CN220137334U - 一种软包电芯测试工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种软包电芯测试工装，包括底板、下夹板、活动板、顶板、连接杆、螺母、限位柱、压力传感器第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器的探头穿过所述活动板和所述弹性填充介质并抵接至所述电芯的上表面，所述第二位移传感器的探头抵接至所述活动板的上表面；本测试工装结构简单，易于组装和使用，能够在设计动力电池的时候，对设计电芯的循环生命周期的膨胀力和膨胀量特征进行准确测量，尤其可以同时测量电芯本身以及电芯和弹性填充介质组合件的膨胀量，为电芯的膨胀评估设计提供有利帮助。

Description

一种软包电芯测试工装

技术领域

本实用新型涉及到电池测试技术领域，具体涉及到一种软包电芯测试工装，尤其涉及到软包电芯膨胀力膨胀量和电解液泄漏检测的测试工装。

背景技术

随着新能源汽车行业持续发展，市场占有率逐年增高，作为电动汽车核心部件的动力电池也取得了较大的进步，在材料创新、能量密度、成组效率等领域都得到了突破性的进展，呈现蓬勃发展之势。然而，随着市场需求动力电池的持续增多，也会频繁发生各种安全事故，这对动力电池的进一步发展设置了障碍。因此，不断创新动力电池的安全设计，充分考虑动力电池全生命周期的各种应用场景，提升动力电池的综合安全等级是动力电池继续快速发展必须要面对和解决的关键问题。

动力电池在连续地充放电使用过程中，需要同步测量电芯的膨胀力和膨胀量，泡棉的压缩量，端板的膨胀量，以及电芯的寿命衰减率和电芯充放电过程中是否漏液等。这些参数被用于泡棉的选型、模组的预紧力设计、模组长度设计、端板厚度设计等方面，以便优化模组的设计，使产品同时能满足客户对循环寿命、膨胀量以及机械强度的要求。因此，对电芯生命周期下的膨胀力、膨胀量分析研究是一个对动力电池安全设计十分关键和重要的课题，需要在测试阶段对这些产品进行准确测量。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种软包电芯膨胀力膨胀量和电解液泄漏检测的测试工装。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种软包电芯测试工装，包括从下至上依次设置的底板、下夹板、活动板和顶板，以及多根贯穿并连接所述底板、所述下夹板、所述活动板和所述顶板的连接杆和限位连接件；所述底板与所述下夹板之间安装有压力传感器，所述下夹板上方用于安放电芯以及设置在所述电芯上的弹性填充介质，所述顶板的中部设有第一位移传感器，所述第一位移传感器的探头穿过所述活动板和所述弹性填充介质并作用于所述电芯的上表面，所述第一位移传感器的侧边至少设有一个第二位移传感器，所述第二位移传感器的探头作用于所述活动板的上表面；所述下夹板和所述活动板之间还设有套设在所述连接杆上的限位柱。

本测试工装结构简单，易于组装和使用，能够在设计动力电池的时候，对设计电芯的循环生命周期的膨胀力和膨胀量特征进行准确测量，尤其可以同时测量电芯本身以及电芯和弹性填充介质组合件的膨胀量，为电芯的膨胀评估设计提供有利帮助。

所述底板、所述下夹板、所述活动板、所述顶板和所述连接杆组装形成工装的基本结构，利用所述下夹板支撑放置待测试的电芯，下夹板下方设置压力传感器能够对上方的压力进行测量，所述活动板的设置既能够根据电芯整体的循环膨胀产生相应的变形区域和位移，以便位移传感器测量位移变化值，也能够让第一位移传感器的探头穿过，且第一位移传感器的探头继续穿过所述弹性填充介质，以接触或非接触的方式测量电芯上表面的位移。

所述第一位移传感器能够对待测电芯自身的膨胀量进行测量，所述第二位移传感器通过对活动板的膨胀量进行测量，能够获取待测电芯及弹性填充介质组合件的总膨胀量，即所述活动板的膨胀量是电芯循环膨胀后活动板向上移动区域+电芯循环膨胀后活动板变形区域的总和。

进一步的，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器分别通过夹紧安装座固定安装在所述顶板上，所述第二位移传感器为一对，且对称的设置在所述第一位移传感器的两侧。

进一步的，所述第一位移传感器的探头作用于所述电芯的上表面，包括所述第一位移传感器的探头以接触的方式作用于所述电芯的上表面，或所述第一位移传感器的探头以非接触的方式作用于所述电芯的上表面；

