CN211824841U - 一种模组循环测力工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测力设备领域，公开了一种模组循环测力工装，包括：底板；固定于底板上的止动板；安装于底板的后挡板，后挡板与止动板以及底板之间形成用于容纳模组的容纳空间；安装于后挡板朝向止动板一侧的至少两个压力传感器，且至少两个压力传感器位于后挡板垂直于水平面的中轴线的两侧。由于模组焊接时，焊缝大小不一，模组长度可能存在微小差值，故上述工装中压力传感器沿模组的中线两侧分开设置，测量更精确，从而提高膨胀力测试测量结果的精准度。

Description

一种模组循环测力工装

技术领域

本实用新型涉及测力设备技术领域，特别涉及一种模组循环测力工装。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高、工作电压高、自放电低、充放电效率高、循环寿命长及无记忆效应等优点，在消费电子产品、航天、储能及新能源汽车等领域得到越来越广泛的应用。锂离子电池在制造和使用过程中，由于锂离子的嵌入和脱出会带来电芯的厚度变化，即电芯充电时，锂离子从正极脱出，并嵌入负极，引起负极层间距增大，从而出现膨胀现象，电芯厚度越厚，膨胀量越大；另一方面，锂离子电池在充放电过程中，由于发生化学反应产生气体，生成的气体造成电芯内压升高，增加了电芯的膨胀行为。电芯体积的膨胀往往伴随着电池厚度的增加，厚度的变化对锂离子电池的寿命和模组造成非常不利的影响。

新能源汽车上的动力电池包一般由多个模组组成，每个模组由数量不相等的多个锂离子电池串联或并联组成，并限定在由端板和侧板焊接而成的模组框架内，在模组的装配过程中，模组两端的端板对电池有一定的预紧力作用，以提高和改善电池的循环性能；在循环放电过程中，由于多个电池的膨胀变形，会对约束它们变形的模组框架进行挤压，使得模组框架发生形变，如果电池继续膨胀，而使模组框架的变形超过其允许的极限，则会发生模组框架的破坏，进而引发安全事故。因此，对模组中的电池在其充放电循环过程中真实膨胀力的测试很重要，它可以作为评估模组结构是否安全的一个关键因素，也为设计人员设计安全的模组结构提供了依据。

现有技术中存在的对电池膨胀力测试的装置对膨胀力测试的测量结果不精准，亟需改进。

实用新型内容

本公开提供了一种模组循环测力工装，用于提高膨胀力测试测量结果的精准度。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种模组循环测力工装，包括：

底板；

固定于所述底板上的止动板；

安装于所述底板的后挡板，所述后挡板与所述止动板以及所述底板之间形成用于容纳模组的容纳空间；

安装于所述后挡板朝向所述止动板一侧的至少两个压力传感器，且至少两个所述压力传感器位于所述后挡板垂直于水平面的中轴线的两侧。

上述模组循环测力工装中，止动板和后挡板均安装于底板上，后挡板、止动板以及底板之间形成用于容纳模组的容纳空间，后挡板朝向止动板一侧设有至少两个压力传感器，且至少两个压力传感器位于后挡板垂直于水平面的中轴线的两侧，即当模组位于容纳空间时，至少两个压力传感器位于模组沿止动板和后挡板排列方向延伸的中线两侧。由于模组焊接时，焊缝大小不一，模组长度可能存在微小差值，故压力传感器沿模组的中线两侧分开测量更精确，从而提高膨胀力测试测量结果的精准度。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种模组循环测力工装的三维结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的一种模组循环测力工装的三维结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的一种模组循环测力工装中后挡板上安装调节装置的剖视图；

图4为本实用新型实施例提供的一种模组循环测力工装中后挡板上安装调节装置的主视图；

图5为本实用新型实施例提供的一种模组循环测力工装中后挡板上安装槽的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种模组循环测力工装中底板的结构示意图。

图标：1-底板；2-止动板；3-后挡板；4-压力传感器；5-第一模组压力板；6-第二模组压力板；7-施力装置；8-百分表；9-调节装置；11-滑轨；12-垫高块；30-安装槽；31-滑块；71-后支座；72-丝杠顶；73-夹具；91-螺纹丝杠；92-安装座。

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做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。

如图1至图2所示，本实用新型实施例提供了一种模组循环测力工装，包括：底板1；固定于底板1上的止动板2；安装于底板1的后挡板3，后挡板3与止动板2以及底板1之间形成用于容纳模组的容纳空间；安装于后挡板3朝向止动板2一侧的至少两个压力传感器4，且至少两个压力传感器4位于后挡板3垂直于水平面的中轴线的两侧。

上述模组循环测力工装中，止动板2和后挡板3均安装于底板1上，后挡板3、止动板2以及底板1之间形成用于容纳模组的容纳空间，后挡板3朝向止动板2一侧设有至少两个压力传感器4，且至少两个压力传感器4位于后挡板3垂直于水平面的中轴线的两侧，即当模组位于容纳空间时，至少两个压力传感器4位于模组沿止动板2和后挡板3排列方向延伸的中线两侧。由于模组焊接时，焊缝大小不一，模组两侧的长度可能存在微小差值，故压力传感器4沿模组的中线两侧分开测量更精确，从而提高膨胀力测试测量结果的精准度。

