CN219870071U - 电芯膨胀检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电芯膨胀检测设备，包括：第一夹板，第一夹板具有第一侧壁；第二夹板，第二夹板具有与第一侧壁相对的第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁之间形成有用于容纳电芯的容纳空间；若干个检测件，用于接触电芯以检测电芯的局部膨胀力；其中，第一侧壁设有若干个间隔分布的安装孔，和/或者，第二侧壁设有若干个间隔分布的安装孔。如此，若干个安装孔使得若干个检测件相互独立设置，即若干个检测件工作时相互不受影响，从而能够一一对应地对电芯的不同区域的局部膨胀力进行实时检测和监控，以提高检测数据的可靠性和指导性，有利于进行电芯间缓冲及隔热材料的选型及设计。

Description

电芯膨胀检测设备

技术领域

本实用新型涉及电芯检测技术领域，尤其涉及电芯膨胀检测设备。

背景技术

随着新能源技术的发展，锂电池行业也得到了飞速的发展。锂离子电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多及存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上广泛应用，而且也应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备中，因此对锂离子电池的使用性能及安全要求越来越高。锂电池的电芯在循环充放电过程中由于正负极材料不断膨胀，电芯的厚度会发生变化，同时也会产生较大的膨胀力，这些数据是评估电池安全性能的一个重要的指标，也是作为电池模组结构强度设计的重要参数。

但是，现有的电池膨胀检测设备对电芯进行膨胀力测试时，仅能检测电芯的整体膨胀力变化，缺少对电芯局部区域的膨胀力的实时监控及数据收集，检测数据的可靠性和指导性较低。

实用新型内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本实用新型提供电芯膨胀检测设备，旨在实现对电芯的各个局部区域的膨胀力检测。

本实用新型为解决其问题所采用的技术方案是：

电芯膨胀检测设备，包括：第一夹板，所述第一夹板具有第一侧壁；第二夹板，所述第二夹板具有与所述第一侧壁相对的第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁之间形成有用于容纳电芯的容纳空间；若干个检测件，用于接触所述电芯以检测所述电芯的局部膨胀力；其中，所述第一侧壁设有若干个间隔分布的安装孔，和/或者，所述第二侧壁设有若干个间隔分布的安装孔；若干个所述检测件一一对应设于若干个所述安装孔。

本实用新型所提供的电芯膨胀检测设备，预先设置若干个安装孔以便于定位安装若干个检测件，从而可提高检测件的安装稳定性和工作稳定性，使得检测件工作时不易受损或者脱落，更加重要地，若干个安装孔使得若干个检测件相互独立设置，即若干个检测件工作时相互不受影响，从而能够一一对应地对电芯的不同区域的局部膨胀力进行实时检测和监控，以提高检测数据的可靠性和指导性，有利于进行电芯间缓冲及隔热材料的选型及设计。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一侧壁设有若干个所述安装孔，若干个所述安装孔沿第一方向间隔分布，所述第一方向为所述第一夹板的长度方向。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一侧壁上的所述安装孔分成至少两排设置且每排包括至少两个所述安装孔，至少两排所述安装孔沿所述第一方向间隔设置。

根据本实用新型的一些实施例，每排的所述安装孔沿第三方向间隔设置，在所述第一侧壁所在的平面上所述第三方向垂直于所述第一方向。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二侧壁设有若干个所述安装孔，若干个所述安装孔沿第二方向间隔分布，所述第二方向为所述第二夹板的长度方向。

根据本实用新型的一些实施例，所述第二侧壁上的所述安装孔分成至少两排设置且每排包括至少两个所述安装孔，至少两排所述安装孔沿所述第二方向间隔设置。

根据本实用新型的一些实施例，每排的所述安装孔沿第四方向间隔设置，在所述第二侧壁所在的平面上所述第四方向垂直于所述第二方向。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一侧壁和/或者所述第二侧壁设有走线槽，所述走线槽与所述安装孔连接。

根据本实用新型的一些实施例，还包括压板；所述压板、所述第一夹板和所述第二夹板依次间隔分布，所述压板和所述第一夹板之间设有压力检测装置，所述压力检测装置用于检测所述电芯的整体膨胀力。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一夹板和/或者所述第二夹板设有冷却系统。

