CN215573505U - 电池膨胀力测量装置及电池膨胀力检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池膨胀力测量装置及电池膨胀力检测系统，用于测量电池表面的膨胀力。本实用新型的电池膨胀力测量装置，包括两个相对设置的拘束板、以及连接于两拘束板之间的紧固机构。通过预紧紧固机构，待测量的电池可被夹持于两拘束板之间；并且，至少一个拘束板的内侧设有多点压力检测单元；多点压力检测单元具有分布于电池待测量表面上的多个感应测点，可形成对待测量表面膨胀力分布情况的检测。本实用新型的电池膨胀力测量装置，采用多点压力检测单元，可对电池的待测量表面的整个面域范围进行多点的压力测量，从而获取该面域内的压力分布情况；进而获取电池表面的膨胀力分布情况，可为电池负载性能的优化改进提供详实的检测数据。

Description

电池膨胀力测量装置及电池膨胀力检测系统

技术领域

本实用新型涉及电池检测技术领域，特别涉及一种电池膨胀力测量装置。另外，本实用新型还涉及一种电池膨胀力检测系统。

背景技术

由于电动车辆的普及，对电池的性能要求不断提高，尤其是对电池能量密度的要求越来越高。锂离子电池是目前新能源汽车领域应用最为广泛的能量存储器件之一，在充放电过程中，锂离子电池会因为活性物质体积的变化对外产生一定的膨胀力。

为在有限的电池壳体空间内增加容量，在固定电池材料反应类型的前提下，最直接的方式就是提高电池材料的压实密度，以达到容量的小幅提升。压实密度的增加，使材料的膨胀率加大，在后期使用过程中，电池的厚度变化比较明显，而这种厚度变化对电池寿命及多块电池的并列组装均造成非常不利的影响。因此，分析电池在整个寿命周期的膨胀数据成为电池模组设计的关键。为了得到电池膨胀力相关的测试数据，设计一种简单实用、数据可靠的膨胀力测试工装成为目前研发人员重点研究的课题。

在电池检测项目中，充放电过程中的膨胀力是一项极为关键的指标，单体电池膨胀力过高造成电池模组框架长期使用后的疲劳失效将直接影响整个电池系统的可靠性及安全性，研究电池在使用过程中的膨胀力变化情况以及分布情况对如何更好地使用电池具有重要的参考意义。

目前常用的电池膨胀力评估方法是采用仿真软件对电池的膨胀情况进行模拟，需要大量的实测数据作为参数输入，同时需要对仿真模型进行大量优化，实测数据的种类、精度都会影响仿真结果。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电池膨胀力测量装置，以便于形成对电池待测量表面膨胀力的多点测量，从而获取电池表面的膨胀力分布情况，以为电池负载性能的优化改进提供详实的检测数据。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电池膨胀力测量装置，用于测量电池表面的膨胀力，包括两个相对设置的拘束板、以及连接于两所述拘束板之间的紧固机构；预紧所述紧固机构，待测量的所述电池可被夹持于两所述拘束板之间；

至少一个所述拘束板的内侧设有多点压力检测单元；所述多点压力检测单元具有分布于所述电池待测量表面上的多个感应测点，以可形成对所述待测量表面膨胀力分布情况的检测。

进一步的，两所述拘束板的边角部位对应开设有多对穿装孔；所述紧固机构包括多个穿设于各对所述穿装孔中的螺栓副。

进一步的，所述拘束板呈矩形；同一所述拘束板上，所述穿装孔为分设于所述拘束板四个角部的四个。

进一步的，所述拘束板采用钢或铝合金材质制成。

进一步的，所述拘束板的内侧表面涂设有绝缘层。

进一步的，所述多点压力检测单元包括薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器中分布的各测点元件构成各所述感应测点。

进一步的，所述薄膜压力传感器的表面覆盖有绝缘膜。

进一步的，所述薄膜压力传感器中的各所述感应测点呈矩阵排布；各所述感应测点均与所述薄膜压力传感器的数据传输线束连接。

进一步的，设有所述薄膜压力传感器的所述拘束板上成型有布线槽，所述数据传输线束被收纳于所述布线槽内。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型所述的电池膨胀力测量装置，采用多点压力检测单元，可对电池的待测量表面的整个面域范围进行多点的压力测量，从而获取该面域内的压力分布情况，进而获取电池表面的膨胀力分布情况，可为电池负载性能的优化改进提供详实的检测数据。

