CN113418432A - 测厚装置 - Google Patents

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CN113418432A CN202110717498.3A CN202110717498A CN113418432A CN 113418432 A CN113418432 A CN 113418432A CN 202110717498 A CN202110717498 A CN 202110717498A CN 113418432 A CN113418432 A CN 113418432A
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金虎权
卜雪涛
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Hunan Lingpai New Energy Research Institute Co ltd
Hunan Lingpai New Energy Technology Co Ltd
Hengyang Lingpai New Energy Technology Co Ltd
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Sichuan Lingpai New Energy Technology Co ltd
Suzhou Lingpai New Energy Technology Co ltd
Hunan Lingpai New Energy Technology Co Ltd
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Abstract

本发明的测厚装置，适用于锂离子动力电池充电膨胀后压力的测量，属于锂离子电池充电后厚度测量装置的技术领域，解决现有技术的产品在锂电芯充电膨胀后厚度测量精确度的技术问题。其包括支架、安装在所述支架顶部的驱动装置、安装在所述支架上的测量装置和按压组件；所述按压组件上安装有压力传感器；测量装置的测量端与所述按压组件接触，以测量电芯的厚度变化，对电芯进行预设压力的按压；在电芯充电膨胀后，膨胀力作用所述按压组件产生压力，并被所述压力传感器所采集，且推动按压组件沿竖直方向向上移动；所述按压组件移动的位移被所述测量装置所测量。本发明能够较为精确的测量电芯厚度的变换。

