CN210346757U - 一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，包括试验台、固定受力端部件和移动施力端部件，所述固定受力端部件包括固定受力板以及实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构，所述固定受力板螺栓固定于试验台的一端，所述动力电池电芯及模组通过一侧的固定受力端部件与另一侧的移动施力端部件夹紧，并且由所述实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构测量所述动力电池电芯及模组膨胀后产生的膨胀力和膨胀厚度；本实用新型通过位移传感器、压力传感器、泡棉或其它电芯及模组实际会用到的材料以及轻质高强隔断板连接结构，可实现电芯或模组膨胀过程中膨胀力和膨胀厚度的有效监测，能更真实地还原电芯成模组后在动力电池汽车上的使用情况。

Description

一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置

技术领域

本实用新型涉及一种新能源汽车动力电池系统，特别涉及电芯及模组的膨胀测试。

背景技术

动力电池新能源汽车的应用日益广泛，是今后汽车行业发展的主要路线之一。而锂离子电池作为动力电池新能源汽车的核心，其各种物理化学性能是影响产品质量的关键因素。

软包锂离子电芯在充放电循环过程中，会因为以下两点原因导致电芯厚度增加，体积膨胀：1、电池极片的厚度变化导致的鼓胀；2、由于电解液氧化分解产气导致的鼓胀。而电芯膨胀对其本身的循环寿命和电池模组的结构可靠性均会产生极其重大的影响。因此，研究清楚电芯及模组充放电过程的厚度膨胀率与膨胀力曲线至关重要，据此我们才可以做出合理的电芯成组结构以保障其寿命和结构可靠性。

对比文件1：CN208998694U公开了一种锂离子电池膨胀位移测试装置，初始状态通过一定弹簧常数的弹簧推动活动板接触电芯，电芯测试过程膨胀后，活动板被推动，多导柱导套的配合确保活动板平行滑动，导柱上的刻度设置直接读取不同时刻电芯膨胀厚度，且可以通过多个导柱上的读数值求平均值。

现有的电芯及模组膨胀测试技术中，一般采用弹簧结构给予电芯膨胀空间，可由此测出该弹簧结构下电芯的膨胀率和膨胀力；或者采用固定空间结构，不给电芯膨胀空间，只测膨胀力随充放电的变化情况；或者采用应变片测固定板的应变。以上这些存在一个关键缺陷，即不能真实反映电芯做成模组后，在此结构形式下的充放电膨胀状况。目前的模组均通过泡棉或者可压缩橡胶等其他弹性体给予电芯一定的膨胀压缩空间，而弹簧本身弹性刚度决定其弹性压缩与泡棉或其他弹性体有较大差异，无法用弹簧弹性压缩准确模拟出电芯模组中所用弹性体的实际情况；另外固定空间的测试装置只能测试电芯无厚度膨胀情况下的力，更缺乏真实有效性。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题在于，针对现有技术存在的问题，提供一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，该装置通过真实有效模拟电芯成模组的预压和可膨胀空间，并用轻质高强薄板隔断电芯与泡棉或其它模组结构用弹性体，从而电芯膨胀力作用在轻质薄板上再压缩泡棉，在保证电芯膨胀压缩泡棉不失真的情况下有效测得充放电过程的膨胀力和膨胀厚度变化，并通过一套摇杆滑轨压紧固定装置，可实现单个电芯、整体模组的膨胀测试。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，包括试验台、固定受力端部件和移动施力端部件，所述固定受力端部件及所述移动施力端部件均固定安装于所述试验台上部，并且两者之间的距离可调，所述固定受力端部件包括固定受力板以及实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构，所述固定受力板螺栓固定于试验台的一端，所述动力电池电芯及模组通过一侧的固定受力端部件与另一侧的移动施力端部件夹紧，并且由所述实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构测量所述动力电池电芯及模组膨胀后产生的压力和位移量。

进一步的，所述试验台为整个装置底座与基础，其它部件均直接或间接安装其上，且所述试验台上设有多个与所述固定受力端部件距离由近及远的安装位。

进一步的，所述固定受力端部件中实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构包括压力传感器、位移传感器、第一受力板、泡棉和电木薄板；所述压力传感器固定于固定受力板和第一受力板之间，用于监测反馈膨胀力；所述位移传感器固定于第一受力板，其尖端感应部位穿过第一受力板和泡棉的小孔与电木薄板接触；所述第一受力板通过压力传感器与固定受力板连接成为一体，另一侧与泡棉粘接；所述电木薄板与泡棉粘接。

