CN116183382A - 一种电芯爆破压力测试夹具与一种电芯爆破压力测试装置 - Google Patents

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Abstract

一种电芯爆破压力测试夹具与一种电芯爆破压力测试装置，属于电芯焊接质量测试技术领域。该夹具包括：拉杆，拉杆设置有拉杆本体，拉杆本体设置有封堵块，封堵块可通过防爆阀孔穿过电芯盖板；固定块，固定块设置于拉杆上，固定块与封堵块分设于电芯盖板的内外两侧、用于实现防爆阀孔的气密性封堵。该测试装置还包括供气系统，供气系统包括有外接气管，外接气管与拉杆本体连接、用于输送高压气流。本发明适用于所有电芯，本发明不仅结构简单，其使用方法也非常简单，夹具在电芯盖板上的安装操作简便。通过使用本发明所提供的测试夹具，可以简单、全面且直观地测试电芯盖板焊接工艺的可靠性，提升了测试效率以及测试结果的可信度。

Description

一种电芯爆破压力测试夹具与一种电芯爆破压力测试装置
技术领域
本发明涉及电芯焊接质量测试技术领域，更具体地说，特别涉及一种电芯爆破压力测试夹具以及一种电芯爆破压力测试装置。
背景技术
对于一个完整的电芯而言，其结构如下：包括有电芯壳体，在电芯壳体上会焊接一个电芯盖板，电芯盖板焊接完成后，会对电芯进行盖板切割，为保证焊接质量以及切割质量，在将切割截面打磨之后还需要对切割截面进行金相检测，通过二次元测量方法测量出切割截面的具体焊接熔深和熔宽值，通过对比相应参数标准，以确认焊接工艺是否合格。
对于方形电芯而言，对电芯盖板的每一个侧面(共四个侧面)都需要进行一次切割，每一次切割都需要进行一次金相检测，这种通过测量切割截面参数来确定焊接质量的方式会存在如下问题：1、每一次切割都需要进行一次金相检测(参数测量)，这样就需要至少四次参数测量操作，其操作繁琐、测试效率较低；2、一个切割截面并不能代表整个产品的焊接工艺质量，这样会导致测量不准的问题。
综上所述，如何提供一种能够全面反应焊接质量的电芯爆破压力测试装置，用于对电芯的焊接质量进行准确测量，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种电芯爆破压力测试夹具，可安装到电芯盖板的防爆阀孔上，用于实现电芯盖板的焊接质量测试。
在本发明中，该电芯爆破压力测试夹具包括：
拉杆，所述拉杆包括有拉杆本体，所述拉杆本体具有通气管，所述拉杆本体的一端设置有封堵块，所述封堵块可通过所述防爆阀孔穿过所述电芯盖板；
固定块，所述固定块可固定设置于所述拉杆上，所述固定块与所述封堵块分设于所述电芯盖板的内外两侧、用于实现所述防爆阀孔的气密性封堵。
优选地，在本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具中，还包括有气压测试装置，所述气压测试装置设置于所述电芯盖板上，用于获得电芯盖板焊接破裂时的气压峰值数据。
优选地，在本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具中，还包括有防松螺母，所述防松螺母与所述拉杆本体螺纹配合，所述防松螺母与所述固定块的上侧面相抵、用于对所述固定块施加朝向所述封堵块方向的压力。
优选地，在本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具中，所述拉杆本体用于装配所述固定块的管段设置有用于对所述固定块相对于所述拉杆本体进行周向转动限位的限位结构。
优选地，在本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具中，于所述拉杆本体的相对于所述封堵块的另一个端部设置有气管接头；所述气管接头与所述拉杆本体螺纹连接。
优选地，在本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具中，于所述固定块的下方设置有用于覆盖所述防爆阀孔的硅胶垫片。
