CN208968952U - 锂电池硬度自动测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种锂电池硬度自动测试装置：包括压力装置和放置平台，压力装置包括X轴滑台模组、Y轴滑台模组和Z轴滑台模组；X轴滑台模组上滑动设置有X轴滑动块，Y轴滑台模组上滑动设置有Y轴滑动块，Z轴滑台模组上滑动设置有Z轴滑动块，X轴滑台模组固定设置在放置平台顶部，Y轴滑台模组通过X轴滑动块滑动设置在X轴滑台模组顶部，Z轴滑台模组通过Y轴滑动块滑动设置在Y轴滑台模组顶部，Z轴滑动块上设置有压力测量传感器，轴滑台模组、Y轴滑台模组和Z轴滑台模组三者相互垂直设置。本实用新型依靠X轴滑台模组、Y轴滑台模组和Z轴滑台模组控制压力测量传感器自由移动，通过压力测量传感器检测锂电池的气胀情况。

Description

锂电池硬度自动测试装置

技术领域

本实用新型涉及汽车锂电池检测领域，尤其是一种锂电池硬度自动检测装置。

背景技术

作为能量来源，蓄电池性能是新能源汽车发展中的重点，其中锂离子电池由于其比能量大，循环寿命长，自放电率小，无记忆效应和无环境污染，已成为当今最有发展前景的二次电池，属于国家确定的新兴产业——新能源汽车项目中的一个核心项目，同时也是国家继石油产业之后重点发展的能源产业，其大容量、长寿命和安全性三个方面是当前的研究热点和生产中的关注要点。

电芯硬度、平整度等参数是评判软包锂电池性能优劣的重要指标，因此，如何有效测量电芯硬度，快速辨别电芯硬度状况，准确判断电芯是否发软，是电池厂家目前急需解决的问题。

目前锂电池硬度检测主要以人工检测为主，检测方式效率低，且受人为因素影响较大，很容易出现误检或者漏检，位移的精度无法准确控制，测得压力值也存在跳动现象无法准确的抓取最大值与最小值，检测结果稳定性不高，存在较大的偏差。简单机械装置测量虽然一定程度上提高了效率和准确度，但仍然存在精度达不到要求、自动化程度低等缺点，目前行业内急需一款锂电池硬度自动检测的装置。

因此，需要对现有技术进行改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效的锂电池硬度自动测试装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种锂电池硬度自动测试装置：包括压力装置和放置平台；

所述压力装置包括X轴滑台模组、Y轴滑台模组和Z轴滑台模组；X轴滑台模组上滑动设置有X轴滑动块，Y轴滑台模组上滑动设置有Y轴滑动块，Z轴滑台模组上滑动设置有Z轴滑动块；

所述X轴滑台模组固定设置在放置平台顶部，所述Y轴滑台模组通过X轴滑动块滑动设置在X轴滑台模组顶部，Z轴滑台模组通过Y轴滑动块滑动设置在Y轴滑台模组顶部；所述Z轴滑动块上设置有压力测量传感器；

所述轴滑台模组、Y轴滑台模组和Z轴滑台模组三者相互垂直设置；

所述放置平台上设置有配合使用的锂电池定位块和压紧气缸。

作为对本实用新型锂电池硬度自动测试装置的改进：

所述Z轴滑台模组包括横板和竖板，横板的一端通过Y轴滑动块设置在Y轴滑台模组顶部，竖板顶部固定设置在横板的另一端底部；所述压力测量传感器通过Z轴滑动块滑动设置在竖板侧壁上；

