CN116989928A - 一种可实时检测单体电芯膨胀力的模组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可实时检测单体电芯膨胀力的模组。所述可实时检测单体电芯膨胀力的模组包括多个单体电芯，所述单体电芯的电极上固定安装有电芯连接铝巴，所述电芯连接铝巴位于两个相邻的单体电芯的间隙处的正上方处为波浪形设置，两个相邻的所述单体电芯之间处均设有拉力应变片，所述拉力应变片的两端耦合嵌入在相对应的所述电芯连接铝巴的一侧。本发明提供的可实时检测单体电芯膨胀力的模组具有能够在不增加原模组设计尺寸的情况下，完成对模组内所有单体电芯进行检测，以实现膨胀力、电压和温度多种重要参数综合分析能更全面的判断电芯状态，提前预判整个模组循环寿命，在安全性能测试时发现异常失效点的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电芯膨胀力检测技术领域，尤其涉及一种可实时检测单体电芯膨胀力的模组。
背景技术
随着新能源行业的迅猛发展，锂电池在新能源汽车、储能等领域广泛使用。电池模组通常由多个电芯堆叠而成，电芯在长时间循环过程中各个参数的测量与监控十分重要，可以根据各个参数来评判电池模组的运行性能和安全性能。
由于国标等标准只对单体电芯温度和电压有明确判断标准，对膨胀力没有要求评判，所以市场上已有的模组或电池包重点对单体电芯的电压和温度进行了测量与监控，但是在循环过充中电芯电化学作用下逐渐增大的膨胀力这项重要参数的检测却是不足的。重要参数不足的情况下对电芯分析，那此分析就是片面或不准的。
现在部分先进电芯厂家了解检测膨胀力的优点，开始考虑在整个模组中加入膨胀力检测器件，但是限于新能源汽车、储能模组都追求极致能量密度，外尺寸难以增加，同时检测方法有限，只能在模组中膨胀力检测器用来检测到整个模组的膨胀力。此方案只能检测所有电芯整体状态，无法了解到每一个电芯单体的情况，发现了膨胀力异常也很难定位到具体的单体电芯。
因此，有必要提供一种新的可实时检测单体电芯膨胀力的模组解决上述技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种能够在不增加原模组设计尺寸的情况下，完成对模组内所有单体电芯进行检测，以实现膨胀力、电压和温度多种重要参数综合分析能更全面的判断电芯状态，提前预判整个模组循环寿命，在安全性能测试时发现异常失效点的可实时检测单体电芯膨胀力的模组。
为解决上述技术问题，本发明提供的可实时检测单体电芯膨胀力的模组包括：多个单体电芯，所述单体电芯的电极上固定安装有电芯连接铝巴，所述电芯连接铝巴位于两个相邻的单体电芯的间隙处的正上方处为波浪形设置，两个相邻的所述单体电芯之间处均设有拉力应变片，所述拉力应变片的两端耦合嵌入在相对应的所述电芯连接铝巴的一侧。
优选的，还包括固定架，多个所述单体电芯均安装在所述固定架内。
优选的，所述固定架包括两个侧板、两个角铁和两个钢带，所述钢带套设在两个所述侧板的外侧，所述单体电芯的底部均与两个所述角铁相接触，所述角铁与两个所述侧板固定连接。
优选的，两个相邻的所述单体电芯之间均设有隔板，所述隔板的底部与所述角铁相接触，所述隔板为两侧开口的中空设置，所述隔板内设有多个呈波浪形分布的加强斜板。
优选的，所述电芯连接铝巴焊接在所述单体电芯的上。
优选的，所述电芯连接铝巴为材质为Al 1060—o态。
优选的，还包括连接板，所述连接板位于多个所述单体电芯的顶部，多个所述电芯连接铝巴均与所述连接板固定连接，所述连接板用于通过电芯连接铝巴将多个所述单体电芯的电极进行并联。