优选地，在本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具中，沿所述拉杆本体的轴向投影，所述硅胶垫片的投影范围覆盖所述防爆阀孔的投影范围，所述固定块的投影范围覆盖所述防爆阀孔的投影范围。
优选地，在本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具中，所述防爆阀孔为矩形孔口结构；所述封堵块为矩形板式结构；所述封堵块的长度大于所述防爆阀孔的长度且所述封堵块的宽度小于所述防爆阀孔的宽度；或，所述封堵块的长度小于所述防爆阀孔的长度且所述封堵块的宽度大于所述防爆阀孔的宽度。
优选地，在本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具中，所述拉杆本体的末端设置于所述封堵块的形心位置处；所述封堵块设置于所述拉杆本体上并与所述拉杆本体为一体式结构，且所述通气管贯穿所述封堵块。
本发明还提供了一种电芯爆破压力测试装置，该所述电芯爆破压力测试装置通过气压爆破方式对电芯焊接质量进行测试。
在本发明中，该所述电芯爆破压力测试装置包括有如上述的电芯爆破压力测试夹具以及供气系统，所述供气系统包括有外接气管，所述外接气管与所述电芯爆破压力测试夹具的拉杆本体连接、用于输送高压气流。
本发明的有益效果如下：
本发明提供了一种电芯爆破压力测试夹具，可安装到电芯盖板的防爆阀孔上，用于实现电芯盖板的焊接质量测试。在本发明中，该电芯爆破压力测试夹具包括：拉杆，拉杆设置有拉杆本体，拉杆本体的一端设置有封堵块，封堵块可通过防爆阀孔穿过电芯盖板；固定块，固定块设置于拉杆上，固定块与封堵块分设于电芯盖板的内外两侧、用于实现防爆阀孔的气密性封堵。本发明还提供了一种电芯爆破压力测试装置，包括有上述的测试夹具以及供气系统。
本发明的使用操作流程如下：电芯外壳与电芯盖板焊接→电芯盖板上焊接密封铝片→将电芯盖板上的防爆阀捅破→将夹具拉杆伸入防爆阀孔后安装锁紧→将爆破设备内部的进气管与夹具上的气管接头连接→将电芯放置到设备内部→在设备上设置电芯相应的爆破下限和上限压力值→启动测试→测试结束，查看测试结果。
通过上述结构设计，本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具适用于所有电芯，本发明不仅结构简单，其使用方法也非常简单，夹具在电芯盖板上的安装操作简便。通过使用本发明所提供的测试夹具，可以简单、全面且直观地测试电芯盖板焊接工艺的可靠性，提升了测试效率以及测试结果的可信度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书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。其中：
图1为本发明一种实施例中电芯爆破压力测试夹具的结构示意图；
图2为本发明一种实施例中电芯爆破压力测试夹具的主视图；
图3为本发明一种实施例中电芯爆破压力测试夹具的剖面视图。
在图1至图3中，部件名称与附图标记的对应关系为：
拉杆1、固定块2、防松螺母3、硅胶垫片4、气管接头5、外接气管6、电芯盖板7、封堵块8。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
请参考图1至图3，其中，图1为本发明一种实施例中电芯爆破压力测试夹具的结构示意图；图2为本发明一种实施例中电芯爆破压力测试夹具的主视图；图3为本发明一种实施例中电芯爆破压力测试夹具的剖面视图。
本发明提供了一种电芯爆破压力测试夹具，能够安装到电芯盖板7的防爆阀孔上，用于实现电芯盖板7的焊接质量测试(爆破测试)。
在现有技术中，典型的电芯结构如下：包括有电芯壳体，将电芯盖板焊接安装到电芯壳体上，然后在电芯盖板上再焊接密封铝片，在电芯盖板上设置了防爆阀孔(在进行测试前，防爆阀孔由密封部件进行密封)，防爆阀孔为矩形孔口结构。本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具就是在密封铝片焊接好以后，安装在防爆阀孔上进行压力爆破测试的夹具组件。
