CN217006172U - 一种电池模组膨胀力的测量工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池模组膨胀力的测量工装，包括支撑底板；支撑底板的顶部左端设置有固定板；支撑底板的顶部右端设置有膨胀力测量机构；膨胀力测量机构包括挤压板、挤压力传感器、传感器固定支架和传感器固定板；固定板与挤压板之间放置有电池模组；电池模组包括多个纵向并列设置的电芯以及模组左端板和模组右端板；模组左端板和模组右端板分别位于由多个电芯组成的模组主体的左右两侧；模组左端板与固定板的右侧面相接触；模组右端板与挤压板的左侧面相接触；支撑底板的顶部在电池模组前后两侧，分别设置有侧边限位块。本实用新型能够对电池模组产生的膨胀力进行测量，从而为电池模组设计提供工作参考，进而促进电池模组安全性能的提升。

Description

一种电池模组膨胀力的测量工装

技术领域

本实用新型涉及动力锂电池技术领域，特别是涉及一种电池模组膨胀力的测量工装。

背景技术

目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备(如移动电话、数码摄像机和手提电脑)上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。

随着新能源技术的不断发展，锂离子电芯的能量密度持续上升，电芯在多次充放电循环之后，其内部压力变大，会产生膨胀力。膨胀力的出现，会给电芯和电池模组均会带来危害。

对于电芯，膨胀力主要是由电芯在循环过程中内部负极引起，造成极片厚度增加。由于模组的尺寸固定，电芯间相互膨胀产生作用力，最终造成模组产生较大的膨胀力。当模组束缚力强度不够时，模组膨胀力过大，会造成模组结构的破坏，引起模组尺寸变大，影响电连接与结构连接，以及在振动的过程中发生失效，最终引起整车短路。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，其能够对包括多个电芯的电池模组产生的膨胀力进行测量，从而为电池模组的设计提供工作参考，进而促进电池模组安全性能的提升。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种电池模组膨胀力的测量工装。

