CN201096805Y - 电芯夹具以及使用该电芯夹具的针刺实验机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种针刺实验机的电芯夹具，包括设置在针刺实验机机架上的定位块，定位块上设有两个斜面，两斜面相对于通过所述针刺实验机钢针的竖直平面对称，且两斜面的相交线垂直所述钢针，两斜面的相交线处设有容纳钢针的插槽。使用时，将待测电芯放置在两斜面之间，并是待测电芯与两个斜面都接触，只要钢针对准两斜面的相交线，即可使得钢针正好对准待测电芯的最高母线，避免给钢针带来巨大的弯矩和转矩，从而避免钢针被折断。在钢针冲向待测电芯时，两条接触线均分了钢针带来的冲击力，使得待测电芯不会因受力不均而从夹具中弹出，确保了试验能够有效地进行。同时还提供了一种使用这种电芯夹具的针刺实验机，使得工作效率得到提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池行业中的安全性测试设备，更具体地说，涉及一种对电池电芯进行针刺测试的针刺实验机及其电芯夹具。
背景技术
电池电芯通常需要进行过充、过放、挤压、外部短路、针刺等一系列破坏性检测试验。其中针刺测试用来测试电池的安全性能，通常使用针刺实验机来对电池电芯进行针刺测试。针刺实验机通常包括机架、用于固定电芯的电芯夹具、钢针模具和液压系统，液压系统驱动钢针模具上的钢针冲向待测电芯，并将待测电芯刺穿，在待测电芯中停留很短时间后从待测电芯内抽出，再观测电芯是否爆炸或起火，从而完成针刺检测试验。
现有针刺实验机中，电芯夹具通常需要先夹紧待测电芯再人工调节待测电芯的位置，每次更换待测电芯时均需要再次调节待测电芯的位置，工作效率低下，使用非常不便。而且，每次调节待测电芯的位置均因人为因素而存在差异，难以保证每次测试的一致性；当钢针冲向待测电芯时，如果钢针的中心线与待测电芯的最高母线存在一定的对中性偏差，待测电芯对钢针会产生巨大的转矩和弯矩，使得钢针容易被折断。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中针刺实验机的电芯夹具存在试验前的调试不便，且钢针容易折断的缺陷，提供一种能够迅速定位待测电池电芯、调试方便的针刺实验机的电芯夹具。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种针刺实验机的电芯夹具，所述电芯夹具包括设置在针刺实验机机架上的定位块，所述定位块上设有两个斜面，所述两斜面相对于通过所述针刺实验机钢针的竖直平面对称，且所述两斜面的相交线垂直所述钢针；所述两斜面的相交线处设有容纳钢针的插槽。
在本实用新型所述针刺实验机的电芯夹具中，所述定位块上的两斜面形成贯穿定位块的V形槽。
在本实用新型所述针刺实验机的电芯夹具中，所述插槽沿两斜面的相交线贯穿所述V形槽。
在本实用新型所述针刺实验机的电芯夹具中，所述定位块上方设有两根平行所述两斜面相交线的夹紧棒，所述钢针正对于所述两根夹紧棒之间，所述针刺实验机机架上设有固定所述夹紧棒的支撑板。
在本实用新型所述针刺实验机的电芯夹具中，所述定位块四周设有收集电芯废料的集废盒。
本实用新型要解决的另一技术问题在于，针对于现有技术中针刺实验机电芯夹具调试不便、工作效率低下，且钢针容易折断的缺陷，提供一种钢针能够迅速对准待测电池电芯的最高母线、调试方便的针刺实验机。
本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：提供一种针刺实验机，包括机架、电芯夹具、设有钢针的钢针模具和液压系统，所述机架包括底板和顶板、固定在顶板和底板之间且位于底板四周的导向柱、位于顶板和底板之间且套设在导向柱上的滑板，所述钢针模具设置在滑板的下侧，所述电芯夹具设置在底板上侧正对钢针模具处，所述液压系统设置在顶板上并驱动连接所述滑板沿导向柱上下滑动；所述电芯夹具包括设置在底板上的定位块，所述定位块上设有两个斜面，所述两斜面相对于通过所述钢针的竖直平面对称，且所述两斜面的相交线垂直所述钢针；所述两斜面的相交线处设有容纳钢针的插槽。