本实用新型的另一目的在于提出一种电池膨胀力检测系统，包括用于模拟电池负载状态的负载模拟单元，用于测量数据采集分析的测量数据处理单元，以及用于测量所述电池膨胀力的测量装置；所述测量装置采用本实用新型所述的电池膨胀力测量装置，所述薄膜压力传感器与所述测量数据处理单元连接。

本实用新型所述的电池膨胀力检测系统，通过采用上述的电池膨胀力测量装置，能够提高电池膨胀力测量实验数据的精度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图，是用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明是用于解释本实用新型，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一所述的电池膨胀力测量装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一所述的电池膨胀力测量装置的侧视图。

附图标记说明：

1、电池；

2、拘束板；20、穿装孔；21、紧固机构；210、螺栓副；22、绝缘层；23、布线槽；

3、薄膜压力传感器；30、数据传输线束；300、感应测点；31、绝缘膜。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

本实施例涉及一种电池膨胀力测量装置，用于测量电池1表面的膨胀力，该电池膨胀力测量装置的一种示例性结构如图1和图2所示。

整体结构上，该测量装置包括两个相对设置的拘束板2、以及连接于两拘束板2之间的紧固机构21，其中，拘束板2采用矩形板，通过预紧紧固机构21，待测量的电池1可被夹持于两拘束板2之间。

另外，至少一个拘束板2的内侧设有多点压力检测单元，多点压力检测单元具有分布于电池1待测量表面上的多个感应测点300，以可形成对待测量表面膨胀力分布情况的检测。具体而言，该多点压力检测单元可以是呈阵列排布在拘束板2内侧表面的多个压力传感，每个压力传感器形成一个感应测点300；或者，直接采用薄膜压力传感器，薄膜压力传感器上的每个测压点形成一个感应测点300。

如上结构，通过紧固机构21将电池1夹持后，将电池1与外部负载电路连接，使其处于工况测试状态。利用多点压力检测单元的多个感应测点300，对电池1的待测量表面的整个面域范围进行多点的压力测量，从而获取该面域内的压力分布情况，进而获取电池1表面的膨胀力分布情况，可为电池1负载性能的优化改进提供详实的检测数据。

电池膨胀力测量装置中，由于待检测电池1需要被两拘束板2夹持，而待检测电池1的布置位置为拘束板2中部为佳，因此，为穿设紧固机构21，两拘束板2的边角部位对应开设有多对穿装孔20。

作为本实施例优选的，本实施例中，紧固机构21包括多个穿设于各对穿装孔20中的螺栓副210，上述的穿装孔20则为供螺栓穿经的螺栓孔。待检测电池1夹持于两拘束板2之间后，将螺栓穿设在穿装孔20中，螺栓穿过后，使用螺母与螺栓螺纹连接，通过旋紧螺母，而可使两拘束板2相对固定，从而稳定的夹持待检测电池1。紧固机构21采用螺栓副210，操作简单，且能根据不同规格尺寸的电池1自由选择适合长度的螺栓，以达到调节间距的目的。

为保证待检测电池1被夹持的稳定性，如图1所示的，同一拘束板2上，穿装孔20为分设于拘束板2四个角部的四个，如此设置，能够保证待检测电池1位于两个拘束板2之间的稳定性，进而在多点压力检测单元覆盖于电池1表面时，保证电池1膨胀力试验数据的准确性。

本实施例中，拘束板2采用钢或铝合金材质制成，而为保证电池1膨胀力测量时，拘束板2不影响电池1膨胀力的检测，拘束板2的内侧表面涂设有绝缘层22，设置绝缘层22，能够避免拘束板2连接电池1影响电池1膨胀力检测结果。

仍如图1所示的，本实施例中，多点压力检测单元优选采用薄膜压力传感器3；薄膜压力传感器3中分布的各测点元件构成各感应测点300。薄膜压力传感器3适合应用于各种复杂的表面，且薄膜压力传感器3采用柔性材料制成，而电池1表面不同部位的膨胀情况存在差异，采用薄膜压力传感器3，能够对电池1表面多点进行监测，从而获取该面域内的压力分布情况，进而获取电池1表面的膨胀力分布情况，使得电池1膨胀力实验数据更加的精确。

除此之外，为保证薄膜压力传感器3检测电池1膨胀力的准确度，薄膜压力传感器3的表面覆盖有绝缘膜31，绝缘膜31能够避免电池1在模拟工况时，电池1与薄膜压力传感器3产生连接，从而保证电池1膨胀力实验数据的精准度。

