CN205050958U - 一种铝塑膜单体锂离子电池形变测试台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铝塑膜单体锂离子电池形变测试台，属于电动汽车动力电池领域。包括底座、上压板、直线轴承、传感器安装板、安装支架、线性位移传感器、位移传感器调节螺栓、称重传感器以及恒定压力供给装置；压力供给装置安装于安装支架上，安装支架固定在底座上；底座与所述上压板通过直线轴承相连；线性位移传感器安装在底座上，该线性位移传感器通过调节螺栓与上压板相连，传感器的触头与调节螺栓的下端面相接触，称重传感器安装在传感器安装板上，传感器安装板的重心与所述恒定压力供给装置相连。传感器安装板与上压板通过螺栓相连。本实用新型具有结构简单、操作方便的优点，制作成本低却能够获得较高的采集精度。

Description

一种铝塑膜单体锂离子电池形变测试台

技术领域

本实用新型属于电动汽车动力电池领域，特别涉及一种车用动力电池形变测试装置。

背景技术

近年来，由于能源与环境危机，电动汽车逐渐成为全球各国广泛关注的对象。电动汽车动力电池作为电动汽车上的核心零部件也受到高度重视。由于电动汽车动力电池在充放电过程中锂离子在电池正负极脱嵌与嵌入、电极产热、电池副反应反应产气等，导致电池在宏观上发生形变。该形变直观表现为电池厚度的变化。动力电池的形变会对电池的使用性能及电池的成组使用产生影响。准确地测量电动汽车汽车动力电池在不同环境下充放电过程中的形变量对于电池的安全设计与使用具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决车用动力单体电池形变测试问题，提供一种铝塑膜单体锂离子电池形变测试台，该测试台不仅能实时测出电动汽车动力电池充放电过程中的形变量，而且能调节施加给动力电池的压力大小，以此模拟电池在电池模块中处于各种受力状态而发生形变的情况。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种铝塑膜单体锂离子电池形变测试台，其特征在于，包括底座、上压板、直线轴承、传感器安装板、安装支架、线性位移传感器、位移传感器调节螺栓、称重传感器以及恒定压力供给装置；所述恒定压力供给装置安装于安装支架上，安装支架固定在所述底座上；所述底座与所述上压板通过所述直线轴承相连，所述上压板与所述底座平行并能够沿所述直线轴承上下移动；所述线性位移传感器安装在所述底座上，该线性位移传感器通过调节螺栓与上压板相连，传感器的触头与调节螺栓的下端面相接触，所述称重传感器安装在传感器安装板上，所述传感器安装板的重心与所述恒定压力供给装置相连。所述传感器安装板与所述上压板通过螺栓相连。

所述恒定压力供给装置包括分别安装在安装支架的气缸、手动换向阀、调压旋钮及气表，其中，传感器安装板的重心位置有一梯形孔与气缸的气缸轴相连接。

所述测试台还包括套在气缸轴上的T形聚氨酯橡胶，T形聚氨酯橡胶内嵌于传感器安装板的梯形孔内。

底座与上压板通过高精度直线轴承连接，保证上压板在上下运动的过程中与底座的平行度(工作过程中待测铝塑膜锂离子电池置于上压板与底座之间)。

线性位移传感器安装在底座上，该线性位移传感器通过调节螺栓固定在上压板上，传感器的触头与调节螺栓的下端面始终接触，用以调节直线位移传感器。

称重传感器安装于传感器安装板上，传感器安装板的重心位置有一梯形孔与气缸的气缸轴相连接；T形聚氨酯橡胶套在气缸轴上，内嵌于传感器安装板的梯形孔内，可减小气缸磨损。聚氨酯橡胶上下分别有两个背母，用于微调传感器安装板在气缸轴上的位置；

传感器安装板与上压板用螺栓相连，螺栓外面套有隔套，隔套内径略大于螺栓的公称直径。隔套外圆与上压板对应的孔内径之间留有间隙。当气缸处于上极限位置时，传感器安装板同样处于上极限位置，上压板被四个螺栓拉紧，同样处于上极限位置。在此状态下，称重传感器的敏感元件与上压板的上表面需要留有微小间隙。