在本发明中，电芯爆破压力测试夹具的具体结构如下，包括：
1、拉杆1。
拉杆1是电芯爆破压力测试夹具(下面简称为测试夹具)的主体结构，为了保证拉杆1具有较高的结构强度以保证其使用的可靠性，拉杆1采用金属材料制造而成，例如不锈钢等。
拉杆1包括有两部分结构，分别为：拉杆本体和封堵块8，拉杆本体是一个长直管状结构部件，根据其他零件的安装要求拉杆本体的外侧壁形状有所优化改进。在拉杆本体内设置有一条直线型气路作为通气管(通气管为一条设置在拉杆本体上用于通气的长直型孔管)，通过通气管，利用拉杆1可向电芯壳体内部冲入高压气流。
在使用状态下(如图1和图2所示)，拉杆本体竖直设置，拉杆本体的一端(底端)设置有封堵块8，拉杆本体的另一端(顶端)设置有气管开口，在气管开口处设置有内螺纹(用于安装气管接头5，采用螺纹连接，可保证气管接头5安装的气密性以及连接强度)。
在拉杆本体的底端设置了封堵块8，封堵块8可通过防爆阀孔穿过电芯盖板7，在使用时，封堵块8能够与电芯盖板7的底面相抵从而卡在防爆阀孔上，封堵块8与固定块2(以及硅胶垫片4)配合，可以实现拉杆1在电芯盖板7上的固定以及对防爆阀孔的密封。
在拉杆1上设置有封堵块8，封堵块8的尺寸以及形状设计应当满足如下条件：1、封堵块8能够从电芯外穿过电芯盖板7的防爆阀孔进入到电芯内；2、封堵块8能够从电芯内部卡在防爆阀孔上。为了满足上述条件，在本发明的优选实施方式中，封堵块8采用矩形板式结构(防爆阀孔为矩形孔口结构)，封堵块8的长度大于防爆阀孔的长度且封堵块8的宽度小于防爆阀孔的宽度，或者，封堵块8的长度小于防爆阀孔的长度且封堵块8的宽度大于防爆阀孔的宽度。基于上述结构设计，封堵块8可以采用倾斜插入的方式穿过防爆阀孔并卡在防爆阀孔上。当然，任何能够穿过“孔”并卡在“孔”上的结构均能够作为封堵块8应用于本发明中。
进一步地，封堵块8采用规则形状板式结构设计(例如矩形板式结构、椭圆形板式结构等)，拉杆本体的末端设置于封堵块8的形心位置处，这样由拉杆本体拉动封堵块8对电芯盖板7的底面施加拉力(向上的压力)时，封堵块8施加的作用力较为均衡，从而保证电芯爆破压力测试夹具在电芯盖板7上稳定安装。
再进一步地，封堵块8设置于拉杆本体上并与拉杆本体为一体式结构，并且，通气管贯穿封堵块8，从而保证气路通畅。
2、固定块2。
固定块2是套装在拉杆本体上、用于压在电芯盖板7外侧面、实现防爆阀孔气密性封闭的部件。固定块2可固定装配于拉杆1上，固定块2与封堵块8分设于电芯盖板7的内外两侧、用于实现防爆阀孔的气密性封堵。
固定块2可固定装配于拉杆1上，其具有两种结构形式：1、通过对固定块2的结构设计，在固定块2上设置螺纹孔，在拉杆本体用于安装固定块2的管段上设置外螺纹，固定块2则可通过螺纹连接方式固定设置在拉杆1上；
2、设置配件，例如防松螺母3等，防松螺母3与拉杆本体为螺纹连接结构，通过防松螺母3实现固定块2在拉杆1上的固定。
在本发明的一个实施方式中，固定块2上设置有一个光孔，固定块2通过光孔装配到拉杆本体上，此时可以通过外设部件(防松螺母3)将固定块2压到电芯盖板7上。在本发明的另一个实施方式中，固定块2上设置有一个螺纹孔，固定块2通过螺纹孔采用螺纹配合的方式安装到拉杆本体上，通过旋转固定块2的方式将固定块2压到电芯盖板7上。
在上述两个实施例中，本发明以第一个实施方式(固定块2上设置光孔)为优选实施例。基于该优选实施例，本发明还提出了如下结构优化：拉杆本体用于装配固定块2的管段设置有用于对固定块2相对于拉杆本体进行周向转动限位的限位结构。限位结构可以为切边圆台(平行于拉杆本体的轴线对圆台进行切边形成切边圆台)，相应地，固定块2上设置的光孔为切边孔，由于切边设计，可以使得固定块2能够沿拉杆本体的轴向移动，无法在拉杆本体上进行周向转动。限位结构还可以为其它形状，例如正多棱柱体或者椭圆形柱体等，在固定块2上设置的光孔根据限位结构进行设计。通过上述结构优化，本发明可以通过扶稳固定块2来固定拉杆1避免拉杆1转动，从而在拧入防松螺母3以及气管接头5时保证拉杆1固定不动。
3、防松螺母3。