进一步的，所述移动施力端部件包括传力支架结构、滑轨结构和摇杆传力结构。

进一步的，所述传力支架结构包括绝缘电木、第二受力板和传力支架，所述绝缘电木与第二受力板通过螺栓固定连接；所述第二受力板与传力支架通过螺栓固定连接。

进一步的，所述滑轨结构包括移动底板、滑块、滑轨和橡胶挡板，所述滑块与传力支架螺栓连接；所述滑块与一对滑轨配合实现相对滑动；所述滑轨一端固定有橡胶挡板，防止滑块及传力支架滑出；所述滑轨为一对，且分别固定于移动底板上。

进一步的，所述摇杆传力结构包括螺杆固定座、螺杆和手摇轮盘；所述螺杆固定座通过螺栓固定连接于移动底板上，且所述螺杆固定座中部位置开有螺纹孔；所述螺杆一端与手摇轮盘固定连接，中间穿过螺杆固定座的螺纹孔，所述传力支架对应螺杆位置处开有螺纹孔，且所述螺杆另一端穿过螺纹孔之后通过端盖扣合固定于传力支架。

进一步的，所述移动施力端部件还包括移动底座；所述移动底座螺栓连接固定于试验台上；所述移动底板螺栓固定连接于移动底座上。

进一步的，若要测试模组，只需要调整移动施力部件位置，选择合适的距离，并将第一受力板和第二受力板替换为模组端板即可。

本实用新型的有益效果在于：

1、通过位移传感器、压力传感器、泡棉或其他电芯及模组实际会用到的材料以及轻质高强度隔断板连接结构，可实现电芯或模组膨胀过程中膨胀力和膨胀厚度的有效监测，能更真实地还原电芯成模组后在动力电池汽车上的使用情况。

2、可移动底座、滑轨和摇杆传力结构的应用，可实现单个电芯到不同厚度模组的膨胀测试。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置结构示意图。

图2为本实用新型中试验台及固定受力板结构示意图。

图3为本实用新型中压力传感器与位移传感器连接示意图。

图4为本用新实型中电芯及模组夹紧部分示意图。

图5为本用新实型中传力支架连接示意图。

图6为本实用新型中摇杆固定及传力结构示意图。

图7为本实用新型中移动版及底座安装示意图。

图8为本实用新型传力支架及手摇轮盘连接示意图。

附图说明：

1—固定受力板，2—试验台，3—压力传感器，4—位移传感器，5—第一受力板，6—泡棉，7—电木薄板，8—电芯，9—绝缘电木，10—第二受力板，11—传力支架，12—移动底板，13—滑块，14—滑轨，15—橡胶挡板，16—螺杆固定座，17—螺杆，18—手摇轮盘，19—移动底座，20—端盖。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

以下面结合附图以及具体实施例对本实用新型作进一步描述:

实施例1，如图1所示，本实施例提供一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，包括试验台2、固定受力端部件和移动施力端部件，所述固定受力端部件及所述移动施力端部件均固定安装于所述试验台上部，并且两者之间的距离可调，所述固定受力端部件包括固定受力板1以及实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构，所述固定受力板1螺栓固定于试验台2的一端，所述动力电池电芯及模组通过一侧的固定受力端部件与另一侧的移动施力端部件夹紧，并且由所述实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构测量所述动力电池电芯及模组膨胀后产生的压力和位移量。

作为本实用新型实施例的优选方案如下：

如图2所示，所述试验台2为整个装置底座与基础，其它部件均直接或间接安装其上，且所述试验台2上设有多个与所述固定受力端部件距离由近及远的安装位。

如图3所示，所述固定受力端部件中实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构包括压力传感器3、位移传感器4、第一受力板5、泡棉6和电木薄板7；所述压力传感器3固定于固定受力板1和第一受力板5之间，用于监测反馈膨胀力；所述位移传感器4固定于第一受力板5，其尖端感应部位穿过第一受力板5和泡棉6的小孔与电木薄板接触；所述第一受力板5通过压力传感器3与固定受力板1连接成为一体，另一侧与泡棉6粘接；所述电木薄板7与泡棉6粘接。

所述移动施力端部件包括传力支架结构、滑轨结构和摇杆传力结构。

如图4所示，所述传力支架结构包括绝缘电木9、第二受力板10和传力支架11，所述绝缘电木9与第二受力板10通过螺栓固定连接；所述第二受力板10与传力支架11通过螺栓固定连接。

如图5所示，所述滑轨结构包括移动底板12、滑块13、滑轨14和橡胶挡板15，所述滑块13与传力支架11螺栓连接；所述滑块13与一对滑轨14配合实现相对滑动；所述滑轨14一端固定有橡胶挡板15，防止滑块13及传力支架11滑出；所述滑轨14为一对，且分别固定于移动底板12上。