Description

测厚装置
技术领域
本发明属于锂电芯厚度测量装置的技术领域，涉及一种测厚装置。
背景技术
锂离子动力电芯目前已成为制约电动汽车发展的关键技术。在锂离子电芯在充放电过程中；随着锂离子的嵌入和脱出；电芯内部会出现应力增加的现象；应力以电芯膨胀的形式表现。在适当的压力下；会减小电芯阻抗；提高电芯容量和寿命；反之应力累积到一定程度；会导致材料颗粒破碎或析锂；降低电芯容量和寿命。目前没有适当的恒压力夹具；一般使用定距夹具；例如；夹板和顶丝或螺栓的组合使用；但此种夹具装配后；电芯在充放电过程中；压力不恒定。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测厚装置，解决现有技术的产品在锂电芯充电膨胀后厚度测量精较低的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：
提供一种测厚装置，适用于锂离子动力电池充电膨胀后压力的测量，包括支架、安装在所述支架顶部的驱动装置、安装在所述支架上的测量装置和按压组件；所述按压组件上安装有压力传感器，测量装置的测量端与所述按压组件接触，以测量电芯的厚度变化，其中，
控制器控制所述驱动装置作用于所述压力传感器上以驱动所述按压组件沿竖直方向移动，对电芯进行预设压力的按压；
在电芯充电膨胀后，膨胀力作用所述按压组件产生压力，并被所述压力传感器所采集，且推动按压组件沿竖直方向向上移动，所述按压组件移动的位移被所述测量装置所测量。
具体的：所述支架包括顶板、底板和光轴；所述按压组件包括第一隔板、第二隔板和弹性件；所述光轴的两端分别所述顶板和底板固定且穿过所述第一隔板和第二隔板；所述测量装置安装在所述顶板上且所述测量装置的测量端依次穿过所述顶板和第一隔板并第二隔板接触；
所述第一隔板置于所述第二隔板之上；所述弹性件套设在所述光轴上且在所述第一隔板和第二隔板之间；所述第一隔板顶面固定所述压力传感器；所述底板与所述第二隔板之间放置电芯；所述驱动装置的驱动力通过所述第二隔板作用于电芯以产生预设压力的按压；
在进行预设压力按压后且在电芯充电膨胀后；产生的膨胀力作用于所述第二隔板；并通过所述弹性件进行传力作用于第一隔板；其膨胀力被所述压力传感器所采集；并通过控制器进行计算；
所述第二隔板的向上的位移量被所述测量装置所测量。
与现有技术相比；本发明提供的技术方案包括以下有益效果：
本案技术的核心：使用现有的压力传感器和测量装置(例如；千分测厚规)；通过驱动装置进行预设夹紧力的施加，且被压力传感器所采集，并在施压力的同时，带动按压组件下移，配合支架对锂电芯进行按压。在压力达到预设值后，锂电芯进行充电并产生膨胀力，该膨胀力作用于按压组件使其产生向上的位移，位移量被测量装置所测量。本案的机构使压力传导更精确，厚度数据更精准。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案；下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍；显而易见地；下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例；对于本领域普通技术人员来讲；在不付出创造性劳动的前提下；还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
其中：
1、电机；2、减速器；3、丝杠；4、顶板；5、套头；6、光轴；7、压力传感器；8、第一隔板；9、弹性件；10、第二隔板；11、电芯；12、底板；13、千分测厚规；14、直线轴承。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式；本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。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。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用；本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用；在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是；在不冲突的情况下；以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有作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。
需要说明的是；下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见；本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中；且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明；所属领域的技术人员应了解；本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施；且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说；可使用本文中所阐述的任何数目各方面来实施设备及/或实践方法。另外；可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设计及/或实践此方法。
还需要说明的是；以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想；图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制；其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
如图1所示的测厚装置，适用于锂离子动力电芯11充电膨胀后压力的测量，例如，方形锂电池的充电后厚度的测量。其包括支架、安装在支架顶部的驱动装置、安装在支架上的测量装置和按压组件；按压组件上安装有压力传感器7，测量装置的测量端与按压组件接触，以测量电芯11的厚度变化，其中：
控制器控制驱动装置作用于压力传感器7上以驱动按压组件沿竖直方向移动，对电芯11进行预设压力的按压；
在电芯11充电膨胀后，膨胀力作用按压组件产生压力，并被压力传感器7所采集，且推动按压组件沿竖直方向向上移动，按压组件移动的位移被测量装置所测量。