为此，本实用新型提供了一种电池模组膨胀力的测量工装，包括横向水平分布的支撑底板；

支撑底板的顶部左端，固定设置有一个固定板；

支撑底板的顶部右端，设置有膨胀力测量机构；

膨胀力测量机构，包括挤压板、挤压力传感器、传感器固定支架和传感器固定板；

横向分布的挤压力传感器，位于垂直分布的挤压板和垂直分布的传感器固定板之间的位置；

传感器固定支架，位于传感器固定板的正右边；

挤压力传感器的左侧，与挤压板的右侧固定连接；

挤压力传感器的右侧，与传感器固定板的左侧固定连接；

传感器固定板的右侧，与传感器固定支架相连接；

固定板的右侧与挤压板的左侧之间，放置有需要测量模组膨胀力的电池模组；

横向分布的电池模组，包括多个纵向并列设置的电芯，以及垂直分布的模组左端板和模组右端板；

模组左端板和模组右端板，分别位于由多个电芯组成的模组主体的左右两侧；

模组左端板与固定板的右侧面相接触；

模组右端板与挤压板的左侧面相接触；

支撑底板的顶部，在电池模组的前后两侧，分别设置有至少一个横向分布的侧边限位块。

优选地，关于传感器固定板的右侧与传感器固定支架相连接，具体结构如下：

传感器固定支架，包括传感器固定支架底座和传感器固定支架支撑板；

传感器固定支架底座，固定设置在支撑底板的顶部；

传感器固定支架支撑板，固定设置在传感器固定支架底座的顶部；

传感器固定支架支撑板，通过多个间隔分布的调节螺栓，与传感器固定板相连接。

优选地，感器固定支架支撑板和传感器固定板均为长方体形状；

传感器固定支架支撑板前后两侧，分别设置有三个等间距分布的第一螺孔；

传感器固定板，在与每个第一螺孔相对应的位置上，分别设置有一个第二螺孔；

每个调节螺栓，从右往左依次与位置对应的一个第一螺孔和一个第二螺孔相螺纹连接。

优选地，传感器固定支架支撑板的中心位置，还设置有一个横向分布的螺纹通孔；

该螺纹通孔，与一个调节杆的中部相螺纹连接；

调节杆的右端，突出于传感器固定支架支撑板的右侧面l

调节杆的左端，与传感器固定板的右侧相连接。

优选地，支撑底板，与固定板、侧边限位块和传感器固定支架，均通过螺栓固定连接；

固定板右侧面和挤压板左侧面的形状大小，均大于电芯左右侧面的形状大小；

支撑底板的上表面，设置有绝缘保护层。

优选地，挤压力传感器的左侧，通过多个第一螺钉与挤压板相连接；

挤压力传感器的右侧，通过多个第二螺钉，与传感器固定板相连接。

优选地，挤压力传感器的前后两侧，分别设置多个第一螺纹孔和多个第二螺纹孔；

挤压板在与每个第一螺纹孔相对应的位置，分别设置有一个第一沉孔；

传感器固定板在与每个第二螺纹孔相对应的位置，分别设置有一个第二沉孔；

每个第一螺钉穿过第一沉孔后，与第一螺纹孔相螺纹连接；

每个第二螺钉穿过第二沉孔后，与第二螺纹孔相螺纹连接。

优选地，挤压板的前后两侧下部，分别枢接有一个滑轮；

滑轮的底部与支撑底板的顶面相接触。

优选地，支撑底板的底部前后两侧，分别等间距设置有多个绝缘支柱。

优选地，该电池模组膨胀力的测量工装，位于现有的高低温试验箱中。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种电池模组膨胀力的测量工装，其结构设计科学，能够对包括多个电芯的电池模组产生的膨胀力进行测量，从而为电池模组的设计提供工作参考，进而促进电池模组安全性能的提升，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种电池模组膨胀力的测量工装，在对一个电池模组进行膨胀力测量时的装配状态示意图；

图2为本实用新型提供的一种电池模组膨胀力的测量工装的立体结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种电池模组膨胀力的测量工装的局部爆炸示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以通过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。

