CN217586122U - 一种膨胀力及膨胀位移测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，公开了一种膨胀力及膨胀位移测试装置。该膨胀力及膨胀位移测试装置包括固定组件、按压组件、夹具组件和测试组件，按压组件与固定组件滑动连接，被配置为将电池的两个正面抵接于固定组件和按压组件之间；夹具组件可拆卸设置于固定组件和按压组件之间，且被配置为将电池的两个侧面抵接于固定组件和按压组件之间；测试组件设置于按压组件上，用于获取电池的膨胀力和膨胀位移。该膨胀力及膨胀位移测试装置能够实现电池两个正面之间和两个侧面之间的膨胀力和膨胀位移的测试，通用性较强，提高对了电池膨胀力和膨胀位移测试的准确性。

Description

一种膨胀力及膨胀位移测试装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种膨胀力和膨胀位移测试装置。

背景技术

近年来，随着新能源行业的快速发展，电池作为供能部件在各种设备上的应用越来越广泛。电池在使用过程中，随着充放电的不断进行，电芯中固体电解质界面膜会不断增厚，材料膨胀率增加，电解液会不断分解产生气体，导致电芯内部压力不断增大，使电芯发生一定程度的膨胀，导致整个电池鼓胀，对电池的寿命造成非常不利的影响。

在电池检测项目中，充放电过程中的膨胀力和膨胀位移是极为关键的指标。为了保证电池的安全，对于电池膨胀力和膨胀位移的研究一直是电池安全性研究的重要内容。现有技术中，虽然有膨胀力及膨胀位移测试装置能够对电芯和电池的膨胀力及膨胀位移进行测试，但主要测试电池两个正面之间的膨胀力和膨胀位移，不具备通用性，缺乏对电池两个侧面之间膨胀力和膨胀位移的测试，导致对膨胀力和膨胀位移的测试不够准确。

因此，亟需提供一种膨胀力及膨胀位移检测装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种膨胀力和膨胀位移测试装置，能够实现电池两个正面之间和两个侧面之间的膨胀力和膨胀位移的测试，通用性较强，提高对了电池膨胀力和膨胀位移测试的准确性。

为达上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种膨胀力及膨胀位移测试装置，包括：

固定组件；

按压组件，与固定组件滑动连接，按压组件被配置为将电池的两个正面分别抵接于固定组件与按压组件之间；

夹具组件，可拆卸设置于固定组件和按压组件之间，夹具组件被配置为将电池的两个侧面分别抵接于固定组件和按压组件之间；

测试组件，设置于按压组件上，用于获取电池的膨胀力和膨胀位移。

作为一种膨胀力及膨胀位移测试装置的优选方案，固定组件包括第一固定板、第二固定板和导向柱，导向柱连接于第一固定板和第二固定板之间，按压组件设置于第一固定板和第二固定板之间并能够沿导向柱滑动。

作为一种膨胀力及膨胀位移测试装置的优选方案，按压组件包括第一活动板和第二活动板，第一活动板和第二活动板设置于第一固定板和第二固定板之间且均滑动连接于导向柱上，测试组件设置于第二活动板上，第二活动板用于推动第一活动板，以使电池的两个正面或两个侧面分别抵紧于第一固定板和第一活动板上。

作为一种膨胀力及膨胀位移测试装置的优选方案，夹具组件包括：

第一夹板；

第二夹板，与第一夹板间隔设置，电池夹紧于第一夹板和第二夹板之间，电池的两个正面分别与第一夹板和第二夹板抵接，第二夹板的左右两个端面分别与第一固定板和第二固定板可拆卸连接。

作为一种膨胀力及膨胀位移测试装置的优选方案，第一固定板和第二固定板上均设置有限位槽，第二夹板依次穿过第一活动板和第二活动板后，其左右两端分别容置于限位槽内。

作为一种膨胀力及膨胀位移测试装置的优选方案，第一夹板沿左右方向的长度小于或等于电池的两个侧面之间的长度。

作为一种膨胀力及膨胀位移测试装置的优选方案，第一夹板和第二夹板通过紧固件实现锁紧或解锁。

作为一种膨胀力及膨胀位移测试装置的优选方案，测试组件包括压力传感器和位移传感器，压力传感器和位移传感器均设置于第二活动板上并能与第一活动板抵接，压力传感器用于获取电池的膨胀力，位移传感器用于获取电池的膨胀位移。