本发明设置防松螺母3的目的是将固定块2压紧在电芯盖板7上。具体地，防松螺母3与拉杆本体螺纹配合，防松螺母3与固定块2的上侧面相抵、用于对固定块2施加朝向封堵块8方向的压力。
4、气管接头5。
气管接头5设置在拉杆本体的端部(顶端)，用于与外接气管6连接。具体地，气管接头5与拉杆本体螺纹连接。气管接头5与外接气管6之间可以采用过盈装配的方式进行连接，进一步地，还可以在气管接头5与外接气管6的连接部位设置卡箍，以增加其连接强度。
5、硅胶垫片4。
于固定块2的下方设置有用于覆盖防爆阀孔的硅胶垫片4(硅胶垫片4位于固定块2的下方且位于电芯盖板7的上侧面)，硅胶垫片4的作用是提高固定块2对防爆阀孔封堵的气密性。具体地，沿拉杆本体的轴向投影，硅胶垫片4的投影范围覆盖防爆阀孔的投影范围，固定块2的投影范围覆盖防爆阀孔的投影范围。进一步地，硅胶垫片4的投影范围覆盖固定块2的投影范围。
基于上述的电芯爆破压力测试夹具，本发明还提供了一种电芯爆破压力测试装置。在本发明中，该电芯爆破压力测试装置包括有如上述的电芯爆破压力测试夹具，还包括有供气系统，供气系统是本发明中向电芯内部冲入高压气流的系统。供气系统包括有气源(例如空气压缩机)以及与气源连接的外接气管6，外接气管6与拉杆本体连接(具体是与拉杆本体上设置的气管接头连接)、用于输送高压气流。另外，本发明还提供了气压测试装置，气压测试装置设置于供气系统和/或电芯盖板7上，用于获得电芯盖板7焊接破裂时的气压峰值数据，由气压测试装置实时获得供气系统的当前供气压力或者电芯内部的实时气压，电芯在发生爆破时，气压会瞬间下降，气压测试装置能够记录电芯爆破前的压力峰值作为爆破参考参数来评估电芯的焊接质量。
本发明设置有气压测试装置，用于获得电芯盖板7焊接破裂时的气压峰值数据。在本发明的一个实施方式中，气压测试装置设置在电芯盖板7上。当然，在本发明所提供的电芯爆破压力测试装置中，气压测试装置还可以设置在供气系统上，同样可以获得电芯盖板7焊接破裂时的气压峰值数据。
由上述可知，本发明提供了一种电芯爆破压力测试夹具，可安装到电芯盖板7的防爆阀孔上，用于实现电芯盖板7的焊接质量测试。在本发明中，该电芯爆破压力测试夹具包括：拉杆1，拉杆1设置有拉杆本体，拉杆本体的一端设置有封堵块8，封堵块8可通过防爆阀孔穿过电芯盖板7；固定块2，固定块2设置于拉杆1上，固定块2与封堵块8分设于电芯盖板7的内外两侧、用于实现防爆阀孔的气密性封堵；供气系统，供气系统包括有外接气管6，外接气管6与拉杆本体连接、用于输送高压气流。
电芯爆破压力测试夹具的具体方案描述如下：包括有拉杆1、固定块2、防松螺母3、硅胶垫片4和气管接头5，拉杆1(拉杆本体)的底部设计为一个方形块(封堵块8)，封堵块8的长度大于电芯防爆阀孔的长度、宽度小于防爆阀孔的宽度，这样可以保证拉杆1上所设置的封堵块8能够斜插进防爆阀孔并可以完全伸入到电芯内部卡在防爆阀孔上，封堵块8的上方是一个圆形的切边凸台(拉杆本体用于安装固定块2的管段)，固定块2的中间设计有一个圆形的切边孔，形状与拉杆1的凸台形状一致，固定块2上的孔尺寸稍大，保证固定块2能够穿过拉杆1，切边的设计是为了防止螺母拧紧的时候拉杆1的转动，避免方形块从内部抵触外壳，对外壳造成挤压变形。固定块2的长度和宽度均大于防爆阀孔的长度和宽度。切边凸台的上方是直径稍小的圆柱，圆柱上有外螺纹，防松螺母3通过螺纹拧紧的方式压住固定块2。拉杆1的顶部设计有一段内螺纹，气管接头5能够通过螺纹拧紧在拉杆1的端部。在固定块2的下方设置了硅胶垫片4，硅胶垫片4的长度和宽度均大于固定块2的长度和宽度，保证固定块2能够完全压住硅胶垫片4，利用硅胶垫片4的挤压变形来封住防爆阀孔，拉杆1的中心设计为一个圆形通孔，用于往电芯内部通气。
