CN216013432U - 测试夹具和测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种测试夹具和测试装置。测试夹具用于单体电池的长期循环测试，包括第一板、第二板和连接件，第一板和第二板均与连接件固定连接，第一板和第二板相对设置，第一板朝向第二板的表面为第一面，第二板朝向第一板的表面为第二面，第一面和第二面上均设置有限位部，第一板和第二板之间能够容纳单体电池，且限位部至少能够抵接单体电池的底面。本申请的测试夹具能够在不给单体电池的大面施加压力的情况下使单体电池保持在第一板和第二板之间，从而使单体电池的受力更加接近实际的情况，进而确保测试装置的结果更加接近实际情况，提高单体电池预测寿命的准确性。

Description

测试夹具和测试装置

技术领域

本申请涉及动力电池检测技术领域，尤其涉及一种测试夹具和测试装置。

背景技术

在动力电池的设计中，通过模拟动力电池真实的受力情况对动力电池进行长时间循环测试，以预测动力电池的使用寿命。相关技术中，通常采用两个夹板夹持动力电池来模拟动力电池的受力情况，动力电池会受到预紧力的作用，预紧力导致动力电池发生一定的形变，进而影响长期测试结果的准确性。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种测试夹具，能够提高单体电池寿命预测结构的可靠性。

本申请还提出一种具有上述测试夹具的测试装置。

根据本申请的第一方面实施例的测试装置，用于具有两相对设置的大面、两相对设置的侧面、一顶面和一底面的单体电池的长期循环测试，其特征在于，包括，

第一板；

第二板，所述第一板和所述第二板相对设置，所述第一板朝向所述第二板的表面为第一面，所述第二板朝向所述第一板的表面为第二面；所述第一面和所述第二面上均设置有限位部；

连接件，所述第一板和所述第二板均与所述连接件固定连接；

其中，所述第一板和所述第二板之间能够容纳所述单体电池，且所述限位部至少能够抵接所述底面，所述第一面朝向一所述大面，所述第二面朝向另一所述大面。

根据本申请实施例的测试夹具，至少具有如下有益效果：通过在第一板和第二板上设置限位部，使限位部至少能够作用于单体电池的底面，进而避免单体电池大面受到第一板和第二板的压力，从而提高单体电池寿命预测结构的可靠性。

根据本申请的一些实施例，所述限位部包括第一限位凸台，所述限位部包括第一限位凸台，所述第一板上的第一限位凸台凸出于第一面，并朝向所述第二板方向凸出；所述第二板上的第一限位凸台凸出于第二面，并朝向所述第一板方向凸出；所述第一板的第一限位凸台和所述第二板上的第一限位凸台均沿第一方向延伸，所述第一方向为所述单体电池的宽度方向；所述第一限位凸台用于抵接所述底面。

根据本申请的一些实施例，所述限位部还包括第二限位凸台，所述第一板上的第二限位凸台凸出于第一面，并朝向所述第二板方向凸出；所述第二板上的第二限位凸台凸出于第二面，并朝向所述第一板方向凸出；所述第一板的第二限位凸台和第二板上的第二限位凸台均沿第二方向的延伸，所述第二方向为所述单体电池的高度方向；所述第二限位凸台用于限制所述单体电池在所述第一方向的移动，所述第一方向为所述单体电池的宽度方向。

根据本申请的一些实施例，所述限位部包括限位凹槽，所述限位凹槽的形状与所述单体电池的外形相适应，所述限位凹槽的深度小于所述单体电池厚度的一半。

根据本申请的一些实施例，其特征在于还包括压力传感器，所述压力传感器与所述第一板或者第二板连接，用于采集所述第一板或者所述第二板的受力，以判断所述单体电池的膨胀程度。

根据本申请的一些实施例，还包括第三板，当所述压力传感器采集所述第一板的受力，所述第三板和所述第一板相对设置，所述压力传感器的一端与所述第三板固定连接，所述压力传感器的另一端与所述第一板固定连接；当所述压力传感器采集所述第二板的受力，所述第三板和所述第二板相对设置，所述压力传感器的一端与所述第三板固定连接，所述压力传感器的另一端与所述第二板固定连接。