优选的，在电芯自身膨胀力会导致单体电芯鼓胀，并单体电芯在膨胀力的作用下发生相对位移，增加距离时，会直接作用在焊接在单体电芯的电极柱上的电芯连接铝巴上，拉力应变片耦合嵌入在电芯连接铝巴易拉伸部位两端，直接记录电芯连接铝巴的拉伸量，并传递出来数据，每一个单体电芯之间增加的拉力应变片耦合电芯连接铝巴即可实时检测每模组中每一颗单体电芯的膨胀力参数。
与相关技术相比较，本发明提供的可实时检测单体电芯膨胀力的模组具有如下有益效果：
本发明提供一种可实时检测单体电芯膨胀力的模组，通过拉力应变片实时记录电芯连接铝巴受力位移的模组，其模组在外形尺寸上没有增大，但是能增加记录每一个单体电芯膨胀力的功能，为综合分析模组性能，补充了力学方面重要参数，为新能源锂电池研究人员提供更全面的信息，减少片面信息带来的干扰，缩短整个试验周期。便于研究人员判断单体电芯瞬时状态，提前预判整个模组循环寿命，在安全性能测试时发现异常失效点等优点。
附图说明
图1为本发明提供的可实时检测单体电芯膨胀力的模组的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为图1所示的爆炸结构示意图；
图3为图1所示的正视结构示意图；
图4为图3所示的电芯连接铝巴在两个相邻单体电芯上的安装结构示意图；
图5为图1所示的电芯连接铝巴与拉力应变片的安装结构示意图；
图6为图5所示的正视结构示意图；
图7为图6所示的电芯连接铝巴受力被拉伸后的结构示意图；
图8为本发明提供的可实时检测单体电芯膨胀力的模组的电芯连接铝巴形变位移与受力关系图。
图中标号：1、单体电芯，2、电芯连接铝巴，3、拉力应变片，4、侧板，5、角铁，6、钢带，7、隔板。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请结合参阅图1-8，其中，图1为本发明提供的可实时检测单体电芯膨胀力的模组的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的爆炸结构示意图；
图3为图1所示的正视结构示意图；图4为图3所示的电芯连接铝巴在两个相邻单体电芯上的安装结构示意图；图5为图1所示的电芯连接铝巴与拉力应变片的安装结构示意图；图6为图5所示的正视结构示意图；图7为图6所示的电芯连接铝巴受力被拉伸后的结构示意图；图8为本发明提供的可实时检测单体电芯膨胀力的模组的电芯连接铝巴形变位移与受力关系图。可实时检测单体电芯膨胀力的模组包括：多个单体电芯1，所述单体电芯1的电极上固定安装有电芯连接铝巴2，所述电芯连接铝巴2位于两个相邻的单体电芯1的间隙处的正上方处为波浪形设置，两个相邻的所述单体电芯1之间处均设有拉力应变片3，所述拉力应变片3的两端耦合嵌入在相对应的所述电芯连接铝巴2的一侧，所述拉力应变片3的两端均设有导线，通过导线可连接外部测量仪器，从而在电芯连接铝巴2发生形变导致拉力应变片3受力时将数据实时传输至外部测量仪器中，从而可实时检测单体电芯1的膨胀力。
还包括固定架，多个所述单体电芯1均安装在所述固定架内。
所述固定架包括两个侧板4、两个角铁5和两个钢带6，所述钢带6套设在两个所述侧板4的外侧，所述单体电芯1的底部均与两个所述角铁5相接触，所述角铁5与两个所述侧板4固定连接，所述侧板4上开设有两个定位槽，所述钢带6套设在所述定位槽内，所述侧板4相互靠近的一侧对称开设有两个卡槽，所述角铁5的两端分别卡装在相对应的所述卡槽内。
两个相邻的所述单体电芯1之间均设有隔板7，所述隔板7的底部与所述角铁5相接触，所述隔板7为两侧开口的中空设置，所述隔板7内设有多个呈波浪形分布的加强斜板。
所述电芯连接铝巴2焊接在所述单体电芯1的上。
所述电芯连接铝巴2为材质为Al 1060—o态、扭曲部分回火工艺。
