CN116400229A - 一种锂离子动力电池的性能测试配套装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子动力电池的性能测试配套装置包括压力模拟装置和温度模拟装置；压力模拟装置包括压紧装置和压力测量装置：压紧装置用于压紧待测试电池；压力测试装置用于测量压紧装置对待测试电池施加的压紧力；温度模拟装置包括从上往下间隔分布的定位板和底板：底板的顶部用于放置待测试电池；定位板和底板内能够通入预设温度的液体；压紧装置通过定位板压紧待测试电池。本发明公开的锂离子动力电池的性能测试配套装置，设计科学，能够在电池单体出厂之前的性能测试过程中，模拟实际的电池使用场景，更加准确、可靠地预测锂离子动力电池单体在实际使用过程中的性能。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂离子动力电池的性能测试配套装置。
背景技术
锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备(如移动电话、数码摄像机和手提电脑)上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。
对于电动汽车而言，车载大容量锂离子动力电池性能的优劣直接影响着电动汽车的整体性能，从而对电动汽车车载动力电池提出了更高的要求(比如要具有更高的安全性，更优秀的性能)。
目前，在出厂之前，需要对车载大容量锂离子动力电池的性能进行检测，例如对电池进行充放电循环测试，获取在充放电测试过程中的电压和电流等数据。
鉴于一个车载大容量锂离子动力电池单体，在实际使用过程中，位于一个电池模组(电池模块包括多个并列设置的电池单体)中，其侧面(即大面积侧面)会受到一定的挤压力(是相邻的电池单体所传递过来的挤压力)，同时其侧面会受到相邻的电池单体所传递过来的一定的热量。因此，在出厂之前，为了较为准确、可靠地预先检测(即预测)车载大容量锂离子动力电池单体在实际使用过程中的性能，需要在测试时能够为电池单体的侧面提供一定的挤压力以及传递热量，以模拟实际的电池使用场景。
但是，目前还没有一种技术，能够满足以上要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种锂离子动力电池的性能测试配套装置。
为此，本发明提供了一种锂离子动力电池的性能测试配套装置，包括压力模拟装置和温度模拟装置；
压力模拟装置包括压紧装置和压力测量装置：
压紧装置用于压紧待测试电池；
压力测试装置用于测量压紧装置对待测试电池施加的压紧力；
温度模拟装置包括从上往下间隔分布的定位板和底板：
底板的顶部用于放置待测试电池；
定位板和底板内能够通入预设温度的液体；
压紧装置通过定位板压紧待测试电池。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种锂离子动力电池的性能测试配套装置，其设计科学，能够在锂离子动力电池单体(例如车载大容量锂离子动力电池单体)出厂之前的性能测试过程中，为电池单体的侧面提供一定的挤压力以及传递热量，以模拟实际的电池使用场景，从而更加准确、可靠地预先检测(即预测)锂离子动力电池单体在实际使用过程中的性能，具有重大的实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种锂离子动力电池的性能测试配套装置的立体结构示意图；
图2为本发明提供的一种锂离子动力电池的性能测试配套装置的立体爆炸分解示意图；
图中，1、底板，2、底部绝缘板，3、导向杆，4、压紧绝缘板，5、定位板；
6、导向轴套，7、顶板，8、操作杆，9、螺杆，10、螺母；
11、压紧板，12、压力测试仪，13、力矩柱，14、待测试电池；
141、电池正极，142、电池负极；
151、第一进水连接器，152、第一出水连接器；
161、第二进水连接器，162、第二出水连接器；