根据本申请的一些实施例，所述第一板、所述第二板和所述第三板上均设置有贯通孔，所述连接件为紧固螺柱，所述紧固螺柱穿设于所述第一板的所述贯通孔、所述第二板的所述贯通孔和所述第三板的所述贯通孔。

根据本申请的一些实施例，还包括套管，所述套管套设于所述紧固螺柱，且所述套管的一端抵接所述第一板，所述套管的另一端抵接所述第二板。

根据本申请的一些实施例，所述第一板的所述贯通孔与所述第二板的所述贯通孔均为台阶孔，所述套管的外径大于所述贯通孔的孔径并且小于所述台阶孔的大径，所述套管的两端分别抵接相应所述台阶孔的台阶面。

根据申请的第二方面实施例的测试装置，包括充放电部件和上述第一方面实施例的测试夹具，所述单体电池放置于所述测试夹具中，所述充放电部件与所述单体电池的正负极电连接，用于对单体电池进行长期循环测试，以预测所述单体电池的使用寿命。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为实际应用场景下单体电池堆叠的部分结构示意图；

图2为本申请一实施例测试装置的结构示意图；

图3为本申请一实施例测试装置的俯视图；

图4为本申请一实施例如图3中A-A截面的剖视图；

图5为本申请一实施例如图3中B-B截面的剖视图；

图6为本申请另一实施例如图3中A-A截面的剖视图；

图7为本申请另一实施例如图3中A-A截面的剖视图。

附图标记：

单体电池A大面A1侧面A2底面A3顶面A4

第一板100第一面110第一限位凸台120第二限位凸台130限位凹槽140

第二板200第二面220连接件300第三板400压力传感器500套管600

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

下面结合附图描述本申请第一方面实施例的测试夹具，用于单体电池的长期循环测试，包括第一板100、第二板200和连接件300，第一板100和第二板200相对设置，第一板100朝向第二板200的表面为第一面110，第二板200朝向第一板100的表面为第二面210，第一面110和第二面210上均设置有限位部，限位部至少能够抵接单体电池的底面，第一板100和第二板200均与连接件300固定连接。

具体的，图1中示出了实际应用场景下多个单体电池的堆叠示意图，单体电池A放置在定位框B内，单体电池A的大面A1与定位框B之间具有一定的间隙，单体电池A的侧面A2与侧板(图中未示出)通过涂胶的方式粘接，因此装配完成的单体电池A在大面A1的法线方向上不会受到挤压，单体电池A的侧面亦不会受到挤压。

本实施例通过将单体电池A放置在测试夹具上，使单体电池A的受力情况接近于真实使用环境下单体电池A的受力。

第一板100与连接件300的一位置固定连接，第二板200与连接件300的另一位置固定连接，连接件300的数量为4个，分别位于第一板100和第二板200的4个角。连接件300可以是支撑柱，支撑柱与第一板100通过过盈配合或焊接固定，支撑柱与第二板200之间也采用同样的方式固定连接，从而形成如图1中所示的结构。可以理解的是，连接件300可以是紧固螺柱，紧固螺柱穿设于第一板100和第二板200，并分别与第一板100和第二板200固定连接。通过上述设置，第一板100和第二板200相对设置且具有一定的间距，第一板100和第二板200之间的间距略大于单体电池的厚度，当单体电池A放置在第一板100和第二板200之间后(如图1中示出的放置方式)，单体电池A与第一板100和第二板200之间均具有一定的间隙。第一板100具有第一面110，第一面110为朝向第二板200的表面，第二板200具有第二面210，第二面210为朝向第一板100的表面。第一面110和第二面210上均设置有限位部，第一面110上的限位部与第二面210上的限位部为面对面方式设置。当单体电池放置在第一板100和第二板200之间，第一面110上的限位部和第二面210上的限位部均能够抵接单体电池的底面。