气缸、手动换向阀和调压旋钮及气表安装于气缸安装支架上。

气缸安装支架通过螺栓固定于底座上。

所述底座下装有橡胶脚垫。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型包括底座、上压板、高精度直线轴承、线性位移传感器、位移传感器调节螺栓、称重传感器以及恒定压力供给装置。气缸作为恒压力压紧装置的执行元件，只需通过手动换向阀即可给装在上压板与底座之间的动力电池提供不同的压力，气表可直观地显示气缸中气路的气压大小，而电池所受具体压力数值可由装在传感器安装板上的称重传感器读出。直线轴承保证了上压板在上下运动过程中与底座的平行度。线性位移传感器可以精确测出在不同压力下电池在充放电过程中的微小形变量。

附图说明

图1是本实用新型的主剖视图。

图2是本实用新型的左视图。

图3为图1中上压板与传感器安装板的连接结构图。

图中1.底座，2.上压板，3.直线轴承，4.传感器安装板，5.螺栓1，6.气缸安装支架，7.气缸，8.螺栓2，9.聚氨酯橡胶，10.称重传感器，11.隔套，12.铝塑膜锂离子电池，13.调节螺栓，14.线性位移传感器，15.橡胶脚垫，16.手动换向阀，17.调压旋钮及气表。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本实用新型设计的一种车用动力单体电池形变测试台实施例结构如图1、2、3所示，包括：底座1、上压板2、高精度直线轴承3、传感器安装板4、螺栓(5、8)、气缸安装支架6、气缸7、T形聚氨酯橡胶9、称重传感器10及恒定压力供给装置、隔套11、调节螺栓13、线性位移传感器14、橡胶脚垫15、手动换向阀16、调压旋钮及气表17；

如图1所示，底座1与上压板2通过高精度直线轴承3连接，保证了上压板在上下运动的过程中与底座的平行度(工作过程中待测铝塑膜锂离子电池12置于上压板2与底座1之间)。

线性位移传感器14安装在底座1上，该线性位移传感器通过调节螺栓13固定在上压板2上，传感器的触头与调节螺栓13的下端面相接触，当拧动调节螺栓13时，直线位移传感器14的触头会相应上下移动，以此调节直线位移传感器。

称重传感器10安装于传感器安装板上4，传感器安装板4的重心位置有一梯形孔与气缸7的气缸轴相连接；T形聚氨酯橡胶9套在气缸轴上，内嵌于传感器安装板4的梯形孔内，可减小气缸磨损。聚氨酯橡胶9上下分别有两个背母，用于微调传感器安装板4在气缸轴上的位置；

所述恒定压力供给装置包括分别安装在安装支架的气缸、手动换向阀、调压旋钮及气表，其中，传感器安装板的重心位置有一梯形孔与气缸的气缸轴相连接。

如图3所示，传感器安装板4与上压板2用4个螺栓5相连，螺栓5外面装有隔套11，隔套11的内径略大于螺栓5的公称直径。隔套11外圆与上压板2对应的孔内径之间留有间隙。当气缸7处于上极限位置时，传感器安装板4同样处于上极限位置，上压板被四个螺栓(5)拉着，同样处于上极限位置。在这种状态下，称重传感器10的敏感元件与上压板2的上表面留有微小间隙，称重传感器不工作。当气缸7向下运动时，传感器安装板4与上压板2共同时下降。上压板2首先会接触到铝塑膜锂离子电池12的上表面，上压板12静止不动，气缸轴和传感器安装板4继续向下运动。当称重传感器10的敏感元件接触到上压板2的上表面时，运动停止。当气缸轴向上运动时，传感器安装板4立即向上运动而上压板2静止不动。气缸轴继续向上运动至螺栓5的螺栓头下表面与上压板2对应孔的下表面接触，上压板2开始向上运动，与铝塑膜锂离子电池12分离。气缸轴向上运动至上极限位置。