201、底部绝缘板通孔，401、压紧绝缘板通孔，502、第一力矩柱插孔，701、螺母安装孔，1101、第二力矩柱安装孔。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供了一种锂离子动力电池的性能测试配套装置，包括压力模拟装置和温度模拟装置；
压力模拟装置包括压紧装置和压力测量装置：
压紧装置用于压紧待测试电池14；
压力测试装置用于测量压紧装置对待测试电池14施加的压紧力；
温度模拟装置包括从上往下间隔分布的定位板5和底板1：
底板1的顶部用于放置待测试电池14；
定位板5和底板1内能够通入预设温度的液体；
压紧装置通过定位板5压紧待测试电池14。
进一步地，所述压紧装置包括压力施加机构、顶板7和压紧板11；
顶板7间隔设置于定位板5上方；
压力施加机构包括螺杆9，螺杆9与顶板7相螺纹连接，且螺杆9位于顶板7和定位板5之间的一端与压紧板11连接；
压紧板11通过定位板5压紧待测试电池14。
进一步地，所述压力测量装置包括压力测试仪12；
压力测试仪12位于压紧板11与定位板5之间，且固定于定位板5顶面；
优选地，所述压紧板11底部设置有力矩柱13；
力矩柱13位于压力测试仪12的侧部；
定位板5的顶部在与力矩柱13相对应的位置设置有第一力矩柱插孔502；
力矩柱13，用于当随压紧板11向下运动时，其下端对应插入第一力矩柱插孔502中。
进一步地，所述顶板7的底部四角，分别通过一根导线杆3与底板1的顶部四角固定连接；
定位板5在与每根导线杆3相对应的位置，分别设置有一个定位板通孔501；
每个定位板通孔501中，垂直贯穿通过一根导线杆3；
优选地，顶板7、定位板5和底板1，均是水平分布；
优选地，定位板通孔501与导线杆3为间隙配合。
进一步地，所述定位板5的顶部，在每根导线杆3相对应的位置分别固定设置有一个导向轴套6；
每个导向轴套6中，直贯穿通过一根导线杆3；
优选地，导向轴套6与导线杆3之间为间隙配合。
进一步地，底板1的顶部，设置有底部绝缘板2；
底部绝缘板2的顶部放置有待测试电池14；
定位板5的底面，设置有压紧绝缘板4；
压紧绝缘板4位于待测试电池14的正上方。
进一步地，压紧绝缘板4在与每根导线杆3相对应的位置，分别设置有一个压紧绝缘板通孔401；
每个压紧绝缘板通孔401中，贯穿通过一根导线杆3；
优选地，压紧绝缘板通孔401与导线杆3为间隙配合。
进一步地，顶板7在压紧板11正上方的位置，设置有螺母安装孔701；
所述螺母安装孔701上安装有一个螺母10；
螺母10与螺杆9相螺纹连接；
优选地，螺杆9的上端贯穿设置有操作杆安装通孔；
该操作杆安装通孔上，安装有操作杆8。
进一步地，定位板5和底板1分别是中空的结构；
优选地，定位板5和底板1内液体的温度相同。
进一步地，定位板5和底板1里面，分别具有中空的第一通水内腔和第二通水内腔；
定位板5的前侧左右两端，分别设置有第一进水连接器151和第一出水连接器152；
第一进水连接器151和第一出水连接器152，分别与第一通水内腔相连通；
底板1的前侧左右两端，分别设置有第二进水连接器161和第二出水连接器162；
第二进水连接器161和第二出水连接器162，分别与第二通水内腔相连通。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参见图1、图2，本发明提供了一种锂离子动力电池的性能测试配套装置，包括从上往下间隔分布的顶板7、定位板5和底板1；
底板1的顶部设置有待测试电池14；
定位板5的顶部设置有一个压力测试仪12；
压力测试仪12的上方设置有能够上下移动的压紧板11。
定位板5和底板1内分别用于通入预设温度的液体(例如水)。
需要说明的是，预设温度根据用户的需要，可以进行相应调整，例如可以为20℃、25℃或者30℃。
在本发明中，顶板7的底部四角，分别通过一根导线杆3与底板1的顶部四角固定连接；
