CN111948039A - 电池模组测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电池模组测试装置，包括承载电池模组的基座，和滑动设于基座上的挤压组件，以及位于挤压组件上方的加压部，其中，挤压组件具有沿竖直方向导向滑动的挤压板，和安装于挤压板上的挤压头，且挤压头在电池模组长度方向上的位置可调；加压部具有位于挤压组件上方的加压体，加压体可因外部操作力下压挤压板，以驱使挤压头挤压电池模组；在加压体所施加的挤压力的传力路径上还设有压力传感器。本发明所述的电池模组测试装置，通过给定加压体不同数值的挤压力，可模拟电池模组在车身上受到的挤压状态；并通过压力传感器可获得电池模组所能承受的最大挤压力，而挤压头在电池模组长度方向上的位置可调，从而获得更全面的测试数据。

Description

电池模组测试装置

技术领域

本发明涉及动力电池测试设备技术领域，特别涉及一种电池模组测试装置。

背景技术

锂离子电池是20世纪末开发成功的一种新型高能电池，是目前已得到产业化应用的效率和比能量最高的二次电池体系。电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液组成。锂离子电池的基础研究历经43年，在材料体系、电化学反应机理、热力学、动力学、结构演化、表界面反应、安全性等方面不断取得更为深入广泛的认识，并最终推动锂离子电池技术发展和成功实现了商业化。

汽车用锂离子电池研发至今，锂离子电池可以较好的满足电动汽车各方面的需求，但锂离子电池的安全性却一再受到人们和研究者的质疑。锂离子单体电池是组成电池模组的基本单元，而电池模组又是组成电池包的结构单元，因此关于电池模组的安全性的研究成为也是主要研究焦点和方向。

现有的用于对电池模组进行测试的工装种类繁多，但工装设计方面过于简单，无法模拟模组在实际车况下底部受到外界压力挤压状态，也不能测出电池模组在不失效下的前提下所能承受的最大压力。另外，现有的测试工装并没有充分考虑电池模组在挤压的测试条件下，比如模组底部受到的挤压位置不同，那么承受挤压的位置也不同，导致电池模组测试结果的参考价值低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电池模组测试装置，以能够对电池模组进行挤压测试，并能够调整对电池模组受挤压位置，具有较好的使用灵活性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电池模组测试装置，包括：

基座，待测试的电池模组定位装设于所述基座上；

挤压组件，滑动设于所述基座上，所述挤压组件具有沿竖直方向导向滑动于所述电池模组上方的挤压板，和安装于所述挤压板底部的可挤压所述电池模组的挤压头，且沿所述电池模组的长度方向，所述挤压头的位置可调；

加压部，具有位于所述挤压组件上方的加压体，所述加压体被设置为可因承接外部操作力而向下挤压所述挤压板，以驱使所述挤压头挤压所述电池模组；

压力传感器，位于所述加压体所施加的挤压力的传力路径上，以可构成对施加于所述挤压头上的所述挤压力的检测。

进一步的，于所述挤压板上设有沿所述长度方向间隔分布的多个连接部，在所述挤压头顶部设有与所述连接部配合设置以构成两者固连的连接配合部，且所述连接配合部可与各所述连接部择一相连，以于所述长度方向上改变所述挤压头的位置。