所述轴滑台模组、Y轴滑台模组和竖板三者相互垂直设置。

作为对本实用新型锂电池硬度自动测试装置的进一步改进：

所述锂电池定位块为直角形，锂电池定位块的数量为两个，两个锂电池定位块对称设置。

作为对本实用新型锂电池硬度自动测试装置的进一步改进：

所述横板和X轴滑台模组相互平行设置。

本实用新型锂电池硬度自动测试装置的技术优势为：

本实用新型锂电池硬度自动测试装置的伺服电机进行速度控制，可以准确达到位移精度±0.01mm，通过脉冲控制来驱动控制X轴、Y轴、Z轴的移动。通过伺服电机来控制电机进行移动，通过对应位移与实际测得的压力之间关系来检测软包电池的软硬程度，实现将抽象的概念量化。通过PLC编程来实现自动找零(压力、位移)，自行调动至零点压力位置。压力量程控制0～100N范围，设置最大、最小保护值，超过保护值时停机报警。在电芯的几何中心(±5mm范围内)测量的硬度值在压力表上自动显示，并将该数据传输至PLC，根据测得的压力数值来判断检测是否合格。同时自动调节对零压力位置时，可以判断是否超出范围值来确定是否有气胀等缺陷，检测出锂电池生产中达不到国家安全标准的劣质品，避免在后期在汽车使用过程中引发安全事故。

本实用新型能依靠X轴滑台模组、Y轴滑台模组和Z轴滑台模组控制压力测量传感器自由移动，通过压力测量传感器检测锂电池的气胀情况。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本实用新型锂电池硬度自动测试装置的系统原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步描述，但本实用新型的保护范围并不仅限于此。

实施例1、锂电池硬度自动测试装置，被用于检测锂电池10，如图1所示，包括压力装置、放置平台5和控制器。

压力装置包括X轴滑台模组2、Y轴滑台模组4和Z轴滑台模组7。X轴滑台模组2带有X轴伺服电机1，Y轴滑台模组4带有Y轴伺服电机3，Z轴滑台模组7带有Z轴伺服电机6。X轴滑台模组2、Y轴滑台模组4和Z轴滑台模组7上分别活动设置有X轴滑动块21、Y轴滑动块41和Z轴滑动块73。

X轴滑台模组2为直条状，在水平面上前后方向设置。X轴滑台模组2固定设置在放置平台5顶部，X轴滑动块21可以在水平面上前后方向移动。

Y轴滑台模组4为直条状，在水平面上左右方向设置(X轴滑台模组2和Y轴滑台模组4的设置方向均位于水平面上且相互垂直)。Y轴滑台模组4通过X轴滑动块21滑动设置在X轴滑台模组2上，Y轴滑台模组4可以在水平面上前后方向移动；

Z轴滑台模组7通过Y轴滑动块41滑动设置在Y轴滑台模组4上。Z轴滑台模组7包括横板71和竖板72，横板71的设置方向为水平面上前后方向(X轴滑台模组2的设置方向与横板71的设置方向平行)，竖板72的设置方向为竖直设置。横板71的一端通过Y轴滑动块41滑动设置在Y轴滑台模组4上，竖板72顶部固定设置在横板71的另一端底部。竖板72一侧壁滑动设置有Z轴滑动块73，Z轴滑动块73能竖直方向滑动。压力测量传感器8设置在Z轴滑动块73上，压力测量传感器8可以竖直方向移动。

轴滑台模组2、Y轴滑台模组4和Z轴滑台模组7(竖板72)三者相互垂直设置，X轴滑台模组2、Y轴滑台模组4和压力测量传感器8的移动方向可以理解为三维坐标中的X轴、Y轴和Z轴方向。X轴滑台模组2的移动方向为X轴，Y轴滑台模组4的移动方向为Y轴，压力测量传感器8的移动方向为Z轴方向。

放置平台5上固定设置有两个锂电池定位块11和压紧气缸9，两者配合使用可以用于固定锂电池10。锂电池定位块11为直角形，包括相互垂直设置的板一和板二，两者的一端固定连接。两个锂电池定位块11对称设置，使用时每个锂电池定位块11均可以与锂电池10的一个角抵接，从而使得锂电池10到达指定的位置。压紧气缸9可以将锂电池10压紧在放置平台5上，从而固定到达指定位置后的锂电池10，锂电池10一旦固定后不移动。

控制器分别与压紧气缸9、X轴滑台模组2(X轴伺服电机1)、Y轴滑台模组4(Y轴伺服电机3)、Z轴滑台模组7(Z轴伺服电机6)和压力测量传感器8信号连接。

压力测量传感器8采用美国海鸟公司生产的SEB 41产品，控制器的型号为DATA-7311，两者均为现有技术。

压力测量传感器8利用X轴伺服电机1进行前后移动、Y轴伺服电机3左右移动、Z轴伺服电机6上下移动，压力测量传感器8根据设定的要求分别测量锂电池10不同部位所对应的位移及压力数据，构成位移-压力曲线。