本实施例的测试夹具使用时，第一板100和第二板200均垂直于水平面，单体电池A的顶面A4位于上方，单体电池A的底面A3位于下方，将单体电池从上向下插入到第一板100和第二板200之间，直至单体电池A的底面A3抵接第一面110的限位部和第二面210的限位部，第一面110的限位部及第二面210的限位部能够承托单体电池A，使单体电池A在不受到第一板100和第二板200施加的压力情况下，也能够保持在第一板100和第二板200之间。由于第一板100和第二板200之间的间距略大于单体电池的厚度，在长期循环测试(长期循环测试是长时间对单体电池进行充放电测试，进而预测单体电池的使用寿命)的初期，单体电池本身还没有膨胀，单体电池与第一板100和第二板200之间均存在一定的间隙，当长期循环测试持续一段时间后，单体电池开始膨胀并与第一板100和第二板200相抵接。由于实际的电池模组中，还会在单体电池A的大面A1上贴上橡胶垫或复合气凝胶橡胶垫等缓冲层，在长期循环测试中，也可以在待测试的单体电池A的两个大面A1上贴上相应的缓冲层，再将单体电池放置在测试夹具进行长期循环测试。相比于单体电池在初始状态就受第一板100和第二板200施加压力的状态下进行长期循环测试，采用本实施例的测试夹具进行单体电池的长期循环测试，单体电池的状态更加接近动力电池实际使用的状态，避免单体电池受到其他因素的干扰，使单体电池的使用寿命得预测结果更可靠。

在本申请的一些具体实施例中，限位部包括第一限位凸台，第一板100上的第一限位凸台120凸出于第一面110，并朝向第二板200方向凸出，第二板200上的第一限位凸台凸出于第二面210，并朝向第一板100方向凸出，第一板100上的第一限位凸台120和第二板200上的第一限位凸台均沿第一方向延伸，第一方向为单体电池的宽度方向，第一限位凸台用于抵接单体电池的底面。

具体的，如图2至图5所示，第一板100上的第一限位凸台120凸出于第一面110，并朝向第二板200方向凸出一定的长度，第一限位凸台120在凸出的长度(即在厚度方向的长度)不大于单体电池A厚度的一半。第一限位凸台120在第一面110上水平(即图5中示出的单体电池的宽度方向)延伸，第一限位凸台120由第一面110的中间向宽度方向的两侧延伸，第一限位凸台120在宽度方向的长度至少等于单体电池A宽度的一半。第二板200上的第一限位凸台与第一板100上的第一限位凸台120结构相同。当单体电池A放置在第一板100和第二板200之间时，单体电池A的底面A3抵接第一限位凸台，从而使单体电池能够保持在第一板100和第二板200之间。

在本申请的一些具体实施例中，限位部还包括第二限位凸台，第一板100上的第二限位凸台130凸出于第一面110，并朝向第二板200方向凸出，第二板200上的第二限位凸台凸出于第二面210，并朝向第一板100方向凸出，第一板100的第二限位凸台和第二板上的限位凸台均沿第二方向延伸，第二方向为单体电池的高度方向，第二限位凸台用于限制单体电池在第一方向的移动。

具体的，如图2至图5所示，第一板100上的第二限位凸台130凸出第一面110，并朝向第二板200方向凸出一定的长度，第二限位凸台130凸出的长度(即在厚度方向的长度)不大于单体电池厚度的一半。第二限位凸台130在第一面110沿第二方向延伸，第二方向为单体电池的高度方向。第一板100在宽度方向上间隔设置有两个第二限位凸台130，两个第二限位凸台130之间的间距略大于或等于单体电池A的宽度。第二板200上的第二限位凸台的设置方式与第一板100上的第二限位凸台130的设置方式相同。当单体电池放置在第一板100和第二板200之间时，单体电池置于第二限位凸台130之间，第二限位凸台130能够限制单体电池在宽度方向(即第一方向)的移动。通过上述设置方式，能够确保单体电池A的放置位置固定，避免单体电池A由于放置位置不正而受到装配应力，进而使单体电池的受力状态更加接近实际的情况。第一限位凸台和第二限位凸台可以为分段式结构(即第一限位凸台和第二限位凸台为各自独立的部件)，可以理解的是，第一限位凸台和第二限位凸台还可以是整体式的结构(即第一限位凸台和第二限位凸台是连续式、一体式的结构)。