进一步的，所述挤压头呈球状。

进一步的，于所述基座上设有沿竖直方向延伸布置的多个导向柱，所述挤压板导向滑动于所述导向柱上，并于各所述导向柱的顶部间固设有顶板，所述加压体位于所述顶板的中部。

进一步的，所述加压体为螺接于所述顶板上的调节螺栓，所述调节螺栓的头部以承接所述外部操作力，所述调节螺栓的杆部抵压于所述挤压板上。

进一步的，所述挤压组件包括滑动于所述导向柱上的上下并排布置的两个所述挤压板，和沿所述导向柱的轴向弹性连接于两所述挤压板间的若干弹性支撑单元。

进一步的，所述挤压组件为上下叠置的设于所述导向柱上的两组，所述压力传感器位于两所述挤压组件之间。

进一步的，所述弹性支撑单元包括滑动穿设于两所述挤压板之间的导向销，和套设在所述导向销上的两端分别抵接于对应端的所述挤压板上的弹性体。

进一步的，于所述挤压组件中，在两所述挤压板其一上固设有可对所述弹性体的压缩量进行限位的第二限位块。

进一步的，于所述基座上设有沿所述电池模组的宽度方向设置的调节孔，于所述电池模组上设有穿经所述调节孔的多个紧固件，所述紧固件可沿所述宽度方向滑动，以于所述宽度方向上改变所述电池模组的位置。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的电池模组测试装置，通过给定加压体不同数值的挤压力，可使挤压力经由挤压板和挤压头作用到充放电循环状态中的电池模组上，从而模拟电池模组在车身上受到挤压时的状态。并通过设置在挤压力传力路径上的压力传感器，能够实现对挤压力的检测，从而能够获得电池模组在未失效的前提下所能承受的最大挤压力。此外，通过设置挤压头在电池模组的长度方向上的位置可调，可实现挤压头对电池模组不同位置的挤压，从而可获得更全面和更具有参考意义的测试数据。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的电池模组测试装置在其一视角下的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的电池模组测试装置在另一视角下的结构示意图；

图3为图2的正视图；

图4为图2的左视图；

附图标记说明：

1-顶板，2-挤压组件，3-导向柱，4-基座，5-挤压头，6-电池模组，7-调节螺栓，8-紧固件，9-压力传感器；

21-上挤压板，211-第一限位块，212-抵接块，213-第二限位块；

22-弹性支撑单元，221-导向销，222-弹性体；

23-下挤压板，231-安装孔；

41-安装块，411-连接板，412-调节孔，413-过线孔；

42-底板，421-通孔；

51-第一安装板；

61-第二安装板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”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发明的限制。此外，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本实施例涉及一种电池模组测试装置，用于对电池模组进行测试。该电池模组测试装置包括用于承载待测试电池模组的基座，和滑动设于基座上并可挤压电池模组的挤压组件，及用于向挤压组件上施加挤压力的加压部，以及压力传感器。

其中，挤压组件具有沿竖直方向导向滑动于电池模组上方的挤压板，和安装于挤压板底部的可挤压电池模组的挤压头。加压部具有位于挤压组件上方的加压体，加压体被设置为可因承接外部操作力而向下挤压所述挤压板，以驱使挤压头挤压电池模组。压力传感器位于加压体所施加的挤压力的传力路径上，以可构成对施加于挤压头上的挤压力的检测。

另外，挤压头沿电池模组的长度方向的位置可调，如此可实现挤压头在电池模组的不同位置向其施加挤压力，从而能够较为全面的模拟电池模组在车身上的挤压状态，如此利于获得待测试电池模组的最大承压能力。

基于以上整体设计思想，本实施例中电池测试装置的一种示例性结构如图1至图3中所示，其中，电池模组6可采用现有技术中成熟的结构，其整体呈长方体形。上述基座4包括分置于电池模组6两端的两个安装块41，在两安装块41的底部间还连接有底板42，以加强基座4的使用强度，在底板42的中部还开设有通孔421。

在电池模组6两端的顶部分别固连有第二安装板61，第二连接板411大致呈倒置的“L”字形，电池模组6经由第二安装板61固定装设在对应的安装块41上。安装状态下，电池模组6的底部高于连接板411设置，如此可使电池模组6吊装在基座4上，从而模拟车身上电池模组6的受挤压状态。当然，本实施例中的电池模组6除了可为长方体形外，还可为正方体或者圆柱体等电池模组6的成熟形状。

本实施例中，对应于不同长度的电池模组6，可选取适配的第二安装板61，以实现整个测试装置对不同规格的电池模组6的测试。另外，为便于电池模组6挤压测试时，电池模组6处于充电放电的循环状态，本实施例中，在各安装孔231上还贯通设有过线孔413，以供与电池模组6电联接的充放电连接线穿过。

为提高电池测试装置的使用灵活性，本实施例中，在基座4上设有沿电池模组6的宽度方向延伸设置的调节孔412，于电池模组6上设有穿经调节孔412的多个紧固件8，紧固件8可沿宽度方向滑动，以于宽度方向上改变电池模组6的位置。此处，因电池模组6在基座4上的位置可调，能够在不改变挤压头5位置的前提下，对沿电池模组6的宽度方向设置多个测试位置进行测试。