定位板5在与每根导线杆3相对应的位置，分别设置有一个定位板通孔501；
每个定位板通孔501中，垂直贯穿通过一根导线杆3；
顶板7、定位板5和底板1，均是水平分布；
定位板通孔501与导线杆3为间隙配合；即，圆形的定位板通孔501的直径，大于圆柱形的导线杆3的直径。
优选地，在本发明中，定位板5的顶部，在每根导线杆3相对应的位置分别固定设置有一个导向轴套6；
每个导向轴套6中，垂直贯穿通过一根导线杆3。
优选地，导向轴套6与导线杆3之间为间隙配合。
在本发明中，底板1的顶部设置有底部绝缘板2；
底部绝缘板2的顶部水平放置有待测试电池14；
定位板5的底面设置有压紧绝缘板4；
定位板5的顶面中心位置，固定设置有所述压力测试仪12；
优选地，压紧绝缘板4在与每根导线杆3相对应的位置，分别设置有一个压紧绝缘板通孔401；
每个压紧绝缘板通孔401中，贯穿通过一根导线杆3；
优选地，压紧绝缘板通孔401与导线杆3为间隙配合。
在本发明中，压紧板11的上方设置有压力施加机构；
所述压力施加机构，用于向压紧板11施加向下的压力；
优选地，所述压力施加机构，包括螺杆9；
所述螺杆9与顶板7相螺纹连接；
需要说明的是，螺杆9通过与螺母10之间的螺纹连接，实现上下运动，并通过上下运动，螺杆9下端在接触其正下方的压紧板11后，会推动压紧板11向下运动，从而为压紧板11、定位板5以及待测试电池14提供向下的压紧力。
优选地，顶板7在压紧板11正上方的位置，设置有螺母安装孔701；
所述螺母安装孔701上安装有一个螺母10；
螺母10与螺杆9相螺纹连接；
优选地，螺杆9的上端贯穿设置有操作杆安装通孔；
该操作杆安装通孔上，安装有操作杆8；
在本发明中，定位板5和底板1分别是中空的结构；
优选地，定位板5和底板1内液体的温度相同。
在本发明中，具体实现上，定位板5和底板1里面，分别具有中空的第一通水内腔和第二通水内腔；
需要说明的是，第一通水内腔和第二通水内腔的设置区域大小，大于定位板5的底面和底板1的顶面与待测试电池14的接触区域大小，即完全覆盖待测试电池14的上下两侧区域。
定位板5的前侧左右两端，分别设置有第一进水连接器151和第一出水连接器152；
第一进水连接器151和第一出水连接器152，分别与第一通水内腔相连通；
底板1的前侧左右两端，分别设置有第二进水连接器161和第二出水连接器162；
第二进水连接器161和第二出水连接器162，分别与第二通水内腔相连通。
具体实现上，第一进水连接器151、第一出水连接器152、第二进水连接器161和第二出水连接器162，分别通过中空的连接管道，与现有的外部液体控温设备(例如液冷设备)相连接。例如：第一进水连接器151和第二进水连接器161分别通过中空的连接管道，对应与一个外部冷却泵(如水泵)的出液口相连通，第一出水连接器152和第二出水连接器162分别通过中空的连接管道，对应与一个外部冷却泵(如水泵)的进液口相连通，第一通水内腔和第二通水内腔以及所述连接管道中预先注入有冷却液。
需要说明的是，所述冷却液为阻燃冷却液或者水。其中，外部冷却泵(如水泵)的作用是给第一通水内腔和第二通水内腔以及所述连接管道中内的冷却液提供循环动力，从而保证冷却液可以在液冷管以及相关连接管中流动，并可控制冷却液的流动速度。具体实现上，第一进水连接器151和第二进水连接器161以及第一出水连接器152和第二出水连接器162与外部冷却泵(如水泵)之间的连接管道上，可以安装有温度传感器、散热器和加热器，以方便在夏天时对冷却液进行散热处理，以及在冬季时，对冷却液进行加热处理。
需要说明的是，基于以上设计，本发明不仅能够通过输送大于室温(即电池所在环境温度)的水(冷却液)，给待测试电池14上下两侧面，提供一定的热量，模拟相邻的电池单体所传递过来的热量，还可以通过温度较低(例如低于室温)的水(冷却液)，对待测试电池14的上下两侧面进行降温，从而进一步测试电池在受到降温、不会温度过高情况下的性能。