和/或，所述第二位移传感器的探头作用于所述活动板的上表面，包括所述第二位移传感器的探头以接触的方式作用于所述活动板的上表面，或所述第二位移传感器的探头以非接触的方式作用于所述活动板的上表面。

进一步的，所述限位柱的高度为所述电芯的厚度与压缩后弹性填充介质的厚度之和。所述限位柱的高度要结合待测量电芯以及PU泡棉的厚度以及对电芯的初始预紧力和PU泡棉的压缩特征曲线、压缩率等进行设置，即限位柱高度值设置为电芯厚度加上设计的特定压缩之后的PU泡棉的总厚度。

进一步的，所述活动板、所述弹性填充介质上设有的开孔与所述第一位移传感器的探头均相对应，以便探头穿过活动板和弹性填充介质，对电芯膨胀量进行准确评估。

进一步的，所述弹性填充介质为PU泡棉或者橡胶。

进一步的，所述连接杆为螺杆或者长螺栓，所述限位连接件为螺母和/或套筒。

所述连接杆上设有螺纹，能够连接螺母或者套筒，每根所述连接杆在所述顶板和所述活动板之间的区域设有两个螺母或者一个套筒，以支撑固定所述顶板，每根所述连接杆在所述顶板上方也设有一个螺母，形成锁紧结构，保持所述顶板的位置不变，也就能够保证位移传感器安装的位置不变，有利于提升测量的准确性。

所述顶板下表面与所述活动板上表面之间的距离要结合位移传感器的长度以及位移传感器在顶板上的固定位置进行设置。

进一步的，所述底板、所述下夹板、所述活动板和所述顶板均为矩形平板结构且平行设置，所述连接杆为四根，分设在四角。

进一步的，所述顶板的至少一侧还设有电解液泄漏检测传感器，所述电解液泄漏检测传感器的传感器头靠近所述电芯的正负极耳封边设置。软包电池一般情况下电解液漏液点为正负极耳封边处，电解液泄漏传感器靠近该处设置较为合适(电解液泄漏传感器头部有进气口)，电池的电解液具有易挥发的特性，当气体浓度达到一定量时，传感器把检测到的数据传输到显示终端上，电解液泄漏检测传感器起到及时发现电芯漏液的作用，确保安全测量。

进一步的，所述电解液泄漏检测传感器通过卡箍固定在所述顶板的侧边，所述电解液泄漏检测传感器为一对，所述电解液泄漏检测传感器的传感器头位于所述电芯的正负极耳正上方2～3cm处，两组电解液泄漏检测传感器的设置，能够同时监测正负极附近的泄漏情况，起到双重保障作用。

进一步的，所述压力传感器为一对小的压力传感器，并排的设置在所述底板上，或者所述压力传感器由一个等效宽度的大一点的压力传感器代替。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本测试工装结构简单，易于组装和使用，能够在设计动力电池的时候，对设计电芯的循环生命周期的膨胀力和膨胀量特征进行准确测量，尤其可以同时测量电芯本身以及电芯和弹性填充介质组合件的膨胀量，为电芯的膨胀评估设计提供有利帮助；

2、通过所述限位柱的设置，本测试工装还可以精确的控制电芯上PU泡棉的压缩尺寸，尤其可以通过设置限位柱不同的高度对不同厚度、不同类型、不同压缩尺寸下的PU泡棉来搭配待测量电芯进行对比验证，对PU泡棉的选型设计提供帮助；

3、本测试工装不仅可以测量膨胀力和膨胀量，还可以检测出电芯由于产气膨胀力过大导致漏液的具体时间，有助于评估电芯的安全性能及工艺封边参数的调整。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中测试工装的主视示意图；

图2为本实用新型实施例二中测试工装的主视示意图；

图3为本实用新型实施例二中测试工装的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例二中测试工装的爆炸结构示意图；

图5为本实用新型实施例二中测试工装的膨胀力和膨胀量测试示意图；

图中：1、底板；2、下夹板；3、活动板；301、电芯循环膨胀后活动板变形区域；302、电芯循环膨胀后活动板向上移动区域；4、顶板；5、螺杆；6、压力传感器；7、电芯；8、PU泡棉；9、第一位移传感器；10、第二位移传感器；11、夹紧安装座；12、限位柱；13、螺母；14、卡箍；15、电解液泄漏检测传感器；16、连接杆；17、限位连接件；18、弹性填充介质。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，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做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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。