参见图1至图3，本实用新型提供了一种电池模组膨胀力的测量工装，包括横向水平分布的支撑底板2；

支撑底板2的顶部左端，固定设置有一个固定板1；

支撑底板2的顶部右端，设置有膨胀力测量机构；

膨胀力测量机构，包括挤压板4、挤压力传感器5、传感器固定支架6和传感器固定板9；

横向分布的挤压力传感器5，位于垂直分布的挤压板4和垂直分布的传感器固定板9之间的位置；

传感器固定支架6，位于传感器固定板9的正右边；

挤压力传感器5的左侧(左侧是检测端)，与挤压板4的右侧固定连接；

挤压力传感器5的右侧，与传感器固定板9的左侧固定连接；

传感器固定板9的右侧，与传感器固定支架6相连接；

固定板1的右侧与挤压板4的左侧之间，放置有需要测量模组膨胀力的电池模组100；

横向分布的电池模组100，包括多个纵向并列设置的电芯7，以及垂直分布的模组左端板和模组右端板；

模组左端板和模组右端板，分别位于由多个电芯7组成的模组主体的左右两侧；因此，通过金属材质的模组左端板和模组右端板，可以保护电芯。

模组左端板与固定板1的右侧面相接触；

模组右端板与挤压板4的左侧面相接触；

支撑底板2的顶部，在电池模组100的前后两侧，分别设置有至少一个横向分布的侧边限位块3。

在本实用新型中，具体实现上，关于传感器固定板9的右侧与传感器固定支架6相连接，具体结构如下：

传感器固定支架6，包括传感器固定支架底座61和传感器固定支架支撑板62；

传感器固定支架底座61，固定设置在支撑底板2的顶部；

传感器固定支架支撑板62，固定设置在传感器固定支架底座61的顶部；

传感器固定支架支撑板62，通过多个间隔分布的调节螺栓10(如图2所示的六个)，与传感器固定板9相连接。

具体实现上，需要说明的是，传感器固定支架支撑板62和传感器固定板9均为长方体形状；

传感器固定支架支撑板62前后两侧，分别设置有三个等间距分布的第一螺孔；

传感器固定板9，在与每个第一螺孔相对应的位置上，分别设置有一个第二螺孔；

每个调节螺栓10，从右往左依次与位置对应的一个第一螺孔和一个第二螺孔相螺纹连接。

具体实现上，传感器固定支架支撑板62的中心位置，还设置有一个横向分布的螺纹通孔；

该螺纹通孔，与一个调节杆11的中部相螺纹连接；

调节杆11的右端，突出于传感器固定支架支撑板62的右侧面l

调节杆11的左端，与传感器固定板9的右侧相连接。

需要说明的是，调节杆11，通过其中部外壁具有的螺纹，来调节伸出的长度和施加对模组的压力。随着调节杆11的横向移动(其随着旋转而实现整体的横向移动)，可以带动传感器固定板9一起横向移动。

需要说明的是，调节杆11的左端，通过一个轴承与传感器固定板9的右侧相连接。轴承的外圈通过轴承座固定连接传感器固定板9的左侧，轴承的内圈固定连接调节杆11的左端部。

在本实用新型中，具体实现上，相邻的电芯间和电池模组的底部，可以使用胶水固定。

在本实用新型中，具体实现上，支撑底板2，与固定板1、侧边限位块3和传感器固定支架6，均通过螺栓固定连接。需要说明的是，传感器固定板9不与支撑底板2相连接，为悬空设置。

在本实用新型中，具体实现上，参见图3，挤压力传感器5的左侧，通过多个第一螺钉与挤压板4相连接；

挤压力传感器5的右侧，通过多个第二螺钉，与传感器固定板9相连接。

具体实现上，挤压力传感器5的前后两侧，分别设置多个第一螺纹孔51和多个第二螺纹孔；

挤压板4在与每个第一螺纹孔51相对应的位置，分别设置有一个第一沉孔42；

传感器固定板9在与每个第二螺纹孔相对应的位置，分别设置有一个第二沉孔91；

每个第一螺钉穿过第一沉孔42后，与第一螺纹孔51相螺纹连接；

每个第二螺钉穿过第二沉孔91后，与第二螺纹孔相螺纹连接。

在本实用新型中，具体实现上，挤压板4的前后两侧下部，分别枢接有一个可横向左右移动的滑轮41，滑轮41的底部与支撑底板2的顶面相接触，以保证灵活地调整挤压板4的位置，方便对电芯进行挤压操作。

在本实用新型中，具体实现上，固定板1右侧面和挤压板4左侧面的形状大小，均大于电芯7左右侧面的形状大小。

在本实用新型中，具体实现上，挤压板4，用于将挤压力传感器5受到的力进行大面积分布，保证力的准确性，挤压板4可根据电芯与端板的大小相应调整尺寸；

在本实用新型中，具体实现上，支撑底板2的上表面，设置有绝缘保护层，从而实现对电芯的绝缘保护。

在本实用新型中，具体实现上，固定板1、挤压板4、传感器固定支架6，需结构牢固，防止在模组膨胀过程中发生变形，从而导致数据不准确；因此，为保证结构强度，除侧边限位块3以外，应均使用金属材料。

在本实用新型中，具体实现上，支撑底板2的底部，设置(例如焊接)有多根横向加强筋和多根纵向加强筋；

横向加强筋和纵向加强筋交叉连接。

因此，支撑底板2的底部，通过加强结构(具体为横向加强筋和纵向加强筋)，可以保证支撑底板2的平面度与强度，或着让撑底板2本身的厚度较厚。

在本实用新型中，具体实现上，支撑底板2上，设置有多个固定孔，用于安装侧边限位块2和传感器固定支架6。因此，可以方便地调节侧边限位块2和传感器固定支架6的安装位置，以便兼容多种型号的模组。

在本实用新型中，具体实现上，侧边限位块3，采用绝缘材料，用于保证电池模组在纵向方向上不发生偏移；

具体实现上，侧边限位块3，优选为采用电木块，或者采用其他的绝缘材质。侧边限位块3，可根据模组的宽度的不同，调整其在纵向方向的具体固定位置(通过连接支撑底板2上的不同固定孔)，根据模组长度的不同，可固定多个侧边限位块，保证电池模组横向长度方向上的限位。