具体结构上，如图1和图2中所示，在各安装块41的顶部分别固连有沿其宽度方向延伸布置的连接板411，上述的调节孔412成型在各连接板411上，上述的紧固件8包括穿经各连接板411和调节孔412上的螺栓和螺接在螺栓端部的紧固螺母。在调节电池模组6相对于基座4的位置时，首先，松动各紧固螺母，然后，通过螺栓在调节孔412内的滑动，将电池模组6移动到适当的位置，最后，紧固各紧固螺母，实现对电池模组6的固定。此处，通过调整电池模组6在其宽度方向上相对于基座4的位置可调，能够便于实现上述的挤压头5在电池模组6上不同位置的挤压，其调节方式简单，使用效果好。

继续参照图1和图2，在安装块41上设有位于连接板411外侧、并沿竖直方向延伸布置的四个导向柱3，上述挤压板导向滑动于导向柱3上。并于各导向柱3的顶部固设有与挤压板平行布置的顶板1，上述加压体7位于顶板1的中部。此处，加压体7位置的设置可利于挤压力更为均衡的通过挤压板向下传递。当然，加压体7的位置除了设置在顶部的中部外，还可设置在顶板1的其他位置，只要满足加压体7的底端可抵接在挤压板上即可。但相较而言，设置在中部的位置更贴近于电池模组6在车身上的膨胀状态，具有更高的测试精度和准确性。

上述的加压体7具体为螺接于顶板1上的调节螺栓，具体来讲，在顶板1上表面的中部固设有抵接块212，并于该抵接块212上固设有螺母，调节螺栓螺接在螺母上、并穿过抵接块212和顶板1。上述的外部操作力可驱使调节螺栓转动，使得调节螺丝的杆部向下移动。该杆部的底端抵接在位于靠上布置的挤压板21上，其中，在挤压板的顶部也设置有抵接块212上，调节螺丝的杆部具体抵接在该抵接块212上。

在此需要说明的是，本实施例中的加压体7除了可为调节螺栓外，还可为连接于液压气缸动力输出端的调节杆，因液压气缸的驱动，调节杆的底端亦可向下移动。不过相比于液压气缸驱动的调节杆，采用调节螺栓的方式具有调节精度更高的优点，从而具有较好的测试精确度。

上述的挤压组件2包括滑动于导向柱3上的上下并排布置的两个挤压板，和沿导向柱3的轴向弹性连接于两挤压板间的若干弹性支撑单元22。为便于描述，以下将挤压组件2中靠上布置的挤压板称为上挤压板21，称靠下布置的挤压板为下挤压板23。上述的调节螺栓的底端抵接在上挤压板21的中部，上述的挤压头5安装在下挤压板23的底部。为提高挤压力的传递效果，本实施例中，对应于调节螺栓，在上挤压板21的顶部也构造有抵接块212，调节螺栓的底端可抵紧于抵接块212上，并经由抵接块212将挤压力传递至上挤压板21。

此处，通过设置弹性支撑单元22，一方面能够使上挤压板21上的挤压力更为均衡的向下传递至下挤压板23，可使挤压板中部位置处的膨胀力更接近于整个电池模组6的膨胀力，利于测试精度的提高。另一方面，还能够减少因挤压板中间受力而产生形变，从而利于延长挤压板的使用寿命。另外，该弹性支撑单元22还能够对挤压板的滑动进行导向，利于使用稳定性的提高。

结合图1中所示，本实施例中弹性支撑单元22为均布于上挤压板21和下挤压板23间的六个，当然，根据具有的使用需求，弹性支撑单元22的数量可适当增减。各弹性支撑单元22包括滑动穿设于两上挤压板21和下挤压板23之间的导向销221，和套设在导向销221上的两端分别抵接于对应端的挤压板上的弹性体。其中，导向销221的两端均具有头部，以构造上挤压板21和下挤压板23背向滑动的限位。弹性体222具体为弹簧，其结构成熟，弹性连接效果好。

另外，于各挤压组件2中，在上挤压板21和下挤压板23其一上固设有可对弹性体222的压缩量进行限位的第二限位块213。如图1中所示，第二限位块213呈柱状，其为位于上挤压板21的底面上的四个，且各第二限位块213均导向滑动在导向柱3上，以在达到限位效果的同时，进一步对挤压板的滑动进行导向。