控制器通过公式及编程计算出电池的压力合格值，并与标准进行判断被检电池是否合格，不合格电池进行报警提示。通过编程实现自动对零(零点位置)，判断是否超出范围值来确定气胀等缺陷。通过编程与调试实现该装置，达到锂电池10硬度自动检测的目的。

本实用新型锂电池硬度自动测试装置的伺服电机(X轴伺服电机1、Y轴伺服电机3和Z轴伺服电机6)进行速度控制，可以准确达到位移精度±0.01mm，通过脉冲控制来驱动控制X轴、Y轴、Z轴的移动。通过伺服电机来控制电机进行移动，通过对应位移与实际测得的压力之间关系来检测软包电池的软硬程度，实现将抽象的概念量化。通过PLC编程来实现自动找零(压力、位移)，自行调动至零点压力位置。压力量程控制0～100N范围，设置最大、最小保护值，超过保护值时停机报警。在电芯的几何中心(±5mm范围内)测量的硬度值在压力表上自动显示，并将该数据传输至PLC，根据测得的压力数值来判断检测是否合格。同时自动调节对零压力位置时，可以判断是否超出范围值来确定是否有气胀等缺陷，检测出锂电池生产中达不到国家安全标准的劣质品，避免在后期在汽车使用过程中引发安全事故。

本实用新型锂电池硬度自动测试装置的使用方法为：

锂电池10与锂电池定位块11靠紧，然后通过控制器控制，使左右两个压紧气缸9伸出，通过压紧气缸9将锂电池10压紧在放置平台5上；

X轴滑台模组2(X轴伺服电机1)、Y轴滑台模组4(Y轴伺服电机3)、Z轴滑台模组7(Z轴伺服电机6)带动压力测量传感器8进行移动，使得压力测量传感器8接触到锂电池10后产生一定的压力，这个反作用力同样反应到压力测量传感器8上，压力测量传感器8部分元件产生形变，压力测量传感器8应变电阻阻值发生变化，进而使通电电流或电压发生变化，采集到当前对应电流所对应的压力值并发送给控制器。若压力测量传感器8移至比零点位置还要高的位置时已测到一定的压力，说明该电池已经气涨；

测量完成后再打开压紧气缸9，更换下一块锂电池10。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的若干个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.锂电池硬度自动测试装置，其特征在于：包括压力装置和放置平台(5)；

所述压力装置包括X轴滑台模组(2)、Y轴滑台模组(4)和Z轴滑台模组(7)；X轴滑台模组(2)上滑动设置有X轴滑动块(21)，Y轴滑台模组(4)上滑动设置有Y轴滑动块(41)，Z轴滑台模组(7)上滑动设置有Z轴滑动块(73)；

所述X轴滑台模组(2)固定设置在放置平台(5)顶部，所述Y轴滑台模组(4)通过X轴滑动块(21)滑动设置在X轴滑台模组(2)顶部，Z轴滑台模组(7)通过Y轴滑动块(41)滑动设置在Y轴滑台模组(4)顶部；所述Z轴滑动块(73)上设置有压力测量传感器(8)；

所述轴滑台模组(2)、Y轴滑台模组(4)和Z轴滑台模组(7)三者相互垂直设置；

所述放置平台(5)上设置有配合使用的锂电池定位块(11)和压紧气缸(9)。

2.根据权利要求1所述的锂电池硬度自动测试装置，其特征在于：

所述Z轴滑台模组(7)包括横板(71)和竖板(72)，横板(71)的一端通过Y轴滑动块(41)设置在Y轴滑台模组(4)顶部，竖板(72)顶部固定设置在横板(71)的另一端底部；所述压力测量传感器(8)通过Z轴滑动块(73)滑动设置在竖板(72)侧壁上；

所述轴滑台模组(2)、Y轴滑台模组(4)和竖板(72)三者相互垂直设置。

3.根据权利要求2所述的锂电池硬度自动测试装置，其特征在于：

所述锂电池定位块(11)为直角形，锂电池定位块(11)的数量为两个，两个锂电池定位块(11)对称设置。

4.根据权利要求3所述的锂电池硬度自动测试装置，其特征在于：

所述横板(71)和X轴滑台模组(2)相互平行设置。