根据本实用新型的一些实施例，还包括限位板，所述限位板连接于所述第一夹板和所述第二夹板之间，所述限位板用于与电芯相抵，且所述限位板设有冷却系统。

根据本实用新型的一些实施例，还包括第一位移测量器，所述第一位移测量器用于测量所述电芯的厚度方向的位移。

根据本实用新型的一些实施例，还包括第二位移测量器，所述第二位移测量器用于测量所述电芯的延伸方向的位移，所述延长方向与所述电芯的厚度方向垂直。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一夹板和/或者所述第二夹板设有温度检测器。

附图说明

图1为本实用新型实施例在第一视角的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例在第二视角的右视结构示意图；

图3为本实用新型实施例的第一夹板的俯视结构示意图；

图4为本实用新型实施例的第一夹板的内部结构示意图；

图5为本实用新型实施例的第二夹板和检测件的结构示意图。

其中，附图标记含义如下：

10-第一夹板，101-第一侧壁，11-第二夹板，111-第二侧壁，12-检测件，13-安装孔，14-走线槽，141-第一槽，142-第二槽，143-第三槽，144-第四槽，15-压板，16-固定板，17-压力检测装置，18-冷却系统，181-进液口，19-第一位移测量器，191-发射端，192-接收端，20-第二位移测量器，21-限位板，22-盖板，23-调节螺丝，24-压紧块，25-紧固件，26-电芯。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

请参阅图1至图5，本实用新型公开了一种电芯膨胀检测设备，包括：第一夹板10，第一夹板10具有第一侧壁101；第二夹板11，第二夹板11具有与第一侧壁101相对的第二侧壁111，第一侧壁101和第二侧壁111之间形成有用于容纳电芯26的容纳空间；若干个检测件12，用于接触电芯26以检测电芯26的局部膨胀力；其中，第一侧壁101设有若干个间隔分布的安装孔13，和/或者，第二侧壁111设有若干个间隔分布的安装孔13；若干个检测件12一一对应设于若干个安装孔13。

具体地，在本实施例中，第一夹板10用于与电芯26的其一大面相接触，第二夹板11用于与电芯26的另一大面相接触。

优选地，在本实施例中，第一侧壁101和第二侧壁111均设置有多个间隔分布的安装孔13，从而分别对电芯26的两个大面进行各个局部区域的膨胀力监测，进一步保证检测结果的准确性和实用性。

优选地，在本实施例中，检测件12为应力应变片，以检测电芯26的各个局部区域的应力和应变，诚然，在一些其他实施例中，检测件12还可以但不限于为压力传感器。

本领域技术人员可以理解的是，若干个检测件12得到的电芯26的各个区域的局部膨胀力信号可以传输至后台的智能单元进行数据分析和数模建立。

如此，通过采用上述方案，预先设置若干个安装孔13以便于定位安装若干个检测件12，从而可提高检测件12的安装稳定性和工作稳定性，使得检测件12工作时不易受损或者脱落，更加重要地，若干个安装孔13使得若干个检测件12相互独立设置，即若干个检测件12工作时相互不受影响，从而能够一一对应地对电芯26的不同区域的局部膨胀力进行检测和监控，以提高检测数据的可靠性和指导性，有利于进行电芯26间缓冲及隔热材料的选型及设计。

如图1和图2所示，进一步地，在本实施例中，还包括固定板16和压板15；固定板16、压板15、第一夹板10和第二夹板11依次间隔分布，压板15和第一夹板10之间设有压力检测装置17，该压力检测装置17用于检测电芯26的整体膨胀力，如此，通过压力检测装置17和检测件12分别监测电芯26的整体膨胀力和局部膨胀力，实现对电芯膨胀力的双重监测，以提高检测数据的准确性和实用性。

具体地，在本实施例中，固定板16和压板15之间通过调节螺丝23连接，该调节螺丝23用于调节压板15相对固定板16的距离，以调节对电芯26的初始预紧力；更为具体地，调节螺丝23螺接于固定板16，调节螺丝23的一端连接有压紧块24，调节螺丝23通过该压紧块24抵接于压板15以对该压板15施加压力，从而调节对电芯26的初始预紧力。