可选地，每个压力传感器4位置可调的安装于后挡板3。

需要说明的是，每个压力传感器4位置可调的安装于后挡板3，实际使用时，根据模组的宽度，调节压力传感器4的位置，具体包括：

方式一，每个压力传感器4沿至少两个压力传感器4排列方向可滑动调节的安装于后挡板3；实际使用时将压力传感器4滑动至合适位置安装固定即可。

一种具体的实施方式中，模组循环测力工装还包括调节装置9，调节装置9与每个压力传感器4传动连接，用于驱动压力传感器4沿至少两个压力传感器4的排列方向动作。需要说明的是，上述调节装置9的主要作用是驱动压力传感器4沿至少两个压力传感器4的排列方向动作，因而凡是能够实现上述作用的结构均为作本实施例中所称的调节装置9，例如：

调节装置9包括：安装于后挡板3上的螺纹丝杠91；与螺纹丝杠91传动连接的安装座92，且安装座92与后挡板3滑动连接；压力传感器4安装于安装座92上。本结构中，如图3和图4所示，后挡板3朝向止动板2一侧设有沿至少两个压力传感器4的排列方向的滑道，螺纹丝杠91与安装座92螺纹连接，螺纹丝杠91通过螺纹驱动安装于安装座92上的压力传感器4沿滑道左右滑动，以适应模组的宽度。另外滑道中部设有隔断件，该隔断件与后挡板3螺栓连接，螺纹丝杠91与隔断件转动连接，螺纹丝杠91位于隔断件两侧的部分螺纹方向相反，即当螺纹丝杠91转动时，两个安装座92同时朝向隔断件动作或者背离隔断件动作。

另外，调节装置9还可以为蜗轮蜗杆结构或者齿轮齿条或者电动推杆等结构，通过调节装置9调节压力传感器4的位置，操作方便，兼容性好，且定位精确。

方式二，后挡板3设有与每个压力传感器4对应的多个安装工位，实际使用时将压力传感器4安装至合适位置安装固定即可。

一种可能的实现方式中，后挡板3中设置的压力传感器4为两个，且一个压力传感器4对应的安装工位与另一个压力传感器4的安装工位相对于后挡板3垂直于水平面的中轴线对称设置。

可选地，后挡板3上设有多个安装槽30，每一个安装槽30形成一个安装工位。

如图5所示，后挡板3左右两侧分别设有四个安装槽30，形成四个安装工位。

另外，每个压力传感器4对应的安装槽30中，每相邻两个安装槽30之间的距离相等。图5中压力传感器4的安装槽30为左右两组，对称布置，相邻安装槽30间距相同。使用时左右两个压力传感器4对称安装，实验取值时取平均值，使得测量结果更精准。

可选地，模组循环测力工装还包括第一模组压力板5和第二模组压力板6，第一模组压力板5安装于后挡板3朝向止动板2一侧，且压力传感器4位于第一模组压力板5与后挡板3之间；第二模组压力板6安装于止动板2朝向后挡板3一侧，第二模组压力板6和第一模组压力板5分别用于夹持模组的两端。

需要说明的是，上述工装使用时，需针对不同规格的模组设计不同的模组压力板，模组压力板用于模拟实际装配情况下的模组受力情况；第一模组压力板5安装于压力传感器4上，第二模组压力板6安装于止动板2上。具体地，模组的宽度不同，根据模组的宽度，选择不同长度的模组压力板。

一种可能实现的方式中，第一模组压力板5朝向止动板2一侧设有与压力传感器4一一对应的突起。压力传感器4固定在后档板上，位于模组压力板上的突起内。

可选地，后挡板3与底板1滑动连接。

一种可能实现的方式中，底板1上设有滑轨11，后挡板3通过滑块31与滑轨11滑动连接。滑轨11和滑块31为两套，且分布在底板1的中线两侧，后挡板3固定在滑块31上，滑块31可以在底板1的移动滑轨11上来回滑动，便于实验时安装模组以及适用于更多型号的模组。

可选地，模组循环测力工装还包括安装于底板1的施力装置7，施力装置7位于后挡板3背离止动板2一侧，用于推动后挡板3在底板1上滑动，并在实验过程中对模组提供压力并对模组进行限位。

需要说明的是，上述工装可以实现模组在做充放电实验过程中在定长度前提下电池鼓胀力检测，对模组定长度检测充放电过程中的鼓胀力时，首先对模组通过第一模组压力板5和第二模组压力板6进行限位，并通过施力装置7对模组进行固定，保证模组长度方向实验过中无位移；然后对模组进行充放电实验，在实验过程中对通过压力传感器4检测模组充放电过程中电池鼓胀力变化情况。

施力装置7包括施压器以及安装于底板1的后支座71，施压器与后挡板3传动连接。

可选地，施力装置7还包括：安装于底板1的夹具73，夹具73位于后挡板3和后支座71之间，且夹具73用于夹持施压器以防施压器移动。

需要说明的是，上述施压器的主要作用是对模组进行固定并为模组提供压力，因而凡是能实现上述功能的结构均可被称作上述实施例中的施压器。例如：施压器具体可以为丝杠顶72、气缸、液压缸或者电动推杆，等等。