由于薄膜压力传感器3覆盖在电池1表面，在待检测电池1进行膨胀力测试的过程中，电池1表面会产生多点膨胀，因此，薄膜压力传感器3中的各感应测点300呈矩阵排布，以此能够为电池负载性能的优化改进提供详实的检测数据。

另外，各感应测点300均与薄膜压力传感器3的数据传输线束30连接，由于数据传输线束30具有多条，若不将数据传输线束30固定，数据传输线束30落在薄膜压力传感器3上会影响薄膜压力传感器3对电池1的检测，为不影响实验数据，且使测量装置整体美观，设有薄膜压力传感器3的拘束板2上成型有布线槽23，具体的，布线槽23围绕在薄膜压力传感器3周围，数据传输线束30被收纳于布线槽23内。

本实施例的电池膨胀力测量装置使用时，将待检测电池1表面清理干净，使用两块拘束板2将电池1夹持在中间，使用紧固机构21将拘束板2和电池1固定，将薄膜压力传感器3的数据传输线束30与外界电脑采集模块连接，对电池1进行工况测试，记录薄膜压力传感器3收集的数据，由此完成电池膨胀力的测试。

实施例二

本实施例涉及一种电池膨胀力检测系统，包括用于模拟电池负载状态的负载模拟单元，用于测量数据采集分析的测量数据处理单元，以及用于测量所述电池膨胀力的测量装置。

具体而言，测量装置采用如上述实施例一中所述的电池膨胀力测量装置，另外，薄膜压力传感器3与测量数据处理单元连接。

在此需要说明的是，负载模拟单元、测量数据处理单元以及电池膨胀力的测量装置之间的连接采用电性连接，并且，检测系统中的其他装置可参照现有技术中的电池测量系统，在此不做具体说明。

本实施例的电池膨胀力检测系统，通过采用实施例一中的电池膨胀力测量装置，能够提高电池膨胀力测量实验数据的精度，进而保证电池安全数据的准确度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池膨胀力测量装置，用于测量电池(1)表面的膨胀力，包括两个相对设置的拘束板(2)、以及连接于两所述拘束板(2)之间的紧固机构(21)；预紧所述紧固机构(21)，待测量的所述电池(1)可被夹持于两所述拘束板(2)之间；其特征在于：

至少一个所述拘束板(2)的内侧设有多点压力检测单元；

所述多点压力检测单元具有分布于所述电池(1)待测量表面上的多个感应测点(300)，以可形成对所述待测量表面膨胀力分布情况的检测。

2.根据权利要求1所述的电池膨胀力测量装置，其特征在于：

两所述拘束板(2)的边角部位对应开设有多对穿装孔(20)；

所述紧固机构(21)包括多个穿设于各对所述穿装孔(20)中的螺栓副(210)。

3.根据权利要求2所述的电池膨胀力测量装置，其特征在于：

所述拘束板(2)呈矩形；

同一所述拘束板(2)上，所述穿装孔(20)为分设于所述拘束板(2)四个角部的四个。

4.根据权利要求1所述的电池膨胀力测量装置，其特征在于：

所述拘束板(2)采用钢或铝合金材质制成。

5.根据权利要求4所述的电池膨胀力测量装置，其特征在于：

所述拘束板(2)的内侧表面涂设有绝缘层(22)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池膨胀力测量装置，其特征在于：

所述多点压力检测单元包括薄膜压力传感器(3)，所述薄膜压力传感器(3)中分布的各测点元件构成各所述感应测点(300)。

7.根据权利要求6所述的电池膨胀力测量装置，其特征在于：

所述薄膜压力传感器(3)的表面覆盖有绝缘膜(31)。

8.根据权利要求6所述的电池膨胀力测量装置，其特征在于：

所述薄膜压力传感器(3)中的各所述感应测点(300)呈矩阵排布；各所述感应测点(300)均与所述薄膜压力传感器(3)的数据传输线束(30)连接。

9.根据权利要求8所述的电池膨胀力测量装置，其特征在于：

设有所述薄膜压力传感器(3)的所述拘束板(2)上成型有布线槽(23)，所述数据传输线束(30)被收纳于所述布线槽(23)内。

10.一种电池膨胀力检测系统，包括用于模拟电池(1)负载状态的负载模拟单元，用于测量数据采集分析的测量数据处理单元，以及用于测量所述电池(1)膨胀力的测量装置；其特征在于，

所述测量装置采用权利要求1-9中任一项所述的电池膨胀力测量装置，所述多点压力检测单元与所述测量数据处理单元连接。

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