也就是说，侧边限位块3，结构灵活，可根据模组的空间进行设计定制或调整固定位置；

在本实用新型中，具体实现上，电芯7，可以为方形电芯或者软包电芯。

在本实用新型中，具体实现上，支撑底板2的底部前后两侧，分别等间距设置有多个绝缘支柱20(例如图1所示的三个)。

在本实用新型中，具体实现上，所述电池模组膨胀力的测量工装，位于现有的高低温试验箱中，该现有的高低温试验箱能够调节箱体内的温度。

需要说明的是，对于本实用新型，将电池模组100放置于支撑底板2上，通过侧边限位块3进行侧边方向的限位，固定板1保持不动，通过挤压板4调整电池模组长度方向的尺寸，调整模组的初始压力。模组膨胀力作为其结构设计方面重要的一环，为电芯提供适当的挤压力，在保证电芯寿命的情况下设计模组整体尺寸，提升空间占比。

对于本实用新型，该装置结构科学，成本低且便于操作，整体长度只比电池模组的尺寸略长，有利于节约测试的场地。例如，经过检验，可以放置在1立方米的温箱(即现有的高低温试验箱，能够调节箱体内的温度)之中，从而可以进一步检测电池模组在不同环境温度下的膨胀力变化情况。

对于本实用新型，具体实现上，挤压力传感器5，是现有的传感器，例如可以采用北京一洋应振测试技术有限公司生产的JHBM-10型号的平面称重传感器，用于对模组整体膨胀产生压力的数据进行读取。

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面说明本实用新型的工作原理。

需要说明的是，对于本实用新型，通过调节杆11来调节挤压板4的位置，挤压力传感器5根据挤压板4对电池模组的挤压作用，读取初始的挤压力；在电池模组的电芯顶部焊接汇流排8后(例如可以采用现有常规的串联或并联的连接方式)，可以通过现有的充放电测试设备，对电池模组进行预设次数的充放电循环测试(例如1000次)，然后再读取挤压力传感器5上检测得到的压力值，将该压力值与初始的挤压力相减，即可获得电池模组在预设次数的充放电循环测试后产生的模组膨胀力。

与现有技术相比较，本实用新型提供的电池模组膨胀力的测量工装，具有如下有益效果：

1、对于本实用新型，通过支撑底板2、固定板1、挤压板4和两个侧边限位块3，可以保证电芯7在X、Y、Z三个方向(即横向，纵向以及垂直方向)上均有限位，在根据不同电芯个数的需求，可以依次调节，从而保证整体的组装精度；

2、对于本实用新型，挤压力传感器5、挤压板4、传感器固定板9均设有多个固定孔位，保证整体固定后的稳定性和水平性；

3、对于本实用新型，为保证强度，其中固定板1、支撑底板2、挤压板4、传感器固定板9、固定支架6均用高强钢制作，为保证绝缘性防护，侧边限位块3为电木或其他绝缘材料制作，除此以外，如果需要在电芯7底部打胶处理，可以在支撑底板2与电芯7之间的位置贴一层绝缘胶带(可用PET或PI等材质的绝缘胶带)防护，即可以达到绝缘效果，又能保证工装的重复使用。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种电池模组膨胀力的测量工装，其结构设计科学，能够对包括多个电芯的电池模组产生的膨胀力进行测量，从而为电池模组的设计提供工作参考，进而促进电池模组安全性能的提升，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池模组膨胀力的测量工装，其特征在于，包括横向水平分布的支撑底板(2)；