具体地，在本实施例中，还包括呈柱状的紧固件25，紧固件25依次插设于固定板16、压板15、第一夹板10和第二夹板11以完成固定板16、压板15、第一夹板10和第二夹板11的装配，较佳地，紧固件25设有4个，诚然，在一些其他实施例，紧固件25还可以设有2个或3个或5个或者6个等，在此不做限制。

如图3所示，进一步地，在本实施例中，第一侧壁101上的若干个安装孔13沿第一方向间隔分布，第一方向为第一夹板10的长度方向，如此，若干个检测件12能够较为均匀地分布于第一侧壁101，从而能够将电芯26的其一大面分成若干个较为均匀的局部区域，若干个检测件12能够一一对应地对若干个局部区域进行膨胀力的检测和监控，以进一步提高检测数据的可靠性和指导性。

优选地，在本实施例中，第一侧壁101上的安装孔13分成至少两排设置且每排包括至少两个安装孔13，至少两排安装孔13沿第一方向间隔设置，每排的安装孔13沿第三方向间隔设置，在第一侧壁101所在的平面上第三方向垂直于第一方向，以使若干个安装孔13在第一侧壁101的分布实现进一步的均匀化。

如此，类似地，如图5所示，在本实施例中，第二侧壁111的若干个安装孔13沿第二方向间隔分布，第二方向为第二夹板11的长度方向，并且，优选地，第二侧壁111上的安装孔13分成至少两排设置且每排包括至少两个安装孔13，至少两排安装孔13沿第二方向间隔设置，每排的安装孔13沿第四方向间隔设置，在第二侧壁111所在的平面上第四方向垂直于第二方向，这样，以使得若干个安装孔13充分并均匀地分布在第二侧壁111之上。

请参阅图3和图5，优选地，在本实施例中，第一侧壁101设有与其之上的安装孔13连接的走线槽14，第二侧壁111设有与其之上的安装孔13连接的走线槽14，如此，线路可以沿着走线槽14排布并将安装孔13内的检测件12与后台的智能单元电连接，以实现线路的排布优化，避免线路冗杂带来的安全隐患。

举例性地，在本实施例中，第一侧壁101上的走线槽14包括第一槽141、第二槽142、第三槽143和若干个第四槽144，第一槽141用于将位于第一侧壁101中线的一排安装孔13连接，第二槽142和第三槽143关于第一槽141对称分布，第二槽142垂直连接有朝远离第一槽141的方向延伸的若干个第四槽144，第三槽143垂直连接有朝远离第一槽141的方向延伸若干个第四槽144，并且，第二侧壁111的走线槽14和第一侧壁101的走线槽14的结构相同，如此，能够将线路整齐并紧凑地排布在第一侧壁101和第二侧壁111上，达到充分利用第一侧壁101和第二侧壁111的空间的目的。

需要说明的是，在一些其他实施例中，走线槽14还可以为蛇形结构或者树状结构，只要能够将位于若干个安装孔13的若干个检测件12与控制单元电连接即可，在此不做限制。

本领域技术人员可以理解的是，电芯26在整车实况中开启热管理模式，尤其是高温下开启冷却模式，电芯26在膨胀循环测试中带冷却更具有参考价值。

因此，进一步地，如图1、图2和图4所示，在本实施例中，第一夹板10和第二夹板11设有冷却系统18，如此，冷却系统18可以将电芯26在膨胀循环过程中所产生的热量带出，降低电芯26充放电过程中的温度，保证电芯26的正常充放电，最重要的是，模拟了电芯26在工作系统中的环境，减少电芯26在膨胀循环过程中温度升高对电芯26膨胀循环结果的影响，从而使被测电芯26保持在合理温度，以保证膨胀循环结果的准确性和指导性。