在本申请的一些具体实施例中，限位部为限位凹槽，限位凹槽的形状与单体电池的外形相适应，限位凹槽的深度小于单体电池厚度的一半。

具体的，如图2、图3、图6和图7所示，第一板100和第二板200均设置有限位凹槽，第一板100上的限位凹槽140由第一面110凹陷形成，限位凹槽140具有三个内壁，高度方向下部的下壁，宽度方向上两侧的侧壁，限位凹槽140的深度小于单体电池厚度的一半。第二板200上的限位凹槽的形成方式与第一板100上的限位凹槽的形成方式相同。通过上述设置，单体电池A从上方放入第一板100和第二板200之间，并置于第一板100的限位凹槽140和第二板200的限位凹槽内。通过限位凹槽140对单体电池A定位，能够防止单体电池从下方脱离测试夹具，也能够限制单体电池在宽度方向的移动。

在本申请的一些具体实施例中，还包括压力传感器500，压力传感器500与第一板100或第二板200连接，用于采集第一板100或第二板200的受力，以判断单体电池的膨胀程度。

具体的，单体电池在充放电的过程中，正负极活性材料与电解液发生反应热量和气体，进而使单体电池膨胀。因此单体电池放置测试夹具中时，单体电池膨胀的过程中会作用第一板100和第二板200，因此通过压力传感器500采集第一板100或第二板200的受力，可以判断单体电池的膨胀程度。图1中示出了压力传感器500与第二板200连接，用于采集第二板200的受力，可以理解的是，压力传感器500也可以与第一板100连接，采集第一板100的受力。

在本申请的一些具体实施例中，还包括第三板400，当压力传感器500采集第一板100的受力，第三板400和第一板100相对设置，压力传感器500的一端与第三板400固定连接，压力传感器500的另一端与第一板100固定连接；当压力传感器500采集第二板200的受力，第三板400和第二板200相对设置，压力传感器500的一端与第三板400固定连接，压力传感器500的另一端与第二板200固定连接。

具体的，图1中的压力传感器500采集第二板200的受力，第三板400和第二板200相对设置，第二板200位于第三板400和第一板100之间。第三板400和第二板200之间也通过连接件300固定连接，第三板400、第二板200以及连接件300之间的连接方式与第一板100、第二板200以及连接件300之间的连接方式相同。第一板100和第二板200之间的连接件300与第二板200和第三板400之间的连接件300可以是独立的结构，二者还可以是一体式结构，即1根连接件300同时串起第一板100、第二板200和第三板400。压力传感器500设置在第二板200和第三板400之间，其中一端与第三板400固定连接，另一端与第二板200固定连接。可以理解的是，压力传感器500还可以采集第一板100的受力，将第三板400和第一板100相对设置，压力传感器500的一端与第三板400固定连接，压力传感器500的另一端与第一板100固定连接。单体电池A放置在第一板100和第二板200之间进行长期循环测试，当单体电池膨胀能够抵接第一板100和第二板200，并对第一板100和第二板200施加压力，因此压力传感器500能够采集到第二板200的受力，通过压力传感器500采集的数据来判断单体电池的膨胀程度，进而来预测单体电池的寿命。

在本申请的一些具体实施例中，第一板100、第二板200和第三板400上均设置有贯通孔，连接件为紧固螺柱，紧固螺柱穿设于第一板100的贯通孔、第二板200的贯通孔和第三板400的贯通孔。通过上述设置方式，便于根据实际的情况来调节第一板100和第二板200之间的间距，以使单体电池与第一板100之间、单体电池与第二板200之间的间隙接近于实际情况。

在本申请的一些具体实施例中，还包括套管600，套管600套设于紧固螺柱，套管600的一端抵接第一板100，套管600的另一端抵接第二板200。

具体的，套管600套设于紧固螺柱的外侧，套管600的一端抵接第一板100的第一面110，套管600的另一端抵接第二板200的第二面210。通过套管600的长度限定第一板100和第二板200之间的间距，即使第一板100和第二板200受到了预紧力，第一板100和第二板200的预紧力只会作用在套管600上，而不会将预紧力传递给单体电池，避免测试夹具的安装过程带来的预紧力作用于单体电池，使单体电池受力接近于实际的情况。可以理解的是第一板100的贯通孔和第二板200的贯通孔还可以是台阶孔，台阶孔的大径略大于套管600的外径，台阶孔的小径略大于紧固螺柱的直径，套管600能够伸入台阶孔内并抵接台阶面，紧固螺柱能够穿设于台阶孔，在测试夹具安装的过程中，先通过套管600插入第一板100和第二板200的台阶孔中实现第一板100和第二板200的初步组装，然后将紧固螺柱依次穿过第一板100的台阶孔、套管和第二板200的台阶孔，能够便于测试夹具的安装。