作为一种膨胀力及膨胀位移测试装置的优选方案，还包括位置调节组件，位置调节组件连接于第二活动板，用于驱动第二活动板沿导向柱移动。

作为一种膨胀力及膨胀位移测试装置的优选方案，位置调节组件包括：

丝杠，其一端与第二活动板转动连接；

螺母，固定穿设于第二固定板上，丝杠的另一端螺纹穿设于螺母上，旋拧丝杠能够驱动第二活动板移动。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种膨胀力及膨胀位移测试装置，该膨胀力及膨胀位移测试装置在测试电池两个正面之间的膨胀力和膨胀位移时，首先将电池放置于固定组件和按压组件之间，通过推动按压组件向固定组件移动，以一定预紧力将电池按压于固定组件上，使得电池的两个正面分别抵紧于固定组件和按压组件上，然后电池工作(也就是对电池充放电)，电池膨胀后会对按压组件施加作用力并推动按压组件移动，测试组件测量电池两个正面之间的膨胀力及膨胀位移的大小。

该膨胀力及膨胀位移测试装置在测试电池两个侧面之间的膨胀力和膨胀位移时，首先将电池放置于夹具组件内，并将夹具组件整体安装于固定组件和按压组件之间，通过推动按压组件向固定组件移动，以一定的预紧力将电池按压于固定组件上，使得电池的两个侧面分别抵紧于固定组件和按压组件上，电池工作膨胀后对按压组件施加作用力并推动按压组件移动，以此来测量电池两个侧面之间的膨胀力及膨胀位移的大小。

本实用新型提供的膨胀力及膨胀位移测试装置，能够实现电池两个正面之间和两个侧面之间的膨胀力和膨胀位移的测试，通用性较强，提高对了电池膨胀力和膨胀位移测试的准确性。

附图说明

为了更明显易懂的说明本实用新型的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做一简单介绍，下面描述的附图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它的附图，均属于本实用新型所公开的内容。

图1是本实用新型实施例提供的膨胀力及膨胀位移测试装置的爆炸视图；

图2是本实用新型实施例提供的夹具组件的爆炸视图。

图中：

100、电池；110、正面；120、侧面；

1、固定组件；11、第一固定板；111、限位槽；12、第二固定板；13、导向柱；

2、按压组件；21、第一活动板；22、第二活动板；

3、夹具组件；31、第一夹板；32、第二夹板；33、紧固件；

4、测试组件；

5、位置调节组件；51、丝杠；52、螺母。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1和图2所示，本实施例提供一种膨胀力及膨胀位移测试装置，用于测量单个电芯或多个电芯组成的电池100在充放电过程中的膨胀力和膨胀位移。其中，电池100包括两个正面110和两个侧面120，该膨胀力及膨胀位移测试装置能够分别测试电池100的两个正面110之间和两个侧面120之间的膨胀力及膨胀位移。当然，该膨胀力及膨胀位移测试装置还可以用于其他需要测量膨胀力和膨胀位移的结构，本实施例以电池100为例进行说明。

参考图1和图2，该膨胀力及膨胀位移测试装置包括固定组件1、按压组件 2、夹具组件3和测试组件4。其中，按压组件2与固定组件1滑动连接，按压组件3被配置为将电池100的两个正面110分别抵接于按压组件2和固定组件1 之间；夹具组件3可拆卸设置于固定组件1和按压组件2之间，夹具组件3被配置为将电池的两个侧面120抵接于固定组件1和按压组件2之间；测试组件4 设置于按压组件2上，用于获取电池100的膨胀力和膨胀位移。

本实施例提供的膨胀力及膨胀位移测试装置，能够实现电池100的两个正面110之间和两个侧面120之间的膨胀力和膨胀位移的测试，通用性较强，适用于不同尺寸的电池100，同时提高对了电池100的膨胀力和膨胀位移测试的准确性。

具体而言，如图1所示，固定组件1包括第一固定板11、第二固定板12和导向柱13，导向柱13连接于第一固定板11和第二固定板12之间，按压组件2 设置于第一固定板11和第二固定板12之间并能够沿导向柱13滑动。采用这种设置，能够使得整体结构更加稳定。

进一步地，继续参考图1，按压组件2包括第一活动板21和第二活动板22，第一活动板21和第二活动板22设置于第一固定板11和第二固定板12之间且均滑动连接于导向柱13上，测试组件4设置于第二活动板22上靠近第一活动板21的一侧，电池100容置于第一固定板11和第一活动板21之间，第二活动板22用于推动第一活动板21，以使电池100的两个正面110或者两个侧面120 分别抵紧于第一固定板11和第一活动板21上。采用这种设置，使得测试组件4 能够与第一活动板11直接接触，直接对电池100膨胀后作用于第一活动板21 上的压力及位移变化进行测量即可，不会对电池100造成损坏。

