CN114543686A - 一种软包电池厚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种软包电池厚度测量装置，一种软包电池厚度测量装置，包括若干个激光位移传感器和入料工位台，若干个激光位移传感器成对且两两呈对射状安装在固定支架上，所述固定支架下方设有左右滑动模组，所述左右滑动模组滑动连接于前后滑动模组，所述前后滑动模组滑动连接于设备平台上，所述入料工位台固定在安装座上，所述安装座上设有若干根导杆，所述导杆连接有支撑板和透明压板。采用若干个两两对射状分布的激光位移传感器，在移动的过程无需停顿地进行多点或连续的厚度测量，更能全面的反馈电池的表面厚度形貌分布，且测量过程不需用停顿定位，测量精度更高，测量节拍与现有技术相比更快。

Description

一种软包电池厚度测量装置

技术领域

本发明涉及电池性能检测技术领域，尤其是涉及一种软包电池厚度测量装置。

背景技术

所谓软包电池，是相比圆柱和方形这两种硬壳电池的一种叫法，其内部组成(正极、负极、隔膜、电解液)与方形、圆柱锂电池的区别不大，最大的不同之处在于软包电池采用铝塑复合膜作为外壳，方形和圆柱电池则采用金属材料作为外壳。所谓激光测厚，是采用激光位移传感器对软包电池厚度进行测量的一种检测方法。激光位移传感器由激光器、激光检测器和测量电路组成，能够精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化。软包锂离子电池在进行模组组装前，需要对电池厚度进行检测，以保证模组安装质量。现有软包锂离子电池测厚方式普遍采用大理石下压电池，并对电池施加设定的压力并保压一定时间后，通过位移传感器或千分表测量上部大理石表面相对位置数据，换算出电池厚度。

现有软包锂离子电池测厚技术方案主要缺陷有以下四点，其一，测量过程中，上下大理石平行度或平面度误差会导致测量值出现偏差；其二，电池在大理石平面上摆放位置不同，测量结果会有偏差；其三，由于是根据大理石相对位置换算出来的电池厚度，此测量结果并不能完全反映真实的电池厚度，其四测量过程一次只能测一个或数个电池表面点位的厚度，无法全面的体现电池表面厚度的整体分布，而需要测量多个电池表面点位的厚度时，需要不断重复移动、定位、测量动作，所以需要测量数据越多，完成测量所需的时间就会急剧增长。因此需要一种能直接测量到电池表面，并能准确测得电池的真实厚度的装置。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法”，其公告号为“CN108050925A”，本发明涉及一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法，该系统包括用于夹持电芯的厚度传感器和用于夹持极耳的夹点，所述厚度传感器包括分别固定在所述电芯的相对两侧的定极板和动极板，所述定极板、所述动极板和所述夹点分别与处理器电连接。本发明提供的技术方案可以获得聚合物软包电池电芯在循环测试过程中的厚度变化趋势，提高电芯测试的安全性，并为电芯实际使用提供更多性能参数。但是并未涉及具体的装置和设备。

发明内容

本发明是为了解决单个激光位移传感器在移动的过程中需停顿地测量电池厚度且检测精度不高的问题。提供一种软包电池厚度测量装置，采用若干个激光位移传感器，在移动的过程无需停顿地进行多点或连续的厚度测量，更能全面的反馈电池的表面厚度形貌分布，且测量过程不需用停顿定位，测量精度更高，测量节拍与现有技术相比更快。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种软包电池厚度测量装置，包括若干个激光位移传感器和入料工位台，若干个激光位移传感器设在固定支架上，所述固定支架下方设有左右滑动模组，所述左右滑动模组滑动连接于前后滑动模组，所述前后滑动模组滑动连接于设备平台上，所述入料工位台固定在安装座上，所述安装座上设有若干根导杆，所述导杆连接有支撑板和透明压板。若干个激光位移传感器分别布置安装在固定支架上，入料工位台为透明材质平台，电池放入入料工位台后，压缸使支撑板下压，支撑板和透明压板固定连接，支撑板与透明压板板沿导杆平行下压至电池上表面，加压至设定压力并保压设定时间后，左右滑动模组和前后滑动模组带动固定支架及其上的激光位移传感器至设定的电池表面附近区域，进行单点、多点或连续厚度测量，传统模式中，电池表面不平整时，造成大理石高度位置的偏差被放大或缩小，导致测量值不真实，本发明直接测量电池表面，因而可以反映电池的真实厚度，并且激光位移传感器可单点、多点及连续测厚，并可兼容多种尺寸型号电池的厚度测量。