还包括连接板，所述连接板位于多个所述单体电芯1的顶部，多个所述电芯连接铝巴2均与所述连接板固定连接，所述连接板用于通过电芯连接铝巴2将多个所述单体电芯1的电极进行并联。
由于电芯在正常循环或者异常充放电过程中过程中，会因为自身电化学反应产生膨胀力，且正常循环工况和异常充放电产生的膨胀力存在明显差异，现通过检测膨胀力来增加对电芯的综合分析。
在电芯自身膨胀力会导致单体电芯1鼓胀，并单体电芯1在膨胀力的作用下发生相对位移，增加距离时，会直接作用在焊接在单体电芯1的电极柱上的电芯连接铝巴2上，电芯连接铝巴2的材质为Al 1060—o态、扭曲部分回火工艺，两端受力时易拉伸，拉力应变片3耦合嵌入在电芯连接铝巴2易拉伸部位两端，直接记录电芯连接铝巴2的拉伸量，并传递出来数据，每一个单体电芯1之间增加的拉力应变片3耦合电芯连接铝巴2即可实时检测每模组中每一颗单体电芯1的膨胀力参数。
与相关技术相比较，本发明提供的可实时检测单体电芯膨胀力的模组具有如下有益效果：
本发明提供一种可实时检测单体电芯膨胀力的模组，通过拉力应变片3实时记录电芯连接铝巴2受力位移的模组，其模组在外形尺寸上没有增大，但是能增加记录每一个单体电芯1膨胀力的功能，为综合分析模组性能，补充了力学方面重要参数，为新能源锂电池研究人员提供更全面的信息，减少片面信息带来的干扰，缩短整个试验周期。便于研究人员判断单体电芯1瞬时状态，提前预判整个模组循环寿命，在安全性能测试时发现异常失效点等优点。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种可实时检测单体电芯膨胀力的模组，其特征在于，包括：
多个单体电芯，所述单体电芯的电极上固定安装有电芯连接铝巴，所述电芯连接铝巴位于两个相邻的单体电芯的间隙处的正上方处为波浪形设置，两个相邻的所述单体电芯之间处均设有拉力应变片，所述拉力应变片的两端耦合嵌入在相对应的所述电芯连接铝巴的一侧。
2.根据权利要求1所述的可实时检测单体电芯膨胀力的模组，其特征在于，还包括固定架，多个所述单体电芯均安装在所述固定架内。
3.根据权利要求2所述的可实时检测单体电芯膨胀力的模组，其特征在于，所述固定架包括两个侧板、两个角铁和两个钢带，所述钢带套设在两个所述侧板的外侧，所述单体电芯的底部均与两个所述角铁相接触，所述角铁与两个所述侧板固定连接。
4.根据权利要求3所述的可实时检测单体电芯膨胀力的模组，其特征在于，两个相邻的所述单体电芯之间均设有隔板，所述隔板的底部与所述角铁相接触，所述隔板为两侧开口的中空设置，所述隔板内设有多个呈波浪形分布的加强斜板。
5.根据权利要求1所述的可实时检测单体电芯膨胀力的模组，其特征在于，所述电芯连接铝巴焊接在所述单体电芯的上。
6.根据权利要求1所述的可实时检测单体电芯膨胀力的模组，其特征在于，所述电芯连接铝巴为材质为Al 1060—o态。
7.根据权利要求1所述的可实时检测单体电芯膨胀力的模组，其特征在于，还包括连接板，所述连接板位于多个所述单体电芯的顶部，多个所述电芯连接铝巴均与所述连接板固定连接，所述连接板用于通过电芯连接铝巴将多个所述单体电芯的电极进行并联。
8.根据权利要求1所述的可实时检测单体电芯膨胀力的模组，其特征在于，在电芯自身膨胀力会导致单体电芯鼓胀，并单体电芯在膨胀力的作用下发生相对位移，增加距离时，会直接作用在焊接在单体电芯的电极柱上的电芯连接铝巴上，拉力应变片耦合嵌入在电芯连接铝巴易拉伸部位两端，直接记录电芯连接铝巴的拉伸量，并传递出来数据，每一个单体电芯之间增加的拉力应变片耦合电芯连接铝巴即可实时检测每模组中每一颗单体电芯的膨胀力参数。
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