优选地，如图1所示，导向柱13的数量设置为多个，多个导向柱13穿设第一活动板21和第二活动板22，并连接于第一固定板11和第二固定板12之间。

更为优选地，导向柱13的数量设置有四个，四个导向柱13的一端分别连接于第一固定板11的四个边角位置，四个导向柱13的另一端分别连接于第二固定板12的四个边角位置，以实现第一固定板11和第二固定板12之间的稳固连接，同时四个导向柱13能够形成具有一定空间的容纳腔，不仅便于将电池100 容置于该容纳腔内，还有利于该膨胀力及膨胀位移测试装置中其他部件的布置。

作为优选方案，第一活动板21上设置有导向套(图中未示出)，第一活动板21通过导向套与导向柱13滑动连接；和/或第二活动板22上设置有导向套，第二活动板22通过导向套与导向柱13滑动连接。采用这种设置，能够减小摩擦，使得第一活动板21和第二活动板22相对于导向柱13的滑动更加顺畅，不仅有利于测试组件4测量的准确性，还有利于延长该膨胀力及膨胀位移测试装置的使用寿命。

进一步地，如图2所示，夹具组件3包括第一夹板31和第二夹板32，第二夹板32与第一夹板31间隔设置，电池100夹紧于第一夹板31和第二夹板32 之间，电池100的两个正面110分别与第一夹板31和第二夹板32抵接，第二夹板32能依次穿过第一活动板21和第二活动板22，且其左右两个端面分别与第一固定板11和第二固定板12可拆卸连接。该夹具组件3结构简单，拆装方便，能够实现电池100的稳固夹持。

当需要测试电池100的两个侧面120之间的膨胀力及膨胀位移时，只需将电池100安装于第一夹板31和第二夹板32之间并锁紧，将组装后的夹具组件3 放置于第一固定板11和第一活动板21之间，使第二夹板32依次穿过第一活动板21和第二活动板22后，其左右两端分别与第一固定板11和第二固定板12 连接，以将该夹具装置固定，此时第一夹板31和电池100均位于第一固定板11 和第一活动板21之间，并进行后续的测试过程。当需要测试电池100的两个正面110之间的膨胀力及膨胀位移时，只需将夹具组件3拆卸，并将电池100单独放置于第一固定板11和第一活动板21之间进行测试即可。

进一步地，继续参考图2，第一夹板31和第二夹板32通过紧固件33实现锁紧或解锁。优选地，紧固件33的数量为四个，四个紧固件33沿电池100的边缘均匀分布，以将电池100锁紧于第一夹板31和第二夹板32之间，还能减少安装紧固件33的工作量。在本实施例中，紧固件33可以是螺钉，也可以是螺栓螺母52组合，通过简单的旋拧动作就能实现第一夹板31和第二夹板32的锁紧或者解锁，操作方便，结构简单，易于购买和更换。

优选地，参考图1，第一固定板11和第二固定板12上均设置有限位槽111，第二夹板32依次穿过第一活动板21和第二活动板22后，其左右两端分别容置于限位槽111内。其中，第一活动板21和第二活动板22上均设置有通槽，以避让第二夹板32，第二夹板32能穿过该通槽。通过将第二夹板32的两端分别容置于限位槽111内，能够实现第二夹板32的限位，以实现夹具组件3整体的固定，限制夹具组件3的移动，防止测试时夹具组件3滑动而影响电池100的膨胀力及膨胀位移的测试结果，且拆装方便，避免了连接件的使用。

优选地，第一夹板31沿左右方向的长度小于或等于电池100的两个侧面120 之间的长度。可以理解的是，在将夹具组件3放置于第一固定板11和第一活动板21之间时，首先将第二夹板32的左右两端分别容置于限位槽111内，并将第一夹板31的左端面和电池100的其中一个侧面120分别与第一固定板11相抵接，形成限位，通过推动第一活动板21向靠近第一固定板11的方向移动，进而使电池100的另一个侧面120与第一活动板21抵接，再进行后续测试过程。其中，第一夹板31沿左右方向的长度小于或等于电池100的两个侧面120之间的长度，能够保证第一夹板31对第一活动板21的移动无干涉，最终使得电池 100的两个侧面120能分别与第一固定板11和第一活动板21相抵接，进而保证测量结果的准确性。