在本发明中，具体实现上，待测试电池14的前侧左右两端，分别具有电池正极141和电池负极142；
待测试电池14，用于与现有的电池性能测试设备相连接。
需要说明的是，对于本发明，为了对待测试电池14进行性能测试，具体采用现有的电池性能测试设备，例如，可以采用Arbin、杭可等常规的电池测试系统(例如现有的ArbinBT2000充放电测试系统)。例如，在应用本发明对待测试电池14施加一定的压紧力后和为电池的侧面提供一定的热量后，可以通过Arbin、杭可等常规的电池充放电循环测试系统，对电池进行充放电循环过程中，对池采集实时的充放电循环容量以及电压、电流等数据。此为现有电池性能测试设备自身具有的功能，在此不再赘述。
在本发明中，具体实现上，压紧板11底部的前后两侧，分别与一个力矩柱13顶端固定连接；
定位板5的顶部在与每个力矩柱13相对应的位置分别设置有一个第一力矩柱插孔502；
力矩柱13，用于当随压紧板11向下运动时，其下端对应插入第一力矩柱插孔502中。
需要说明的是，力矩柱13的顶端固定连接压紧板11底部，力矩柱13的下端不固定连接其他组件，可以随着压紧板11上下运动而插入、插出第一力矩柱插孔502。
需要说明的是，力矩柱13，用于连接压紧板11和起到定位压力测试仪12的作用。
在本发明中，压紧板11在与每个力矩柱13相对应的位置，分别设置有第二力矩柱安装孔1101；
每个第二力矩柱安装孔1101，分别与一个力矩柱13的上端相连接(具体是螺纹固定连接)。
在本发明中，具体实现上，底部绝缘板2在与每根导线杆3相对应的位置，分别设置有一个底部绝缘板通孔201；
每个底部绝缘板通孔201中，贯穿通过一根导线杆3的底部。
需要说明的是，在本发明中，螺母10，用于对螺杆9起到定位和导向的作用；压紧板11，位于螺杆9和压力测试仪12之间的位置，用于传导压紧力。操作杆8，用于操作螺杆9实现上下运动。导向杆3，其起到对顶板7的支撑作用，以及起到对定位板5的导向作用。
在本发明中，通过应用压紧绝缘板4，可以使向待测试电池14施加的压紧力均匀散布，同时，也可以用于模拟现有电池模组中相邻两个电池单体之间的垫片。
优选地，底板1和定位板5均是铝板
优选地，压紧绝缘板4和底部绝缘板2，均可以是绝缘的木板，例如均是红点木板，这种材质绝缘，在测试过程中不容易短路。
优选地，在本发明中，通过在底板1和定位板5中通入预设温度的液体，可以保持待测试电池14上下两侧的温度相同并且保持恒温状态。
在本发明中，压力测试仪12，用于测量压力，即测量螺杆9向其下方的压紧板11、定位板5以及待测试电池14施加的压紧力大小。
具体实现上，压力测试仪12，与现有的数据采集仪(压力数据采集器)相连接，可以通过数据采集仪的显示界面，获知压力测试仪12检测到的压紧力大小。
具体实现上，压力测试仪12是现有技术成熟的模块，可以是压力传感器，例如，具体采用上海振丹传感器仪表厂生产的30KN压力传感器。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种锂离子动力电池的性能测试配套装置，其设计科学，能够在锂离子动力电池单体(例如车载大容量锂离子动力电池单体)出厂之前的性能测试过程中，为电池单体的侧面提供一定的挤压力以及传递热量，以模拟实际的电池使用场景，从而更加准确、可靠地预先检测(即预测)锂离子动力电池单体在实际使用过程中的性能，具有重大的实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种锂离子动力电池的性能测试配套装置，其特征在于，包括压力模拟装置和温度模拟装置；
压力模拟装置包括压紧装置和压力测量装置：
压紧装置用于压紧待测试电池(14)；
压力测试装置用于测量压紧装置对待测试电池(14)施加的压紧力；
温度模拟装置包括从上往下间隔分布的定位板(5)和底板(1)：
底板(1)的顶部用于放置待测试电池(14)；
定位板(5)和底板(1)内能够通入预设温度的液体；
压紧装置通过定位板(5)压紧待测试电池(14)。