在本实用新型所述针刺实验机中，所述定位块上的两斜面形成贯穿定位块的V形槽。
实施本实用新型的针刺实验机，具有以下有益效果：通过设置电芯夹具包括固定在机架上的定位块，定位块上设有相对于通过钢针的竖直平面相对称的两个斜面，且两斜面的相交线垂直所述钢针。使用时，将待测电芯放置在两斜面之间，待测电芯分别与两斜面形成线接触，这两条接触线相对于通过钢针的中性面对称。只要钢针对准两斜面的相交线，将圆柱形的待测电芯放置在两斜面形成的槽中，并是待测电芯与两个斜面都接触，即可使得钢针正好对准待测电芯的最高母线，避免给钢针带来巨大的弯矩和转矩，从而避免钢针被折断。在钢针冲向待测电芯时，两条接触线均分了钢针带来的冲击力，使得待测电芯不会因受力不均而从夹具中弹出，确保了试验能够有效地进行。同时，将定位块固定在机架上，在钢针冲刺过程中，定位块不会发生移位，更换待测电芯后，只要将圆柱形的待测电芯与两个斜面都接触，即可完成待测电芯的定位，并且不用每次夹紧电芯后还需重新定位。使用包括这种电芯夹具的针刺实验机，更换电芯时更为方便快捷、工作效率提高，且可减少钢针折断的几率。
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型所述针刺实验机优选实施例的立体图；
图2是本实用新型所述针刺实验机优选实施例的半剖视图；
图3是本实用新型所述针刺实验机优选实施例中电芯夹具的立体结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，在本实用新型的针刺实验机的优选实施例中，包括机架10、电芯夹具20、钢针模具30、液压系统40和测速装置50。其中，机架10用于将设备固定在基础上，并将设备的各个部分牢固地固定在各自的位置上，包括底板11、顶板12、导向柱13和滑板14。底板11上可设有固定连接结构，以便底板11能够固定在基础上。导向柱13竖直设置在底板11的四周，其两端分别固定在底板11和顶板12上，从而形成针刺实验机的整个框架。液压系统40设置在顶板12上侧，钢针模具30固定在滑板14下侧，电芯夹具20固定在底板11上并正对于钢针模具30。在本优选实施例中，优选导向柱13为四根，底板11为矩形，四根导向柱13分别设置在底板11的四个角上。滑板14设置在顶板12和底板11之间，滑板14上对应导向柱13的位置上设有通孔，通孔内最好设有套设在导向柱13上的无油衬套15，使得滑板14能够沿导向柱13在顶板12和底板11之间滑动。
如图3所示，电芯夹具20包括固定在底板11上的定位块21、设置在定位块21侧面的支撑板22、设置在支撑板22上的两根夹紧棒23。其中，定位块21上设有两个斜面，两斜面相对于通过钢针的竖直平面对称，且两斜面的相交线垂直所述钢针，此外，两斜面的相交线处设有一个插槽27，当钢针刺穿待测电芯后，能够被收容在插槽27内，避免与定位块直接碰撞而折断。两个斜面可以设置在定位块上侧面的局部，也可以设置成贯穿整个定位块，形成V形槽24。本实施例优选为V形槽24，该V形槽24的对称中心面正好通过钢针模具30上竖直设置的钢针。当待测电芯1放置在V形槽24中时，待测电芯1与V形槽24的两斜面形成线接触，这两条接触线相对于通过钢针的中性面对称，在钢针冲向待测电芯1时，两条接触线均分了钢针带来的冲击力，使得待测电芯1不会因受力不均而从夹具中弹出，确保了试验能够有效地进行。在V形槽24的底部的插槽27可以设置成沿两斜面的相交线贯穿整个定位块，如图3所示。
支撑板22最好设置在V形槽2 4两端开口处，当待测电芯1发生爆炸时，其碎片沿V形槽24窜动时能够被支撑板22挡住，避免其伤人。夹紧棒23平行定位块的V形槽24，当待测电芯1放置在V形槽24内时，调节夹紧棒23两端在支撑板22上的位置，使得钢针模具上的钢针针对于两根夹紧棒23之间的间隙，以便钢针能冲向待测电芯1进行针刺试验。在调节夹紧棒23时，应尽量保证夹紧棒23不接触放置在V形槽24上的待测电芯1，以防止夹紧棒23影响待测电芯1最高母线相对于钢针的位置，进而影响到定位块21的定位精度。当钢针返回时，夹紧棒23阻碍待测电芯1随钢针上移，使得待测电芯1能够从钢针上脱落下来。