进一步地，如图1所示，测试组件4包括压力传感器和位移传感器，压力传感器和位移传感器均设置于第二活动板22上并能与第一活动板21抵接，压力传感器用于获取电池100的膨胀力，位移传感器用于获取电池100的膨胀位移。优选地，压力传感器和位移传感器均设置于第二活动板22靠近第一活动板 21的一侧，并能抵接于第一活动板21上，使得压力传感器和位移传感器能够对电池100膨胀后作用于第一活动板21上的压力及位移变化进行测量。具体地，压力传感器和位移传感器上分别连接有数据线，数据线用于将压力传感器和位移传感器测得的信号导出，便于压力传感器和位移传感器与外部设备(例如记录仪)连接，便于电池100的膨胀力及膨胀位移的显示与记录。需要说明的是，压力传感器和位移传感器均属于现有技术，其具体的型号在此不做限定，可以根据具体的测试范围和精度要求进行适应性选择，本实施例采用现有技术中能实现该功能的任一种电连接电路即可。

进一步地，继续参考图1，本实施例提供的膨胀力及膨胀位移测试装置还包括位置调节组件5，位置调节组件5连接于第二活动板22，用于驱动第二活动板22沿导向柱13移动。采用这种设置，能够驱动第二活动板22移动，节省人力，操作更加方便快捷。

具体而言，如图1所示，位置调节组件5包括丝杠51和螺母52，丝杠51 的一端与第二活动板22转动连接；螺母52固定穿设于第二固定板12上，丝杠 51的另一端螺纹穿设于螺母52上，旋拧丝杠51能够驱动第二活动板22移动。优选地，丝杠51远离第二活动板22的一端设置有手柄，操作人员能够通过手柄转动丝杠51，驱动第二活动板22移动，降低了转动丝杠51的难度，操作更加方便。

结合图1和图2，对该膨胀力测试装置的工作过程进行详细的说明：

(1)电池100的两个正面110之间的膨胀力及膨胀位移测试过程：首先，将压力传感器和位移传感器归零，然后将电池100放入第一固定板11和第一活动板21之间，转动手柄和丝杠51，驱动第二活动板22向第一活动板21移动，以预设预紧力将电池100按压于第一固定板11上，停止转动丝杠51，此时电池 100的两个正面110分别抵紧于第一固定板11和第一活动板21上，压力传感器和位移传感器分别与第一活动板21抵接。之后对电池100进行充放电过程，电池100膨胀后会对第一活动板21施加作用力，并推动第一活动板21产生位移，由此通过压力传感器和位移传感器实时显示电池100的两个正面110之间的膨胀力和膨胀位移的大小和变化情况。

(2)电池100的两个侧面120之间的膨胀力及膨胀位移测试过程：首先，将压力传感器和位移传感器归零。将电池100放置于第一夹板31和第二夹板32 之间并利用紧固件33锁紧，然后将夹具组件3整体放置于第一固定板11和第一活动板21之间，第二夹板32依次穿过第一活动板21和第二活动板22后，其左右两端分别容置于第一固定板11和第二固定板12的限位槽111内，此时第一夹板31和电池100位于第一固定板11和第一活动板21之间，转动手柄和丝杠51，驱动第二活动板22向第一活动板21移动，以预设预紧力将电池100按压于第一固定板11上，停止转动丝杠51，此时电池100的两个侧面120分别抵紧于第一固定板11和第一活动板21上，压力传感器和位移传感器分别与第一活动板21抵接。之后对电池100进行充放电过程，电池100膨胀后会对第一活动板21施加作用力，并推动第一活动板21产生位移，由此通过压力传感器和位移传感器实时显示电池100的两个侧面120之间的膨胀力和膨胀位移的大小和变化情况。

(3)不同压力下电池100厚度的测量过程：首先，将压力传感器和位移传感器归零。转动手柄和丝杠51，驱动第二活动板22向第一活动板21移动，使得第一活动板21与第一固定板11抵接，并使压力传感器示数达到预设压力值，然后将压力传感器的位移传感器再次归零。然后将电池100放置于第一固定板 11和第一活动板21之间，转动手柄和丝杠51驱动第二活动板22移动，施加相同预设压力值将电池100按压于第一固定板11上，读取位移传感器示数，即为电池100在该压力下的厚度。另外，通过改变预设压力值，并重复上述过程，测量在不同压力下电池100的厚度。该过程用于电池100组装完成下线时，检测电池100是否满足要求。