实施例一：

如图1所示，一种软包电芯测试工装，包括从下至上依次设置的底板1、下夹板2、活动板3和顶板4，以及多根贯穿并连接所述底板1、所述下夹板2、所述活动板3和所述顶板4的连接杆16和限位连接件17；所述底板1与所述下夹板2之间安装有压力传感器6，所述下夹板2上方用于安放电芯7，以及设置在所述电芯7上的弹性填充介质18，所述顶板4的中部设有第一位移传感器9，所述第一位移传感器9的探头穿过所述活动板3和所述弹性填充介质18并作用于所述电芯7的上表面，所述第一位移传感器9的两侧分别设有第二位移传感器10，所述第二位移传感器10的探头作用于所述活动板3的上表面；所述下夹板2和所述活动板3之间还设有套设在所述连接杆16上的限位柱12。

本测试工装结构简单，易于组装和使用，通过所述第一位移传感器9和第二位移传感器10的设置，能够在设计动力电池的时候，对设计电芯的循环生命周期的膨胀力和膨胀量特征进行准确测量，尤其可以同时测量电芯本身以及电芯和弹性填充介质组合件的膨胀量，为电芯的膨胀评估设计提供有利帮助。

实施例二：

如图2～图5所示，一种软包电芯测试工装，包括从下至上依次设置的底板1、下夹板2、活动板3和顶板4，以及多根贯穿并连接所述底板1、所述下夹板2、所述活动板3和所述顶板4的螺杆5；所述底板1与所述下夹板2之间夹持安装有压力传感器6，所述下夹板2上设有电芯7，以及设置在所述电芯7上的PU泡棉8，所述顶板4的中部设有第一位移传感器9，所述第一位移传感器9的探头穿过所述活动板3和所述PU泡棉8并抵接至所述电芯7的上表面，所述第一位移传感器9的两侧分别设有第二位移传感器10，所述第二位移传感器10的探头抵接至所述活动板3的上表面；所述下夹板2和所述活动板3之间还设有套设在所述螺杆5上的限位柱12，所述活动板3和所述顶板4之间以及所述顶板4上方还分别设有套接在所述螺杆5上的螺母13。

所述底板1、所述下夹板2、所述活动板3、所述顶板4和所述螺杆5组装形成工装的基本结构，利用所述下夹板2支撑放置待测试的电芯，下夹板2下方设置压力传感器能够对上方的压力进行测量，所述活动板3的设置既能够根据电芯整体的循环膨胀产生相应的变形区域和位移，以便位移传感器测量位移变化值，也能够让第一位移传感器的探头穿过以直接接触PU泡棉。

所述第一位移传感器9能够对待测电芯自身的膨胀量进行测量，所述第二位移传感器10通过对活动板3的膨胀量进行测量，能够获取待测电芯及PU泡棉组合件的总膨胀量，即所述活动板的膨胀量是电芯循环膨胀后活动板向上移动区域302+电芯循环膨胀后活动板变形区域301。

进一步的，所述第一位移传感器9和所述第二位移传感器10分别通过夹紧安装座11固定安装在所述顶板4上，一对所述第二位移传感器10对称的设置在所述第一位移传感器9的两侧。

进一步的，所述PU泡棉8上设有开孔，所述开孔与所述第一位移传感器的探头对应设置，以便探头穿过PU泡棉。所述开孔与所述活动板上的通孔(第一位移传感器的探头穿过的通孔)同轴对应设置，且孔径均在3mm左右。

进一步的，所述螺杆5的下部分为直径小一些的光杆，上部分设有螺纹，能够连接螺母13，每根所述螺杆5在所述顶板4和所述活动板3之间的区域设有两个螺母13，以支撑固定所述顶板4，每根所述螺杆5在所述顶板4上方也设有一个螺母13，形成锁紧结构，保持所述顶板4的位置不变，也就能够保证位移传感器安装的位置不变，有利于提升测量的准确性。所述顶板4下表面与所述活动板3上表面之间的距离要结合位移传感器的长度以及位移传感器在顶板上的固定位置进行设置。

进一步的，所述底板1、所述下夹板2、所述活动板3和所述顶板4均为矩形平板结构且平行设置，所述螺杆5为四根，分设在四角。所述底板1、所述下夹板2、所述活动板3和所述顶板4的四角处分别设有一一对应的用于穿设螺杆5的通孔。

进一步的，所述限位柱12的高度为所述电芯7的厚度与压缩后PU泡棉8的厚度之和。所述限位柱12的高度要结合待测量电芯以及PU泡棉的厚度以及对电芯的初始预紧力和PU泡棉的压缩特征曲线、压缩率等进行设置，即限位柱高度值设置为电芯厚度加上设计的特定压缩之后的PU泡棉的总厚度。