作为优选，所述支撑板和透明压板通过滑套滑动连接于导杆，所述支撑板下方设有透明压板。一般情况下，透明压板的强度不足于支撑电池的压力，所以在透明压板上固定连接有支撑板增加强度，若干根导杆既保证透明压板和支撑板的上下移动，也能保证透明压板和支撑板静止或者移动时的稳定性。

作为优选，所述支撑板上表面设有若干个通孔，通孔形状大小及分布严格安装电池尺寸大小设定。通孔的大小由透明压板的强度决定，若透明压板的强度较大，则对支撑板的强度要求就低，通孔越大。

作为优选，所述支撑板上设有若干个压力传感器，所述压力传感器上方连接有若干个压缸，若干个压缸呈对称分布在承重板上。压力传感器检测支撑板所受的压力，压缸为动力装置驱动下压支撑板和透明压板，所述压缸呈对称分布确保支撑板受力均匀。

作为优选，所述激光位移传感器固定连接于固定支架，所述若干个激光位移传感器成对且两两呈对射状分布。所述激光位移传感器两两为一组，且两两呈对射状固定在支架，移动的过程中，不需停顿地进行多点或连续的厚度测量，更能全面的反馈电池的表面厚度形貌分布。

作为优选，所述透明压板和支撑板之间固定连接。透明压板和支撑板之间的配合，因为透明压板要对电池施加很大的压力，支撑板的作用主要是为透明压板提供支撑强度，并且不能挡到传感器的激光通过。所以要是透明压板强度足够高，支撑板上的通孔可以越大，甚至不需要支撑板提供支撑。

作为优选，所述入料工位采用满足平面度、刚性、耐磨性、耐腐蚀、绝缘处理等要求的特性透明材质。保证入料工位台能承受软包电池的压力。

因此，本发明具有如下的有益效果：

1、采用若干个激光位移传感器，在移动的过程无需停顿地进行多点或连续的厚度测量，更能全面的反馈电池的表面厚度形貌分布，测量过程不需用停顿定位，测量精度更高，测量节拍与现有技术相比更快，而且激光位移传感器是直接测量电池表面，能真实的反馈电池的实际厚度；

2、减小了机械结构的精度误差对测量值的影响，放宽了入料工位、透明压板等的精度要求，从而降低制造成本，并提高测量值的精度和准确度。

附图说明

图1是本发明一种软包电池厚度测量装置；

图中：1、导杆 2、入料工位 3、压力传感器 4、承重板 5、压缸 6、支撑板 7、透明压板 8、前后滑动模组 9、左右滑动模组 10、固定支架 11、激光位移传感器。

具体实施方式

实施例1

本实施例提出一种软包电池厚度测量装置，包括若干个激光位移传感器11和入料工位台2，若干个激光位移传感器11设在固定支架10上，所述固定支架10下方设有左右滑动模组9，所述左右滑动模组9滑动连接于前后滑动模组8，所述前后滑动模组8滑动连接于设备平台上，所述入料工位台2固定在安装座上，所述安装座上设有若干根导杆1，所述导杆1连接有支撑板6和透明压板7。所述支撑板6和透明压板7通过滑套滑动连接于导杆1，所述支撑板6下方设有透明压板7。所述支撑板6上表面设有若干个通孔，通孔形状大小及分布严格安装电池尺寸大小设定。所述支撑板6上设有若干个压力传感器3，所述压力传感器3上方连接有若干个压缸9，若干个压缸9呈对称分布在承重板4上。所述激光位移传感器11固定连接于固定支架10，所述若干个激光位移传感器11成对且两两呈对射状分布。所述透明压板7和支撑板6之间固定连接。所述入料工位台2采用满足平面度、刚性、耐磨性、耐腐蚀、绝缘处理等要求的特性透明材质。