综上，本实用新型提供的膨胀力及膨胀位移测试装置，不仅能够测试电池 100的两个正面110之间和两个侧面120之间的膨胀力和膨胀位移，还能够测量不同压力下的电池100的厚度，通用性较强，且能够适用于不同尺寸的电芯或电池100，同时提高对了电池100的膨胀力和膨胀位移测试的准确性。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种膨胀力及膨胀位移测试装置，其特征在于，包括：

固定组件(1)；

按压组件(2)，与所述固定组件(1)滑动连接，所述按压组件(2)被配置为将电池(100)的两个正面(110)分别抵接于所述固定组件(1)和所述按压组件(2)之间；

夹具组件(3)，可拆卸设置于所述固定组件(1)和所述按压组件(2)之间，所述夹具组件(3)被配置为将所述电池(100)的两个侧面(120)分别抵接于所述固定组件(1)和所述按压组件(2)之间；

测试组件(4)，设置于所述按压组件(2)上，用于获取所述电池(100)的膨胀力和膨胀位移。

2.根据权利要求1所述的膨胀力及膨胀位移测试装置，其特征在于，所述固定组件(1)包括第一固定板(11)、第二固定板(12)和导向柱(13)，所述导向柱(13)连接于所述第一固定板(11)和所述第二固定板(12)之间，所述按压组件(2)设置于所述第一固定板(11)和所述第二固定板(12)之间并能够沿所述导向柱(13)滑动。

3.根据权利要求2所述的膨胀力及膨胀位移测试装置，其特征在于，所述按压组件(2)包括第一活动板(21)和第二活动板(22)，所述第一活动板(21)和所述第二活动板(22)设置于所述第一固定板(11)和所述第二固定板(12)之间且均滑动连接于所述导向柱(13)上，所述测试组件(4)设置于所述第二活动板(22)上，所述第二活动板(22)用于推动所述第一活动板(21)，以使所述电池(100)的两个所述正面(110)或两个所述侧面(120)分别抵紧于所述第一固定板(11)和所述第一活动板(21)上。

4.根据权利要求3所述的膨胀力及膨胀位移测试装置，其特征在于，所述夹具组件(3)包括：

第一夹板(31)；

第二夹板(32)，与所述第一夹板(31)间隔设置，所述电池(100)夹紧于所述第一夹板(31)和所述第二夹板(32)之间，所述电池(100)的两个所述正面(110)分别与所述第一夹板(31)和所述第二夹板(32)抵接，所述第二夹板(32)的左右两个端面分别与所述第一固定板(11)和所述第二固定板(12)可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的膨胀力及膨胀位移测试装置，其特征在于，所述第一固定板(11)和所述第二固定板(12)上均设置有限位槽(111)，所述第二夹板(32)依次穿过所述第一活动板(21)和所述第二活动板(22)后，其左右两端分别容置于所述限位槽(111)内。

6.根据权利要求4所述的膨胀力及膨胀位移测试装置，其特征在于，所述第一夹板(31)沿左右方向的长度小于或等于所述电池(100)的两个所述侧面(120)之间的长度。

7.根据权利要求4所述的膨胀力及膨胀位移测试装置，其特征在于，所述第一夹板(31)和所述第二夹板(32)通过紧固件(33)实现锁紧或解锁。

8.根据权利要求3所述的膨胀力及膨胀位移测试装置，其特征在于，所述测试组件(4)包括压力传感器和位移传感器，所述压力传感器和所述位移传感器均设置于所述第二活动板(22)上并能与所述第一活动板(21)抵接，所述压力传感器用于获取所述电池(100)的膨胀力，所述位移传感器用于获取所述电池(100)的膨胀位移。

9.根据权利要求3所述的膨胀力及膨胀位移测试装置，其特征在于，还包括位置调节组件(5)，所述位置调节组件(5)连接于所述第二活动板(22)，用于驱动所述第二活动板(22)沿所述导向柱(13)移动。

10.根据权利要求9所述的膨胀力及膨胀位移测试装置，其特征在于，所述位置调节组件(5)包括：

丝杠(51)，其一端与所述第二活动板(22)转动连接；

螺母(52)，固定穿设于所述第二固定板(12)上，所述丝杠(51)的另一端螺纹穿设于所述螺母(52)上，旋拧所述丝杠(51)能够驱动所述第二活动板(22)移动。

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