较佳地，在本实施例中，还包括限位板21，限位板21连接于第一夹板10和第二夹板11之间，限位板21用于与电芯26相抵，且限位板21也设有冷却系统18，如此，以实现对电芯26的三面冷却，从而能够模拟电芯26在多种的工作系统中的使用环境；举例性地，可以模拟电芯26的工况如下：当限位板21的冷却系统18工作且第一夹板10和第二夹板11的冷却系统18不工作时，此情况可以近似模拟底部冷却的模组或系统中电芯26的工况；当其中任意两冷却系统18工作时，此情况可以近似模拟两侧冷却方形电芯26的工况；如此，基本上可以模拟市场上绝大部分的电池系统设计中电芯26的工况。

具体地，在本实施例中，第一夹板10、第二夹板11和限位板21的冷却系统18均为液冷系统，液冷系统包括进液管181和液体流道182，更为具体地，第一夹板10、第二夹板11和限位板21均采用内部具有液体流道182的铝板，液体流道182连接与进液管181连接，如此，可以通过该进液管181向液体流道内导入恒定温度水或冷却液，从而将电芯26在膨胀循环过程中所产生的热量带出，结构简单，功能实现容易，安全性高。

优选地，在本实施例中，为了增加换热面积，液体流道呈S型，诚然，在一些其他实施例中，液体流道还可以呈环形或菱形或直流形或异形等，在此不做限制。

需要说明的是，在一些其他实施例中，冷却系统18还可以选择设置于第一夹板10、第二夹板11和限位板21中的一个或者两个，根据实际需求选择即可。

需要说明的是，在一些其他实施例中，冷却系统18还可以但不限于为风冷系统，在此不做限制。

较佳地，如图1和图2所示，在本实施例中，还包括和限位板21相对的盖板22，盖板22用于盖设于电芯26，且电芯26位于盖板22和限位板21之间，如此，第一夹板10和第二夹板11在电芯26的厚度方向上固定电芯26，盖板22和限位板21在电池的宽度方向固定电芯26。

较佳地，在本实施例中，第一夹板10、第二夹板11、限位板21和盖板22均集成有温度检测器，以实现对电芯26各个位置的温度监测。具体地，温度监测器可以但不限于为热敏电阻传感器或电热偶传感器或温度传感器或铂热电阻温度传感器，在此不做限制。

需要说明的是，在一些其他实施例中，温度监测器还可以选择设置于第一夹板10、第二夹板11、限位板21和盖板22中的一个或者两个或者三个，根据实际需求选择即可。

本领域技术人员可以理解的是，电芯26在膨胀循环过程中伴随着“呼吸”，这种现象直接影响系统中电芯26的排布方式，所以在电芯26的膨胀循环过程中如何实时监测电芯26的位移变化具有重要意义。

因此，进一步地，请参阅图1和图2，在本实施例中，还包括第一位移测量器19和第二位移检测器，第一位移测量器19用于测量电芯26的厚度方向的位移，第二位移测量器20用于测量电芯26的延伸方向的位移，延伸方向为电芯26的长度方向或者宽度方向。较佳地，在本实施例中，第一位移测量器19和第二位移测量器20均采用激光测距仪，如此，通过第一位移测量器19和第二位移测量器20实时监测电芯26在不同方向的位移变化。

举例性地，在本实施例中，第一位移测量器19的发射端191设于第一夹板10，第一位移测量器19的接收端192设于第二夹板11，且该发射端191和该接收端192在电芯26的厚度方向上相对间隔分布。

诚然，在一些其他实施例中，第一位移测量器19和第二位移测量器20还可以但不限于采用游标卡尺，且第一位移测量器19和第二位移测量器20也可以择一设置，根据实际需求选择即可。

综上所述，本实用新型所公开的电芯膨胀检测设备，至少能够带来如下有益技术效果：

1)预先设置若干个安装孔13以便于定位安装若干个检测件12，从而可提高检测件12的安装稳定性和工作稳定性，使得检测件12工作时不易受损或者脱落；

2)若干个安装孔13使得若干个检测件12相互独立设置，即若干个检测件12工作时相互不受影响，从而能够一一对应地对电芯26的不同区域的局部膨胀力进行检测和监控，以提高检测数据的可靠性和指导性；