下面描述本申请第二方面实施例的测试装置，测试装置包括上述第一方面的测试夹具。单体电池放置于测试夹具中，测试装置中的充放电部件与单体电池A的正负极电连接，对单体电池进行长期循环测试，进而预测单体电池的使用寿命。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.测试夹具，用于具有两相对设置的大面、两相对设置的侧面、一顶面和一底面的单体电池的长期循环测试，其特征在于，包括，

第一板；

第二板，所述第一板和所述第二板相对设置，所述第一板朝向所述第二板的表面为第一面，所述第二板朝向所述第一板的表面为第二面；所述第一面和所述第二面上均设置有限位部；

连接件，所述第一板和所述第二板均与所述连接件固定连接；

其中，所述第一板和所述第二板之间能够容纳所述单体电池，且所述限位部至少能够抵接所述底面，所述第一面朝向一所述大面，所述第二面朝向另一所述大面。

2.根据权利要求1所述的测试夹具，其特征在于，所述限位部包括第一限位凸台，所述第一板上的第一限位凸台凸出于所述第一面，并朝向所述第二板方向凸出；所述第二板上的第一限位凸台凸出于所述第二面，并朝向所述第一板方向凸出；所述第一板的第一限位凸台和所述第二板上的第一限位凸台均沿第一方向延伸，所述第一方向为所述单体电池的宽度方向；所述第一限位凸台用于抵接所述底面。

3.根据权利要求2所述的测试夹具，其特征在于，所述限位部还包括第二限位凸台，所述第一板上的第二限位凸台凸出于所述第一面，并朝向所述第二板方向凸出；所述第二板上的第二限位凸台凸出于所述第二面，并朝向所述第一板方向凸出；所述第一板的第二限位凸台和第二板上的第二限位凸台均沿第二方向的延伸，所述第二方向为所述单体电池的高度方向；所述第二限位凸台用于限制所述单体电池在所述第一方向的移动。

4.根据权利要求1所述的测试夹具，其特征在于，所述限位部包括限位凹槽，所述限位凹槽的形状与所述单体电池的外形相适应，所述限位凹槽的深度小于所述单体电池厚度的一半。

5.根据权利要求1所述的测试夹具，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器与所述第一板或者第二板连接，用于采集所述第一板或者所述第二板的受力，以判断所述单体电池的膨胀程度。

6.根据权利要求5所述的测试夹具，其特征在于，还包括第三板；当所述压力传感器采集所述第一板的受力，所述第三板和所述第一板相对设置，所述压力传感器的一端与所述第三板固定连接，所述压力传感器的另一端与所述第一板固定连接；当所述压力传感器采集所述第二板的受力，所述第三板和所述第二板相对设置，所述压力传感器的一端与所述第三板固定连接，所述压力传感器的另一端与所述第二板固定连接。

7.根据权利要求6所述的测试夹具，其特征在于，所述第一板、所述第二板和所述第三板上均设置有贯通孔，所述连接件为紧固螺柱，所述紧固螺柱穿设于所述第一板的所述贯通孔、所述第二板的所述贯通孔和所述第三板的所述贯通孔。

8.根据权利要求7所述的测试夹具，其特征在于，还包括套管，所述套管套设于所述紧固螺柱，且所述套管的一端抵接所述第一板，所述套管的另一端抵接所述第二板。

9.根据权利要求8所述的测试夹具，其特征在于，所述第一板的所述贯通孔与所述第二板的所述贯通孔均为台阶孔，所述套管的外径大于所述贯通孔的孔径并且小于所述台阶孔的大径，所述套管的两端分别抵接相应所述台阶孔的台阶面。

10.测试装置，其特征在于，包括充放电部件和权利要求1至9中任一项所述的测试夹具，所述单体电池放置于所述测试夹具中，所述充放电部件与所述单体电池的正负极电连接，用于对单体电池进行长期循环测试，以预测所述单体电池的使用寿命。

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