待测量的电芯及PU泡棉组合件设置于下夹板和活动板之间，待测量电芯的一侧大面与下夹板的上表面接触，PU泡棉贴附于电芯的另一侧大面，PU泡棉的另一面与活动板的下表面接触。

进一步的，所述压力传感器6为一对，并排的设置在所述底板1上的卡合浅槽内，并通过若干螺钉连接固定。

进一步的，所述顶板4的两侧分别设有电解液泄漏检测传感器15，所述电解液泄漏检测传感器15的传感器头靠近所述电芯7的正负极耳封边设置。软包电池一般情况下电解液漏液点为正负极耳封边处，电解液泄漏传感器靠近该处设置较为合适(电解液泄漏检测传感器15头部有进气口)，电池的电解液具有易挥发的特性，当气体浓度达到一定量时，传感器把检测到的数据传输到显示终端上，电解液泄漏检测传感器起到及时发现电芯漏液的作用，确保安全测量。

进一步的，所述电解液泄漏检测传感器15通过卡箍14固定在所述顶板4的短侧边，所述电解液泄漏检测传感器15的传感器头位于所述电芯的正负极耳正上方2～3cm处，两组电解液泄漏检测传感器15的设置，能够同时监测正负极附近的泄漏情况，及时发现电芯漏液，起到双重保障作用。

通过所述电解液泄漏检测传感器15的设置能够检测出电芯由于产气膨胀力过大导致漏液的具体时间，有助于评估电芯的安全性能及工艺封边参数的调整。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种软包电芯测试工装，其特征在于，包括从下至上依次设置的底板、下夹板、活动板和顶板，以及多根贯穿并连接所述底板、所述下夹板、所述活动板和所述顶板的连接杆和限位连接件；所述底板与所述下夹板之间安装有压力传感器，所述下夹板上方用于安放电芯以及设置在所述电芯上的弹性填充介质，所述顶板的中部设有第一位移传感器，所述第一位移传感器的探头穿过所述活动板和所述弹性填充介质并作用于所述电芯的上表面，所述第一位移传感器的侧边至少设有一个第二位移传感器，所述第二位移传感器的探头作用于所述活动板的上表面；所述下夹板和所述活动板之间还设有套设在所述连接杆上的限位柱。

2.根据权利要求1所述的软包电芯测试工装，其特征在于，所述第一位移传感器和所述第二位移传感器分别通过夹紧安装座固定安装在所述顶板上，所述第二位移传感器为一对，且对称的设置在所述第一位移传感器的两侧。

3.根据权利要求1所述的软包电芯测试工装，其特征在于，所述第一位移传感器的探头作用于所述电芯的上表面，包括所述第一位移传感器的探头以接触的方式作用于所述电芯的上表面，或所述第一位移传感器的探头以非接触的方式作用于所述电芯的上表面；

和/或，所述第二位移传感器的探头作用于所述活动板的上表面，包括所述第二位移传感器的探头以接触的方式作用于所述活动板的上表面，或所述第二位移传感器的探头以非接触的方式作用于所述活动板的上表面。

4.根据权利要求1所述的软包电芯测试工装，其特征在于，所述限位柱的高度为所述电芯的厚度与压缩后弹性填充介质的厚度之和。

5.根据权利要求1所述的软包电芯测试工装，其特征在于，所述活动板、所述弹性填充介质上设有的开孔与所述第一位移传感器的探头均相对应。

6.根据权利要求1所述的软包电芯测试工装，其特征在于，所述弹性填充介质为PU泡棉或者橡胶。

7.根据权利要求1所述的软包电芯测试工装，其特征在于，所述连接杆为螺杆或者长螺栓，所述限位连接件为螺母和/或套筒。

8.根据权利要求1所述的软包电芯测试工装，其特征在于，所述底板、所述下夹板、所述活动板和所述顶板均为矩形平板结构且平行设置；所述连接杆为四根，分设在四角。

9.根据权利要求1所述的软包电芯测试工装，其特征在于，所述顶板的至少一侧还设有电解液泄漏检测传感器，所述电解液泄漏检测传感器的传感器头靠近所述电芯的正负极耳封边设置。

10.根据权利要求9所述的软包电芯测试工装，其特征在于，所述电解液泄漏检测传感器通过卡箍固定在所述顶板的侧边，所述电解液泄漏检测传感器为一对，所述电解液泄漏检测传感器的传感器头位于所述电芯的正负极耳正上方2～3cm处。