本发明提供了一种电芯爆破压力测试夹具，其使用操作流程如下：电芯外壳与电芯盖板7焊接→电芯盖板7上焊接密封铝片→将电芯盖板7上的防爆阀捅破→将夹具拉杆1伸入防爆阀孔后安装锁紧→将爆破设备内部的进气管与夹具上的气管接头5连接→将电芯放置到设备内部→在设备上设置电芯相应的爆破下限和上限压力值→启动测试→测试结束，查看测试结果。电芯盖板7和密封铝片焊接完成之后，将本发明所提供的测试夹具安装到电芯盖板7上，然后通过本发明所提供的测试夹具向电芯内部充气加压，在充气加压过程中对电芯内部压力进行实时测量，持续充气直至电芯盖板7与电芯壳体爆裂开为止(即电芯盖板7与电芯壳体的焊接出现破裂)，通过压力测量装置记录并显示爆开瞬间电芯内部气压峰值。如果峰值大于预设的防爆压力值下限，且小于上限，则显示测试合格；如果峰值小于预设的防爆压力值下限，则显示测试NG(测试失败)，需要调整焊接工艺(如增大焊接功率，降低焊接速度等)以提高电芯盖板7的焊接强度，然后重新焊接再进行爆破测试；如果峰值大于预设防爆压力值上限，则显示测试NG(测试失败)，需要调整焊接工艺(如降低焊接功率，增加焊接速度等)以降低电芯盖板7的焊接强度，防止强度过剩、功率过大造成外壳热变形。
通过上述结构设计，本发明所提供的电芯爆破压力测试夹具适用于所有电芯，本发明不仅结构简单，其使用方法也非常简单，夹具在电芯盖板7上的安装操作简便。通过使用本发明所提供的测试夹具，可以简单、全面且直观地测试电芯盖板7焊接工艺的可靠性，提升了测试效率以及测试结果的可信度。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种电芯爆破压力测试夹具，可安装到电芯盖板的防爆阀孔上，用于实现电芯盖板的焊接质量测试，其特征在于，包括：
拉杆，所述拉杆包括有拉杆本体，所述拉杆本体具有通气管，所述拉杆本体的一端设置有封堵块，所述封堵块可通过所述防爆阀孔穿过所述电芯盖板；
固定块，所述固定块可固定设置于所述拉杆上，所述固定块与所述封堵块分设于所述电芯盖板的内外两侧、用于实现所述防爆阀孔的气密性封堵。
2.根据权利要求1所述的电芯爆破压力测试夹具，其特征在于，
还包括有气压测试装置，所述气压测试装置设置于所述电芯盖板上，用于获得电芯盖板焊接破裂时的气压峰值数据。
3.根据权利要求1所述的电芯爆破压力测试夹具，其特征在于，
还包括有防松螺母，所述防松螺母与所述拉杆本体螺纹配合，所述防松螺母与所述固定块的上侧面相抵、用于对所述固定块施加朝向所述封堵块方向的压力。
4.根据权利要求1所述的电芯爆破压力测试夹具，其特征在于，
所述拉杆本体用于装配所述固定块的管段设置有用于对所述固定块相对于所述拉杆本体进行周向转动限位的限位结构。
5.根据权利要求2所述的电芯爆破压力测试夹具，其特征在于，
于所述拉杆本体的相对于所述封堵块的另一个端部设置有气管接头；
所述气管接头与所述拉杆本体螺纹连接。
6.根据权利要求1所述的电芯爆破压力测试夹具，其特征在于，
于所述固定块的下方设置有用于覆盖所述防爆阀孔的硅胶垫片。
7.根据权利要求6所述的电芯爆破压力测试夹具，其特征在于，
沿所述拉杆本体的轴向投影，所述硅胶垫片的投影范围覆盖所述防爆阀孔的投影范围，所述固定块的投影范围覆盖所述防爆阀孔的投影范围。
8.根据权利要求1所述的电芯爆破压力测试夹具，其特征在于，
所述防爆阀孔为矩形孔口结构；
所述封堵块为矩形板式结构；
所述封堵块的长度大于所述防爆阀孔的长度且所述封堵块的宽度小于所述防爆阀孔的宽度；
或，所述封堵块的长度小于所述防爆阀孔的长度且所述封堵块的宽度大于所述防爆阀孔的宽度。
9.根据权利要求8所述的电芯爆破压力测试夹具，其特征在于，
所述拉杆本体的末端设置于所述封堵块的形心位置处；
所述封堵块设置于所述拉杆本体上并与所述拉杆本体为一体式结构，且所述通气管贯穿所述封堵块。
10.一种电芯爆破压力测试装置，其特征在于，
所述电芯爆破压力测试装置通过气压爆破方式对电芯焊接质量进行测试；
所述电芯爆破压力测试装置包括有如权利要求1至9任一项所述的电芯爆破压力测试夹具以及供气系统，所述供气系统包括有外接气管，所述外接气管与所述电芯爆破压力测试夹具的拉杆本体连接、用于输送高压气流。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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