目前所使用的夹具多数为螺栓与夹板的配合对锂电芯11进行预设压力的夹持；测量时及其不方便，通过本案的技术方案，通过压力传感器7和测量装置的设置，可方便调节对锂电芯11的预设压力，通过驱动装置的作用力通过按压组件进行传动作用于锂电芯11，在锂电芯11通电之后产生膨胀；其膨胀力有作用于按压组件，使按压组件向上移动(以图1放置方向作为参考)，其位移量被测量装置所测量出。
作为本案所提供的具体实施方式；驱动装置包括转动连接的电机1、减速机和丝杠3，丝杠3被驱动沿竖直方向且向下移动；与压力传感器7接触并驱动按压组件移动。
进一步的；降低丝杠3的损耗；设有套头5，套头5安装在丝杠3上，丝杠3的移动能够带动套头5与压力传感器7接触。通过电机1和减速机的作用确定丝杠3上的套筒给压力传感器7施加压力，并带动按压组件移动。其压力通孔控制器向电机1发送指令，持续进行调节，确保施加压力的稳定。
作为本案所提供的具体实施方式；支架包括顶板4、底板12和光轴6；按压组件包括第一隔板8、第二隔板10和弹性件9，光轴6的两端分别顶板4和底板12固定且穿过第一隔板8和第二隔板10，测量装置安装在顶板4上且测量装置的测量端依次穿过顶板4和第一隔板8并第二隔板10接触；
第一隔板8置于第二隔板10之上，按压组件还包括弹性件9，(例如，模具弹簧)。弹性件9的作用是传动驱动装置的压力；并确定第二隔板10配合底板12对锂电芯11进行夹紧。弹性件9套设在光轴6上且在第一隔板8和第二隔板10之间，第一隔板8顶面固定压力传感器7，底板12与第二隔板10之间放置电芯11，驱动装置的驱动力通过第二隔板10作用于电芯11以产生预设压力的按压；
在进行预设压力按压后且在电芯11充电膨胀后，产生的膨胀力作用于第二隔板10，并通过弹性件9进行传力作用于第一隔板8，其膨胀力被压力传感器7所采集，并通过控制器进行计算。第二隔板10的向上的位移量被测量装置所测量。
需要指出的是；如上述所述电机1和减速机配合，其压力为稳定值，即为，锂电芯11在充电后，压力传感器7受到丝杠3和锂电芯11膨胀力的作用，压力传感器7采集的压力增大，通过控机器能够计算出，并进行显示。该结构可以对电芯11持续提供恒压力并实时监控厚度。
进一步的，避免在预设压力直接作用电芯11，避免电芯11的损耗，例如，避免对电池发生过压，通过设置弹性件9，对预设压力起到缓冲的作用，其次，在发生意外情况时，如电芯11爆炸，弹簧可随爆炸压力大小，发生形变，起到缓冲压力，避免保证冲击压力直接作用于伺服电机1，发生设备故障。
进一步的，提高光轴6与隔板之间的配合，设置直线轴承14，其用于无限行程与光轴6配合使用。由于承载球与轴呈点接触，故使用载荷小，钢球以极小的摩擦阻力旋转，从而能获得高精度的平稳运动，以提高测试的准确性。安装方式如，直线轴承14分别安装在第一隔板8的底面和第二隔板10的顶面且被光轴6所穿过；两个直线轴承14之间安装有弹性件9。
作为本案所提供的具体实施方式；测量装置为多个，且以驱动装置为中心对称安装；电芯11为方形锂电池中的电芯，测量装置为千分测厚规13，千分测厚规13的一端与按压组件接触，以测量按压组件的位移量。千分测厚规13，例如使用现有技术中的，ID-CXABSOLUTE数显指示表543系列-标准型，其侧杆提升杆依次穿过顶板4和第一隔板8，并与第二隔板10进行接触。
以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述；以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出；对于本技术领域的普通技术人员来说；在不脱离发明创造原理的前提下；还可以对发明进行若干改进和修饰；这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种测厚装置，适用于锂离子动力电池充电膨胀后压力的测量；其特征在于；包括支架、安装在所述支架顶部的驱动装置、安装在所述支架上的测量装置和按压组件；所述按压组件上安装有压力传感器；测量装置的测量端与所述按压组件接触，以测量电芯的厚度变化，其中：
控制器控制所述驱动装置作用于所述压力传感器上以驱动所述按压组件沿竖直方向移动；对电芯进行预设压力的按压；
在电芯充电膨胀后，膨胀力作用所述按压组件产生压力，并被所述压力传感器所采集，且推动按压组件沿竖直方向向上移动；所述按压组件移动的位移被所述测量装置所测量。
2.根据权利要求1所述的测厚装置，其特征在于，所述驱动装置包括转动连接的电机、减速机和丝杠；所述丝杠被驱动沿竖直方向且向下移动；与所述压力传感器接触并驱动所述按压组件移动。
3.根据权利要求2所述的测厚装置，其特征在于，所述驱动装置还包括套头；所述套头安装在所述丝杠上；所述丝杠的移动能够带动所述套头与所述压力传感器接触。
4.根据权利要求1所述的测厚装置；其特征在于；所述支架包括顶板、底板和光轴；所述按压组件包括第一隔板、第二隔板和弹性件；所述光轴的两端分别所述顶板和底板固定且穿过所述第一隔板和第二隔板；所述测量装置安装在所述顶板上且所述测量装置的测量端依次穿过所述顶板和第一隔板并第二隔板接触；
所述第一隔板置于所述第二隔板之上，所述弹性件套设在所述光轴上且在所述第一隔板和第二隔板之间；所述第一隔板顶面固定所述压力传感器；所述底板与所述第二隔板之间放置电芯，所述驱动装置的驱动力通过所述第二隔板作用于电芯以产生预设压力的按压；
在进行预设压力按压后且在电芯充电膨胀后，产生的膨胀力作用于所述第二隔板，并通过所述弹性件进行传力作用于第一隔板，其膨胀力被所述压力传感器所采集，并通过控制器进行计算；
所述第二隔板的向上的位移量被所述测量装置所测量。
5.根据权利要求4所述的测厚装置，其特征在于，所述压力组件还包括直线轴承；所述直线轴承分别安装在所述第一隔板的底面和第二隔板的顶面且被所述光轴所穿过；两个所述直线轴承之间安装有所述弹性件。
6.根据权利要求1所述的测厚装置，其特征在于，所述测量装置为多个；且以所述驱动装置为中心对称安装。
7.根据权利要求1所述的测厚装置，其特征在于，所述电芯为方形锂电芯。
8.根据权利要求1所述的测厚装置，其特征在于，所述测量装置为千分测厚规；所述千分测厚规的一端与所述按压组件接触，以测量按压组件的位移量。
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GB2619557A (en) * 2022-06-10 2023-12-13 Virtual Vehicle Res Gmbh Device for measuring thickness changes of battery cells

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