支撑底板(2)的顶部左端，固定设置有一个固定板(1)；

支撑底板(2)的顶部右端，设置有膨胀力测量机构；

膨胀力测量机构，包括挤压板(4)、挤压力传感器(5)、传感器固定支架(6)和传感器固定板(9)；

横向分布的挤压力传感器(5)，位于垂直分布的挤压板(4)和垂直分布的传感器固定板(9)之间的位置；

传感器固定支架(6)，位于传感器固定板(9)的正右边；

挤压力传感器(5)的左侧，与挤压板(4)的右侧固定连接；

挤压力传感器(5)的右侧，与传感器固定板(9)的左侧固定连接；

传感器固定板(9)的右侧，与传感器固定支架(6)相连接；

固定板(1)的右侧与挤压板(4)的左侧之间，放置有需要测量模组膨胀力的电池模组(100)；

横向分布的电池模组(100)，包括多个纵向并列设置的电芯(7)，以及垂直分布的模组左端板和模组右端板；

模组左端板和模组右端板，分别位于由多个电芯(7)组成的模组主体的左右两侧；

模组左端板与固定板(1)的右侧面相接触；

模组右端板与挤压板(4)的左侧面相接触；

支撑底板(2)的顶部，在电池模组(100)的前后两侧，分别设置有至少一个横向分布的侧边限位块(3)。

2.如权利要求1所述的电池模组膨胀力的测量工装，其特征在于，传感器固定支架(6)，包括传感器固定支架底座(61)和传感器固定支架支撑板(62)；

传感器固定支架底座(61)，固定设置在支撑底板(2)的顶部；

传感器固定支架支撑板(62)固定设置在传感器固定支架底座(61)的顶部并且通过多个间隔分布的调节螺栓(10)与传感器固定板(9)相连接。

3.如权利要求2所述的电池模组膨胀力的测量工装，其特征在于，感器固定支架支撑板(62)和传感器固定板(9)均为长方体形状；

传感器固定支架支撑板(62)前后两侧，分别设置有三个等间距分布的第一螺孔；

传感器固定板(9)，在与每个第一螺孔相对应的位置上，分别设置有一个第二螺孔；

每个调节螺栓(10)，从右往左依次与位置对应的一个第一螺孔和一个第二螺孔相螺纹连接。

4.如权利要求2所述的电池模组膨胀力的测量工装，其特征在于，传感器固定支架支撑板(62)的中心位置，还设置有一个横向分布的螺纹通孔；

该螺纹通孔，与一个调节杆(11)的中部相螺纹连接；

调节杆(11)的右端，突出于传感器固定支架支撑板(62)的右侧面l

调节杆(11)的左端，与传感器固定板(9)的右侧相连接。

5.如权利要求1所述的电池模组膨胀力的测量工装，其特征在于，支撑底板(2)，与固定板(1)、侧边限位块(3)和传感器固定支架(6)，均通过螺栓固定连接；

固定板(1)右侧面和挤压板(4)左侧面的形状大小，均大于电芯(7)左右侧面的形状大小；

支撑底板(2)的上表面，设置有绝缘保护层。

6.如权利要求1所述的电池模组膨胀力的测量工装，其特征在于，挤压力传感器(5)的左侧，通过多个第一螺钉与挤压板(4)相连接；

挤压力传感器(5)的右侧，通过多个第二螺钉，与传感器固定板(9)相连接。

7.如权利要求6所述的电池模组膨胀力的测量工装，其特征在于，挤压力传感器(5)的前后两侧，分别设置多个第一螺纹孔(51)和多个第二螺纹孔；

挤压板(4)在与每个第一螺纹孔(51)相对应的位置，分别设置有一个第一沉孔(42)；

传感器固定板(9)在与每个第二螺纹孔相对应的位置，分别设置有一个第二沉孔(91)；

每个第一螺钉穿过第一沉孔(42)后，与第一螺纹孔(51)相螺纹连接；

每个第二螺钉穿过第二沉孔(91)后，与第二螺纹孔相螺纹连接。

8.如权利要求1所述的电池模组膨胀力的测量工装，其特征在于，挤压板(4)的前后两侧下部，分别枢接有一个滑轮(41)；

滑轮(41)的底部与支撑底板(2)的顶面相接触。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电池模组膨胀力的测量工装，其特征在于，支撑底板(2)的底部前后两侧，分别等间距设置有多个绝缘支柱(20)。

10.如权利要求1至8中任一项所述的电池模组膨胀力的测量工装，其特征在于，该电池模组膨胀力的测量工装，位于现有的高低温试验箱中。

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