施力装置7包括：固定安装于底板1的后支座71；安装于后支座71的丝杠顶72，丝杠顶72与后挡板3传动连接；位于后挡板3与后支座71之间的夹具73，夹具73用于夹紧丝杠顶72。

一种可能实现的方式中，后挡板3背离第一模组压力板5的一侧设置有丝杠顶72，丝杠顶72安装在后支座71上，后支座71有三个可调节档位。因而，上述工装具有三个装配位置，每个装配位置可实现模组长度方向±15mm范围内的调节；兼容D148、D221、D305模组的不同长度规格。另外，后支座71还可根据模组的高度不同进行调节。其中夹具73为快夹，能够快速加紧丝杠顶72，防止位移。

可选地，模组循环测力工装还包括安装于后支座71上的百分表8，百分表8的测量端朝向后挡板3。

一种可能实现的方式中，百分表8固定于底板1上的后支座71上。

上述工装还可以实现对模组进行固定压力下检测模组充放电过程中电池鼓胀产生形变量。首先对模组进行限位，并对模组施加一定的压力，并确保压力固定；然后对模组进行充放电实验，在实验过程中通过百分表8检测模组充放电过程中电池鼓胀产生的形变量。

另外，为保证模组受力点与丝杠顶72紧力位于同一水平高度，必要时需要垫高模组；模组垫高采用塑料件，塑料件可拆卸。一种可能实现的方式中，底板1上可拆卸地安装有垫高块12，垫高块12位于容纳空间内用于垫高模组。

如图6所示，上述工装中底板1厚度不减，进行镂空加工，底部增加加强筋来保证刚性；底板1增加减重孔；后支座71高度降低，高度不高于模组极柱高度；底板1下部的脚轮中两前轮为定向轮不带支撑，两后轮为万向轮带支撑；该循环测试工装可兼容目前行业大部分电池型号，压力可实时监控。

一种可能实现的方式中，模组循环测力工装的尺寸及重量压缩，重量不超过80kg，长度不超过900mm。

本实用新型提供的模组循环测力工装，既能对模组定长度检测充放电过程中的鼓胀力，又能对模组进行固定压力下检测模组充放电过程中电池鼓胀产生形变量，本工装的测量精准度高，尺寸兼容性好。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种模组循环测力工装，其特征在于，包括：

底板；

固定于所述底板上的止动板；

安装于所述底板的后挡板，所述后挡板与所述止动板以及所述底板之间形成用于容纳模组的容纳空间；

安装于所述后挡板朝向所述止动板一侧的至少两个压力传感器，且至少两个所述压力传感器位于所述后挡板垂直于水平面的中轴线的两侧。

2.根据权利要求1所述的模组循环测力工装，其特征在于，每个所述压力传感器位置可调的安装于所述后挡板。

3.根据权利要求2所述的模组循环测力工装，其特征在于，所述压力传感器沿所述至少两个压力传感器的排列方向滑动安装于所述后挡板；

所述模组循环测力工装还包括调节装置，所述调节装置与每个所述压力传感器传动连接，用于驱动所述压力传感器沿所述至少两个压力传感器的排列方向动作。

4.根据权利要求3所述的模组循环测力工装，其特征在于，所述调节装置包括：安装于所述后挡板上的螺纹丝杠；

与所述螺纹丝杠传动连接的安装座，且所述安装座与所述后挡板滑动连接；所述压力传感器安装于所述安装座上。

5.根据权利要求2所述的模组循环测力工装，其特征在于，所述后挡板设有与每个所述压力传感器对应的多个安装工位。

6.根据权利要求1所述的模组循环测力工装，其特征在于，所述模组循环测力工装还包括第一模组压力板和第二模组压力板，所述第一模组压力板安装于所述后挡板朝向所述止动板一侧，且所述压力传感器位于所述第一模组压力板与所述后挡板之间；所述第二模组压力板安装于所述止动板朝向所述后挡板一侧，所述第二模组压力板和第一模组压力板分别用于夹持所述模组的两端。

7.根据权利要求1所述的模组循环测力工装，其特征在于，所述后挡板与所述底板滑动连接。

8.根据权利要求7所述的模组循环测力工装，其特征在于，所述模组循环测力工装还包括安装于所述底板的施力装置，所述施力装置位于所述后挡板背离所述止动板一侧，用于推动所述后挡板在所述底板上滑动；

所述施力装置包括施压器以及安装于所述底板的后支座，所述施压器与所述后挡板传动连接。

9.根据权利要求8所述的模组循环测力工装，其特征在于，所述施力装置还包括：安装于所述底板的夹具，所述夹具位于所述后挡板和所述后支座之间，且所述夹具用于夹持所述施压器以防所述施压器移动。

10.根据权利要求8所述的模组循环测力工装，其特征在于，所述模组循环测力工装还包括安装于所述后支座上的百分表，所述百分表的测量端朝向所述后挡板。

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