2.如权利要求1所述的锂离子动力电池的性能测试配套装置，其特征在于，所述压紧装置包括压力施加机构、顶板(7)和压紧板(11)；
顶板(7)间隔设置于定位板(5)上方；
压力施加机构包括螺杆(9)，螺杆(9)与顶板(7)相螺纹连接，且螺杆(9)位于顶板(7)和定位板(5)之间的一端与压紧板(11)连接；
压紧板(11)通过定位板(5)压紧待测试电池(14)。
3.如权利要求2所述的锂离子动力电池的性能测试配套装置，其特征在于，所述压力测量装置包括压力测试仪(12)；
压力测试仪(12)位于压紧板(11)与定位板(5)之间，且固定于定位板(5)顶面；
优选地，所述压紧板(11)底部设置有力矩柱(13)；
力矩柱(13)位于压力测试仪(12)的侧部；
定位板(5)的顶部在与力矩柱(13)相对应的位置设置有第一力矩柱插孔(502)；
力矩柱(13)，用于当随压紧板(11)向下运动时，其下端对应插入第一力矩柱插孔(502)中。
4.如权利要求2所述的锂离子动力电池的性能测试配套装置，其特征在于，所述顶板(7)的底部四角，分别通过一根导线杆(3)与底板(1)的顶部四角固定连接；
定位板(5)在与每根导线杆(3)相对应的位置，分别设置有一个定位板通孔(501)；
每个定位板通孔(501)中，垂直贯穿通过一根导线杆(3)；
优选地，顶板(7)、定位板(5)和底板(1)，均是水平分布；
优选地，定位板通孔(501)与导线杆(3)为间隙配合。
5.如权利要求1所述的锂离子动力电池的性能测试配套装置，其特征在于，所述定位板(5)的顶部，在每根导线杆(3)相对应的位置分别固定设置有一个导向轴套(6)；
每个导向轴套(6)中，直贯穿通过一根导线杆(3)；
优选地，导向轴套(6)与导线杆(3)之间为间隙配合。
6.如权利要求1所述的锂离子动力电池的性能测试配套装置，其特征在于，底板(1)的顶部，设置有底部绝缘板(2)；
底部绝缘板(2)的顶部放置有待测试电池(14)；
定位板(5)的底面，设置有压紧绝缘板(4)；
压紧绝缘板(4)位于待测试电池(14)的正上方。
7.如权利要求6所述的锂离子动力电池的性能测试配套装置，其特征在于，压紧绝缘板(4)在与每根导线杆(3)相对应的位置，分别设置有一个压紧绝缘板通孔(401)；
每个压紧绝缘板通孔(401)中，贯穿通过一根导线杆(3)；
优选地，压紧绝缘板通孔(401)与导线杆(3)为间隙配合。
8.如权利要求2所述的锂离子动力电池的性能测试配套装置，其特征在于，顶板(7)在压紧板(11)正上方的位置，设置有螺母安装孔(701)；
所述螺母安装孔(701)上安装有一个螺母(10)；
螺母(10)与螺杆(9)相螺纹连接；
优选地，螺杆(9)的上端贯穿设置有操作杆安装通孔，操作杆安装通孔上，安装有操作杆(8)。
9.如权利要求1所述的锂离子动力电池的性能测试配套装置，其特征在于，定位板(5)和底板(1)分别是中空的结构；
优选地，定位板(5)和底板(1)内液体的温度相同。
10.如权利要求1所述的锂离子动力电池的性能测试配套装置，其特征在于，定位板(5)和底板(1)独立地具有中空的第一通水内腔和第二通水内腔；
定位板(5)设置有第一进水连接器(151)和第一出水连接器(152)；
第一进水连接器(151)和第一出水连接器(152)，分别与第一通水内腔相连通；
底板(1)设置有第二进水连接器(161)和第二出水连接器(162)；
第二进水连接器(161)和第二出水连接器(162)，分别与第二通水内腔相连通。
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| CN202310325037.0A CN116400229A (zh) | 2023-03-29 | 2023-03-29 | 一种锂离子动力电池的性能测试配套装置 |
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