实施例2

本实施例还提出一种软包电池厚度测量装置，参考图1，具体的，两个激光位移传感器设在同一竖直面上，两个激光位移传感器呈对射状分布，固定支架设为U型结构，U型固定支架要求刚性高，在测量移动过程中或者测量环境下，要求U型固定支架的上下表面距离的形变公差必须小于0.0002mm，故固定支架采用刚性高的金属架构或等精度要求的其他材料架构；U型结构的两端面上分别设有两个同样大小的螺纹孔，安装于上方的一个激光位移传感器的检测面朝向为竖直向下，安装与下方的一个激光位移传感器的检测面朝向为竖直向上，固定支架的下方设有均匀分布的通孔，左右滑动模组上方设有螺纹孔，使用螺钉将固定支架和左右滑动模组固定连接，滑动过程更加平稳且安装拆卸更加快速方便，左右滑动模组在前后滑动模组上方的滑轨内进行左右匀速滑动，前后滑动模组在设备平台上方的滑轨内进行前后匀速滑动，模组的控制均由装置启动控制器统一控制调配，安装座上设四根导杆，支撑板和透明压板通过滑套滑动连接于导杆且四个导杆分别设置于支撑板的四周，支撑板上开有通孔，因为透明压板要对电池施加很大的压力，支撑板的作用主要是为透明压板提供支撑强度，并且不能挡到传感器的激光通过，所以要是透明压板强度足够高，支撑板上的通孔可以越大，甚至不需要支撑板提供支撑，承重板上还设有两个压缸，两个压缸在承重板上对称分布，同时每个压缸对应有压力传感器。

测量过程中，首先将待测的软包电池放入到入料工位台上面固定，压缸使支撑板和透明压板下压，支撑板与透明压板沿导杆平行下压至电池表面，加压至设定压力并保压时间后，压力大小可由压力传感器实时监测，左右滑动模组和前后滑动模组带动U型固定架以及其上的两个激光位移传感器移动到设定的电池表面附近区域后停止，左右滑动模组和前后滑动模组均由装置启动控制器控制，此时，激光位移传感器进行单点、多点或连续厚度测量，具体的，已知两个激光位移传感器之间的距离为固定值并设为L1，在测量时，位于上方的激光位移传感器检测与电池上表面的距离L2，位于下方的激光位移传感器检测与电池下表面的距离L3，电池的厚度即为L=L1-（L2+L3）。两个激光位移传感器固定于固定支架上，两个传感器之间的距离为固定的，检测精度可达到±0.002mm，精度提升很大。

Claims (7)

1.一种软包电池厚度测量装置，其特征是，包括若干个激光位移传感器（11）和入料工位台（2），若干个激光位移传感器（11）设在固定支架（10）上，所述固定支架（10）下方设有左右滑动模组（9），所述左右滑动模组（9）滑动连接于前后滑动模组（8），所述前后滑动模组（8）滑动连接于设备平台上，所述入料工位台（2）固定在安装座上，所述安装座上设有若干根导杆（1），所述导杆（1）连接有支撑板（6）和透明压板（7）。

2.根据权利要求1所述的一种软包电池厚度测量装置，其特征是，所述支撑板（6）和透明压板（7）通过滑套滑动连接于导杆（1），所述透明压板（7）设在支撑板（6）下方。

3.根据权利要求1所述的一种软包电池厚度测量装置，其特征是，所述支撑板（6）上表面设有若干个通孔，通孔形状大小及分布严格按照电池尺寸大小设定。

4.根据权利要求2所述的一种软包电池厚度测量装置，其特征是，所述支撑板（6）上设有若干个压力传感器（3），所述压力传感器（3）上方连接有若干个压缸（9），若干个压缸（9）呈对称分布在承重板（4）上。

5.根据权利要求2所述的一种软包电池厚度测量装置，其特征是，所述若干个激光位移传感器（11）固定连接于固定支架（10），所述若干个激光位移传感器（11）成对且两两呈对射状分布。

6.根据权利要求1所述的一种软包电池厚度测量装置，其特征是，所述透明压板（7）和支撑板（6）之间固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种软包电池厚度测量装置，其特征是，所述入料工位台（2）采用满足平面度、刚性、耐磨性、耐腐蚀、绝缘处理等要求的特性透明材质。

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