3)通过压力检测装置17和检测件12分别监测电芯26的整体膨胀力和局部膨胀力，实现对电芯26膨胀力的双重监测，以提高检测数据的准确性和实用性；

4)第一侧壁101的若干个安装孔13均匀分布，第二侧壁111的若干个安装孔13均匀分布，若干个检测件12能够一一对应地对若干个均匀的电芯26局部区域进行膨胀力的检测和监控；

5)线路可以沿着走线槽14排布并将安装孔13内的检测件12与后台的智能单元电连接，以实现线路的排布优化，避免线路冗杂带来的安全隐患；

6)集成了对电芯26膨胀循环过程的压力、应力应变、位移和温度等多项重要参数的监测，同时设置三面冷却以模拟电芯26在各种工作系统中的工况，使得所测得的数据更具有指导性、可靠性。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。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，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.电芯膨胀检测设备，其特征在于，包括：

第一夹板(10)，所述第一夹板(10)具有第一侧壁(101)；

第二夹板(11)，所述第二夹板(11)具有与所述第一侧壁(101)相对的第二侧壁(111)，所述第一侧壁(101)和所述第二侧壁(111)之间形成有用于容纳电芯(26)的容纳空间；

若干个检测件(12)，用于接触所述电芯(26)以检测所述电芯(26)的局部膨胀力；

其中，所述第一侧壁(101)设有若干个间隔分布的安装孔(13)，和/或者，所述第二侧壁(111)设有若干个间隔分布的安装孔(13)；若干个所述检测件(12)一一对应设于若干个所述安装孔(13)。

2.根据权利要求1所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，所述第一侧壁(101)设有若干个所述安装孔(13)，若干个所述安装孔(13)沿第一方向间隔分布，所述第一方向为所述第一夹板(10)的长度方向。

3.根据权利要求2所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，所述第一侧壁(101)上的所述安装孔(13)分成至少两排设置且每排包括至少两个所述安装孔(13)，至少两排所述安装孔(13)沿所述第一方向间隔设置。

4.根据权利要求3所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，每排的所述安装孔(13)沿第三方向间隔设置，在所述第一侧壁(101)所在的平面上所述第三方向垂直于所述第一方向。

5.根据权利要求1所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，所述第二侧壁(111)设有若干个所述安装孔(13)，若干个所述安装孔(13)沿第二方向间隔分布，所述第二方向为所述第二夹板(11)的长度方向。

6.根据权利要求5所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，所述第二侧壁(111)上的所述安装孔(13)分成至少两排设置且每排包括至少两个所述安装孔(13)，至少两排所述安装孔(13)沿所述第二方向间隔设置。

7.根据权利要求6所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，每排的所述安装孔(13)沿第四方向间隔设置，在所述第二侧壁(111)所在的平面上所述第四方向垂直于所述第二方向。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，所述第一侧壁(101)和/或者所述第二侧壁(111)设有走线槽(14)，所述走线槽(14)与所述安装孔(13)连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，还包括压板(15)；所述压板(15)、所述第一夹板(10)和所述第二夹板(11)依次间隔分布，所述压板(15)和所述第一夹板(10)之间设有压力检测装置(17)，所述压力检测装置(17)用于检测所述电芯(26)的整体膨胀力。

10.根据权利要求1-7任一项所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，所述第一夹板(10)和/或者所述第二夹板(11)设有冷却系统(18)。

11.根据权利要求10所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，还包括限位板(21)，所述限位板(21)连接于所述第一夹板(10)和所述第二夹板(11)之间，所述限位板(21)用于与电芯(26)相抵，且所述限位板(21)设有冷却系统(18)。

12.根据权利要求1-7任一项所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，还包括第一位移测量器(19)，所述第一位移测量器(19)用于测量所述电芯(26)的厚度方向的位移。

13.根据权利要求12所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，还包括第二位移测量器(20)，所述第二位移测量器(20)用于测量所述电芯(26)的延伸方向的位移，所述延伸方向为所述电芯(26)的长度方向或者宽度方向。

14.根据权利要求1-7任一项所述的电芯膨胀检测设备，其特征在于，所述第一夹板(10)和/或者所述第二夹板(11)设有温度检测器。