本实施例中的挤压组件2为上下叠置的设于导向柱3上的两组，在各挤压组件2中的上挤压板21上均设有上述的抵接块212。如图3中所示，上述的挤压头5安装在最下方的下挤压板23的底部。上述的压力传感器9位于两组挤压组件2之间，其具体装设在靠上布置的下挤压板23的底面上，其可挤压在该下挤压板23和靠下布置的上挤压板21上的抵接块212之间，以检测挤压力。

其中，在压力传感器9下方挤压块上还设有柱状凸起，压力传感器9抵接在该柱状凸起上。当然，此处的压力传感器9除了安装在两组挤压组件2的中部外，还可以是均不在两挤压组件2间的多个，不过当压力传感器9为多个时，则需要综合计算挤压力，不如直接安装在中部的测试方式简单、直接。

此外，在各组挤压组件2中的上挤压板21的顶部还设有上凸设置的第一限位块211。其中，靠上布置的上挤压板21上的第一限位块211能够用于平衡顶板1与该上挤压板21间的距离，从而可使作用到其上的挤压力向下传递。而靠下布置的上挤压板21上的第一限位块211则用于平衡其与上方下挤压板23间的间距，进而使挤压力由靠上布置的挤压组件2传递至靠下布置的挤压组件2上，进而通过挤压头5作用到电池模组6上。为进一步提高第一限位块211的利用率，本实施例中的第一限位块211为导向滑动在导向柱3上的四个。

本实施例中，在位于最底部的下挤压板23上设有沿电池模组6的长度方向间隔分布的多个连接部；在挤压头5顶部固连的第一安装板51上设有与连接部配合设置以构成两者固连的连接配合部。该连接配合部选择性的连接于多个连接部之一上，以改变挤压头5相对于挤压板在电池模组6的长度方向上的位置。此处，因挤压头5在电池模组6上的挤压位置可调，能够在不改变电池模组6位置的前提下，对沿电池模组6的长度方向设置多个测试位置进行测试。

具体结构上，参照图2至4中所示，上述的连接部为开设于该下挤压板23上的若干安装孔231，上述的连接配合部为穿设在第一安装板51和对应安装孔231的的螺栓，和螺接在螺栓端部的紧固螺母。在调节挤压头5相对于挤压板的位置时，首先，松动各紧固螺母，然后，移动挤压头5到适当的位置，最后，紧固各紧固螺母。此处，通过调整挤压头5在电池模组6长度方向上相对于挤压板的位置可调，能够便于实现上述的挤压头5在电池模组6上不同位置的挤压，其调节方式简单，使用效果好。

本实施例中的挤压头5呈球状，如其可为半球状，上述的第一安装板51固连在挤压头5的顶部。如此设置，可使挤压力通过球面与电池模组6先点接触，然后随着挤压力的增大，两者间的接触准变为面接触。电池模组6在受到球形的挤压后，随着电池模组6内部膨胀力的增大，电池模组6的外壳必定存在一个最大的变形压力值。故而球状的挤压球，可利于模拟测试得到该最大变形压力，为电池模组6的结构优化设计提供重要的参数。当然，本实施例中的挤压头5除了采用半球形外，还可采用整个球形、多半个球形或者小半个球形，只要保证挤压头5的挤压面呈圆弧状即可。

本实施例中的电池模组测试装置在使用时，首先，将两组挤压组件2向上移动，为电池模组6的安装提供空间；然后，将电池模组6装设在安装块41的测试位置，并将挤压头5调整到电池模组6宽度方向上的第一测试位置；接着，将两挤压组件2放下，因重力作用，挤压头5接触、并抵接在电池模组6上；在保证电池模组6处于充放电循环状态下，旋转调节螺栓给定一个初始挤压力，当调节螺栓的底端抵紧在挤压板上后，压力传感器9可监测因调节螺栓的进一步拧紧而产生的压力变化，直至在该第一测试位置处的电池模组6发生破坏，即完成对该位置的挤压测试，并获得该测试位置的最大承压数值。