如图2所示，气缸7、手动换向阀16和调压旋钮及气表17安装于气缸安装支架6上，手动换向阀16可以调节气缸7的上下运动方向从而带动上压板2的上下运动，调压旋钮及气表17可调节并显示气缸7内的气压大小。

气缸安装支架6通过螺栓固定于底座1上。

所述底座下装有橡胶脚垫15。

本实施例中各器件的具体实施方式说明如下：

底座1、上压板2及传感器安装板4均使用厚度为25mm的Q235钢板进行加工，其尺寸可根据实际需求进行合理设计；螺栓(5、8)选用常规内六角螺栓；气缸安装支架6由三块Q235钢板和三块肋板焊接而成，其尺寸需适应于底板和气缸尺寸；隔套11采用Q235材质套筒切割而成，套筒内径需大于螺栓5的公称直径，外径略小于图3中上压板2的阶梯孔直径；橡胶脚垫15采用常规脚垫。

高精度直线轴承3选用米思米LHFRWF20带法兰盘高精度直线轴承；气缸7选用亚德客SC-100X30-S-FA型号气缸，缸径为100mm，气缸行程为30mm，实际选用时可根据所需压力大小进行合适选择；T形聚氨酯橡胶9选用米思米DXFS_D37_V25_T5_L13_C20台阶型聚氨酯橡胶；称重传感器10选用蚌埠中诺传感器纽扣式微型荷重传感器-200kg，其量程为200kg，精度为0.1kg；调节螺栓13选用米思米AJKTNF8-65；线性位移传感器14选用上海博士电子精密小量程线性位移传感器，其量程为1mm，精度为0.1μm；手动换向阀16选用亚德客4H210-08-PA型号换向阀；调压旋钮及气表17选用亚德客AR1500型号调压旋钮及气表。

本实用新型的工作过程为：转动手动换向阀16，使气缸轴、传感器安装板4和上压板2运动到上极限位置，将动力电池12置于底座1上。转动手动换向阀16使上述三者下降并压紧动力电池。连接好充电设备，调节测试台的调压旋钮17至到所需的压力后，拧动调节螺栓13，对线性位移传感器14进行调零。对电池进行充放电，电池承受的压力可由称重传感器10测得，电池的形变量可由位移传感器14测得。实验采集的数据通过上位机记录分析。重复试验过程，调节不同大小的电池所受压力，可分析得到电池在充放电过程中不同压力下的形变量。

本实用新型可与高低温试验箱结合，测得不同温度环境下动力电池的充放电形变情况。另外，通过对上压板2的下表面和底板1的上表面距离的测量，可以粗略估计汽车动力电池或电池组的厚度。可以用安装游标卡尺的方法，使该设备成为电池或电池组厚度的快速检测工装，能够大大提高检测效率。

Claims (4)

1.一种铝塑膜单体锂离子电池形变测试台，其特征在于，包括底座、上压板、直线轴承、传感器安装板、安装支架、线性位移传感器、位移传感器调节螺栓、称重传感器以及恒定压力供给装置；所述恒定压力供给装置安装于安装支架上，安装支架固定在所述底座上；所述底座与所述上压板通过所述直线轴承相连，所述上压板与所述底座平行并能够沿所述直线轴承上下移动；所述线性位移传感器安装在所述底座上，该线性位移传感器通过调节螺栓与上压板相连，传感器的触头与调节螺栓的下端面相接触，所述称重传感器安装在传感器安装板上，所述传感器安装板的重心与所述恒定压力供给装置相连，所述传感器安装板与所述上压板通过螺栓相连。

2.如权利要求1所述测试台，其特征在于，所述恒定压力供给装置包括分别安装在安装支架的气缸、手动换向阀、调压旋钮及气表，其中，传感器安装板的重心位置有一梯形孔与气缸的气缸轴相连接。

3.如权利要求1所述测试台，其特征在于，所述测试台还包括套在气缸轴上的T形聚氨酯橡胶，T形聚氨酯橡胶内嵌于传感器安装板的梯形孔内。

4.如权利要求1所述测试台，其特征在于，所述底座下装有橡胶脚垫。