如图6所示，所述摇杆传力结构包括螺杆固定座16、螺杆17和手摇轮盘18；所述螺杆固定座16通过螺栓固定连接于移动底板12上，且所述螺杆固定座16中部位置开有螺纹孔；所述螺杆17一端与手摇轮盘18固定连接，中间穿过螺杆固定座16的螺纹孔，所述传力支架11对应螺杆位置处开有螺纹孔，且所述螺杆17另一端穿过螺纹孔之后通过端盖20扣合固定于传力支架11。

如图7所示，所述移动施力端部件还包括移动底座19；所述移动底座19螺栓连接固定于试验台2上；所述移动底板12螺栓固定连接于移动底座19上。

若要测试模组，只需要调整移动施力部件位置，选择合适的距离，并将第一受力板5和第二受力板10替换为模组端板即可。

作为本实用新型实施例的实现过程如下：

电芯8通过固定受力端部件和移动施力部件预压紧后，进行充放电循环测试，过程中电芯8发生膨胀，对移动端的绝缘电木9和固定端的电木薄板7施加膨胀力，此时移动端由于螺纹锁死，固定不动，而固定端电木薄板7将力进一步完整传递到泡棉6并压缩泡棉6，泡棉6进一步将力传递给第一受力板5，并由压力传感器3测得数据；而电芯8膨胀的厚度变化则由电木薄板7压缩泡棉6后的厚度变化得到，并通过与电木薄板7紧密接触的位移传感器4感应端测得。至此，整个电芯8膨胀过程，可有效测得真实情况下的膨胀力和厚度变化。测试数据可有效指导电芯及模组设计生产。

以上是本实用新型的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，包括试验台、固定受力端部件和移动施力端部件；所述固定受力端部件包括固定受力板以及实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构；所述固定受力板通过螺栓固定于试验台的一端，所述动力电池电芯及模组通过一侧的固定受力端部件与另一侧的移动施力端夹紧，并且由所述实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构测量所述动力电池电芯及模组膨胀过程中产生的膨胀力和膨胀厚度。

2.根据权利要求1所述的一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，其特征在于，所述固定受力端部件及所述移动施力端部件均固定安装于试验台上部，并且两者之间的距离可以调整。

3.根据权利要求1所述的一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，其特征在于，所述试验台为整个装置底座与基础，且所述试验台上设有多个与所述固定受力端部件距离由近及远的安装位。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，其特征在于，所述固定受力端部件中实现膨胀力、膨胀厚度监测的连接结构包括压力传感器、位移传感器、第一受力板、泡棉和电木薄板；所述压力传感器固定于固定受力板和第一受力板之间，用于监测反馈膨胀力；所述位移传感器固定于第一受力板，其尖端感应部位穿过第一受力板和泡棉的小孔与电木薄板接触；所述第一受力板通过压力传感器与固定受力板连接成为一体，另一侧与泡棉粘接；所述电木薄板与泡棉粘接。

5.根据权利要求1-3任一权利要求所述的一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，其特征在于，所述移动施力端部件包括传力支架结构、滑轨结构和摇杆传力结构。

6.根据权利要求5所述的一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，其特征在于，所述传力支架结构包括绝缘电木、第二受力板和传力支架；所述绝缘电木与第二受力板通过螺栓固定连接；所述第二受力板与传力支架通过螺栓固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，其特征在于，所述滑轨结构包括移动底板、滑块、滑轨和橡胶挡板，所述滑块与传力支架螺栓连接；所述滑块与一对滑轨配合实现相对滑动；所述滑轨一端固定有橡胶挡板，防止滑块及传力支架滑出；所述滑轨为一对，且分别固定于移动底板上。

8.根据权利要求7所述的一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，其特征在于，所述摇杆传力结构包括螺杆固定座、螺杆和手摇轮盘；所述螺杆固定座通过螺栓固定连接于移动底板上，且所述螺杆固定座中部位置开有螺纹孔；所述螺杆一端与手摇轮盘固定连接，中间穿过螺杆固定座的螺纹孔，所述传力支架对应螺杆位置处开有螺纹孔，且所述螺杆另一端穿过螺纹孔之后通过端盖扣合固定于传力支架。

9.根据权利要求7或8所述的一种动力电池电芯及模组膨胀测试用装置，其特征在于，所述移动施力端部件还包括移动底座；所述移动底座通过螺栓连接固定于试验台上；所述移动底板通过螺栓固定连接于移动底座上。

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