1所述的高精度电芯膨胀位移测试装置，其特征在于：所述被测电芯(13)被放置在电芯固定模(14)上。

5.根据权利要求4所述的高精度电芯膨胀位移测试装置，其特征在于：所述电芯固定模(14)被固定在可拆卸底层板(15)上。

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