然后，重新装配新的电池模组6，并将电池模组6在基座4上的位置进行调整，使挤压头5对位于电池模组6宽度方向上的第二测试位置、第三位置等多个测试位置分别重复上述的测试过程。此时，可移动挤压头5到电池模组6长度方向的不同位置，在对各不同位置对应的电池模组6宽度方向的第一测试位置等分别进行测试，最后将各测试位置对应的最小值作为该电池模组6在未失效前的最大承压数值，以为电池模组6的结构优化提供参考。

本实施例所述的电池模组测试装置，通过给定加压体7不同数值的挤压力，可使挤压力经由挤压板和挤压头5作用到充放电循环状态中的电池模组6上，从而模拟电池模组6在车身上受到挤压时的状态。并通过设置在挤压力传力路径上的压力传感器9，能够实现对挤压力的检测，从而获得电池模组6在未失效的前提下所能承受的最大挤压力。

此外，通过设置挤压头5在电池模组6的长度方向上的位置可调，电池模组6在基座4上沿其宽度方向可调，可实现挤压头5对电池模组6不同位置的挤压，从而获得更为全面的试验数据，为电池模组6的结构设计提供重要参考。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池模组测试装置，其特征在于，包括：

基座(4)，待测试的电池模组(6)定位装设于所述基座(4)上；

挤压组件(2)，滑动设于所述基座(4)上，所述挤压组件(2)具有沿竖直方向导向滑动于所述电池模组(6)上方的挤压板，和安装于所述挤压板底部的可挤压所述电池模组(6)的挤压头(5)，且沿所述电池模组(6)的长度方向，所述挤压头(5)的位置可调；

加压部，具有位于所述挤压组件(2)上方的加压体(7)，所述加压体(7)被设置为可因承接外部操作力而向下挤压所述挤压板，以驱使所述挤压头(5)挤压所述电池模组(6)；

压力传感器(9)，位于所述加压体(7)所施加的挤压力的传力路径上，以可构成对施加于所述挤压头(5)上的所述挤压力的检测。

2.根据权利要求1所述的电池模组测试装置，其特征在于：于所述挤压板上设有沿所述长度方向间隔分布的多个连接部，在所述挤压头(5)顶部设有与所述连接部配合设置以构成两者固连的连接配合部，且所述连接配合部可与各所述连接部择一相连，以于所述长度方向上改变所述挤压头(5)的位置。

3.根据权利要求1所述的电池模组测试装置，其特征在于：所述挤压头(5)呈球状。

4.根据权利要求1所述的电池模组测试装置，其特征在于：于所述基座(4)上设有沿竖直方向延伸布置的多个导向柱(3)，所述挤压板导向滑动于所述导向柱(3)上，并于各所述导向柱(3)的顶部间固设有顶板(1)，所述加压体(7)位于所述顶板(1)的中部。

5.根据权利要求4所述的电池模组测试装置，其特征在于：所述加压体(7)为螺接于所述顶板(1)上的调节螺栓，所述调节螺栓的头部以承接所述外部操作力，所述调节螺栓的杆部抵压于所述挤压板上。

6.根据权利要求4所述的电池模组测试装置，其特征在于：所述挤压组件(2)包括滑动于所述导向柱(3)上的上下并排布置的两个所述挤压板，和沿所述导向柱(3)的轴向弹性连接于两所述挤压板间的若干弹性支撑单元(22)。

7.根据权利要求6所述的电池模组测试装置，其特征在于：所述挤压组件(2)为上下叠置的设于所述导向柱(3)上的两组，所述压力传感器(9)位于两所述挤压组件(2)之间。

8.根据权利要求6所述的电池模组测试装置，其特征在于：所述弹性支撑单元(22)包括滑动穿设于两所述挤压板之间的导向销(221)，和套设在所述导向销(221)上的两端分别抵接于对应端的所述挤压板上的弹性体(222)。

9.根据权利要求8所述的电池模组测试装置，其特征在于：于所述挤压组件(2)中，在两所述挤压板其一上固设有可对所述弹性体(222)的压缩量进行限位的第二限位块(213)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池模组测试装置，其特征在于：于所述基座(4)上设有沿所述电池模组(6)的宽度方向设置的调节孔(412)，于所述电池模组(6)上设有穿经所述调节孔(412)的多个紧固件(8)，所述紧固件(8)可沿所述宽度方向滑动，以于所述宽度方向上改变所述电池模组(6)的位置。

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