在测试方形电芯时，可在V形槽24上防止一块中心带孔的平板，将孔对准钢针，再将电芯置于平板上即可。还可以在V形槽24的斜面上设置缺口，缺口形成放置该平板的平台，从而固定该平板，定位非常方便快捷。
在本优选实施例中，支撑板22上设有滑槽25，夹紧棒23的两端分别设置在对应的支撑板上的滑槽25内。当待测电芯1尺寸不同时，夹紧棒23能够沿滑槽25滑动，获得不同的相对于V形槽24的距离，适应不同规格待测电芯1的针刺试验。
在本优选实施例中，最好还在定位块21的四周设置集废盒26，该集废盒26将定位块21收容在其内部。实验过程中泄露的电解液和燃烧或爆炸产生的电芯废弃物均不会溢出该集废盒26，而被该集废盒26收集，防止了环境的污染。
在本优选实施例中，液压系统40设置在顶板12上，包括液压缸41、向液压缸41提供液体的液压站、控制液压缸41的进液速度的节流阀42。其中液压缸41缸体固定在顶板12上，液压缸41的活塞杆穿过顶板12上设置的通孔连接在滑板14的上侧，以驱动滑板14上下移动。液压站通过连通管43连接至液压泵，节流阀42设置在连通管43上。液压站最好采用定量泵，以稳定液压缸41的出轴速度，使得与活塞杆连接的滑板14能够沿导向柱13匀速滑动，方便测速装置50进行测速。通过调节节流阀42，使得滑板14获得合理的滑动速度。
测速装置50设置在顶板12上，包括测速杆51、标杆52、感应器53、芯片、显示装置54，标杆52固定在顶板12上，测速杆51设置在标杆52的滑槽内且沿该滑槽可上下滑动，感应器53和显示装置54固定在标杆52上。测速杆51的下端连接在滑板14上，当滑板14上下滑动时，带动测速杆51在标杆52的滑槽内滑动。
当测速装置进行测速时，芯片在测速周期开始时触发感应器53，感应器53感应测速杆51的位置并输送到芯片；芯片在测速周期结束时再触发感应器53，感应器53再次感应测速杆51的位置并输送至芯片；芯片根据两个测速杆51的两个位置计算处在测速周期内测速杆51的位移量，从而计算处测速杆51的速度，并将该速度值显示在显示装置54上，从而完成整个测速过程。由于测速杆51与滑板14连接，而钢针模具30固定在滑板14上，因此测速装置50测得的速度即为钢针33的速度。通过该测速装置50反馈的钢针速度，可及时调节液压系统中的节流阀42，使得钢针运动速度达到具体实验时的要求。
Claims (7)
1、一种针刺实验机的电芯夹具，其特征在于，所述电芯夹具包括设置在针刺实验机机架上的定位块，所述定位块上设有两个斜面，所述两斜面相对于通过所述针刺实验机钢针的竖直平面对称，且所述两斜面的相交线垂直所述钢针；所述两斜面的相交线处设有容纳钢针的插槽。
2、根据权利要求1所述针刺实验机的电芯夹具，其特征在于，所述定位块上的两斜面形成贯穿定位块的V形槽。
3、根据权利要求2所述针刺实验机的电芯夹具，其特征在于，所述插槽沿两斜面的相交线贯穿所述V形槽。
4、根据权利要求1至3中任一项所述针刺实验机的电芯夹具，其特征在于，所述定位块上方设有两根平行所述两斜面相交线的夹紧棒，所述钢针正对于所述两根夹紧棒之间，所述针刺实验机机架上设有固定所述夹紧棒的支撑板。
5、根据权利要求1至3中任一项所述针刺实验机的电芯夹具，其特征在于，所述定位块四周设有收集电芯废料的集废盒。
6、一种针刺实验机，包括机架、电芯夹具、设有钢针的钢针模具和液压系统，其特征在于，所述机架包括底板和顶板、固定在顶板和底板之间且位于底板四周的导向柱、位于顶板和底板之间且套设在导向柱上的滑板，所述钢针模具设置在滑板的下侧，所述电芯夹具设置在底板上侧正对钢针模具处，所述液压系统设置在顶板上并驱动连接所述滑板沿导向柱上下滑动；所述电芯夹具包括设置在底板上的定位块，所述定位块上设有两个斜面，所述两斜面相对于通过所述钢针的竖直平面对称，且所述两斜面的相交线垂直所述钢针；所述两斜面的相交线处设有容纳钢针的插槽。
7、根据权利要求6所述针刺实验机，其特征在于，所述定位块上的两斜面形成贯穿定位块的V形槽。
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