CN220583649U - 圆柱电芯双向膨胀力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种圆柱电芯双向膨胀力测量装置，包括：固定架、第一压块、第二压块、X轴加压系统、Y轴加压系统；其中，第一压块和第二压块分别固定在固定架内部的左侧位置及后侧位置；X轴加压系统设置在固定架的右侧位置，包括第三压块、X轴加压组件、右侧固定板、X轴测力传感器；X轴测力传感器安装在X轴加压组件上，第三压块与第一压块相向设置且位于X轴方向，第三压块由X轴加压组件带动移动；Y轴加压系统设置在固定架的前侧位置，包括第四压块、Y轴加压组件、前侧固定板、Y轴测力传感器；Y轴测力传感器安装在Y轴加压组件上，第四压块与第二压块相向设置且位于Y轴方向，第四压块由Y轴加压组件带动移动。

Description

圆柱电芯双向膨胀力测量装置

技术领域

本实用新型涉及电池测量技术领域，特别涉及一种圆柱电芯双向膨胀力测量装置。

背景技术

圆柱形锂离子动力电池的膨胀力大小是目前电池研发人员的重点课题，测量电池或模组的膨胀力的相应夹具被广泛应用。现有技术的主流电芯夹具方案均在软包电芯夹具方案上进行改进而来，这类夹具存在一定的弊端：只能在单一方向进行加压及膨胀力测量，且电芯表面受力不均匀，仅竖直方向上两个方向相反的力作用在电芯上。

鉴于此，我们提出一种可对圆柱电芯在X轴及Y轴两个方向同时进行加压及膨胀力测试的测量装置。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种圆柱电芯双向膨胀力测量装置。

为实现达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种圆柱电芯双向膨胀力测量装置，其特征在于，包括：固定架、第一压块、第二压块、X轴加压系统以及Y轴加压系统；其中，第一压块和第二压块分别固定在固定架内部的左侧位置以及后侧位置；X轴加压系统设置在固定架的右侧位置，X轴加压系统包括第三压块、X轴加压组件、右侧固定板、X轴测力传感器；右侧固定板与固定架相固定，X轴加压组件设置在右侧固定板上，X轴测力传感器安装在X轴加压组件上，第三压块与第一压块相向设置且两者位于X轴方向，第三压块由X轴加压组件带动在X轴方向上移动；Y轴加压系统设置在固定架的前侧位置，Y轴加压系统包括第四压块、Y轴加压组件、前侧固定板、Y轴测力传感器；前侧固定板与固定架相固定，Y轴加压组件设置在前侧固定板上，Y轴测力传感器安装在Y轴加压组件上，第四压块与第二压块相向设置且两者位于Y轴方向，第四压块由Y轴加压组件带动在Y轴方向上移动。

进一步地，在本实用新型提供的圆柱电芯双向膨胀力测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，固定架包括底板，底板上固定有左侧支撑板以及右侧支撑板，左侧支撑板上固定有与左侧支撑板构成L型结构的第一支撑板，右侧支撑板上固定有与右侧支撑板构成L型结构的第二支撑板；X轴加压系统的右侧固定板的两端部分别与第一支撑板、第二支撑板相固定；Y轴加压系统的前侧固定板的两端部分别与左侧支撑板、右侧支撑板相固定。

进一步地，在本实用新型提供的圆柱电芯双向膨胀力测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，右侧支撑板的长度小于左侧支撑板的长度。

进一步地，在本实用新型提供的圆柱电芯双向膨胀力测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，底板上固定有限位螺钉，限位螺钉位于右侧支撑板与第二支撑板所构成L型结构的阳角位置处。

进一步地，在本实用新型提供的圆柱电芯双向膨胀力测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，X轴加压组件包括：直线轴承、导柱、活动板、丝杆螺母、梯形丝杆；直线轴承安装在活动板上；导柱的一端固定在右侧固定板上，导柱的另一端插入安装在直线轴承中；第三压块安装在活动板的正面，X轴测力传感器安装在活动板的背面；丝杆螺母安装在右侧固定板上，梯形丝杆拧入安装在丝杆螺母中，梯形丝杆的一端位于右侧固定板的右侧，梯形丝杆的另一端伸出到右侧固定板的左侧。

进一步地，在本实用新型提供的圆柱电芯双向膨胀力测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，Y轴加压组件包括：直线轴承、导柱、活动板、丝杆螺母、梯形丝杆；直线轴承安装在活动板上；导柱的一端固定在前侧固定板上，导柱的另一端插入安装在直线轴承中；第四压块安装在活动板的正面，Y轴测力传感器安装在活动板的背面；丝杆螺母安装在前侧固定板上，梯形丝杆拧入安装在丝杆螺母中，梯形丝杆的一端位于前侧固定板的前侧，梯形丝杆的另一端伸出到前侧固定板的后侧。

进一步地，在本实用新型提供的圆柱电芯双向膨胀力测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，活动板为矩形板，直线轴承为四个，四个直线轴承分别位于活动板的四个顶角位置。

进一步地，在本实用新型提供的圆柱电芯双向膨胀力测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，第一压块、第二压块、第三压块、第四压块的结构相同，压块夹持端设置为圆弧凹槽表面，圆弧凹槽表面的圆心角为90度。

进一步地，在本实用新型提供的圆柱电芯双向膨胀力测量装置中，还可以具有这样的特征：其中，圆弧凹槽表面的两侧边沿分别形成有倾斜面，倾斜面与压块侧面构成135度夹角。

本实用新型的作用和效果：

本实用新型提供的圆柱电芯双向膨胀力测量装置可对X轴及Y轴两个方向同时进行加压及膨胀力的测试，不仅改善了单一方向夹具对电芯表面施加压力不均的问题，同时也能够进行电芯多个方向上的膨胀力采集。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的圆柱电芯双向膨胀力测量装置从俯视角度看的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的Y轴加压系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施例中的圆柱电芯双向膨胀力测量装置的工作情况示意图；

图4是本实用新型实施例中的压块的结构示意图。

附图标记：第一压块1；第二压块2；X轴加压系统3；第三压块31；右侧固定板32；X轴测力传感器33；Y轴加压系统4；第四压块41；前侧固定板42；Y轴测力传感器43；直线轴承44；导柱45；活动板46；丝杆螺母47；梯形丝杆48；底板5；左侧支撑板6；第一支撑板7；右侧支撑板8；第二支撑板9；限位螺钉10；待测圆柱电芯100。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型的技术方案作具体阐述。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”等应做广义理解。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

<实施例>

参阅图1，一种圆柱电芯双向膨胀力测量装置：固定架、第一压块1、第二压块2、X轴加压系统3以及Y轴加压系统4。

固定架包括底板5、左侧支撑板6、第一支撑板7、右侧支撑板8、第二支撑板9。底板5上固定有左侧支撑板6以及右侧支撑板8。第一支撑板7与左侧支撑板6固定连接，左侧支撑板6与第一支撑板7连接构成L型结构。第二支撑板9与右侧支撑板8固定连接，右侧支撑板8与第二支撑板9连接构成L型结构。

右侧支撑板8的长度小于左侧支撑板6的长度。

第一压块1安装于固定架的内部左侧位置，具体地：第一压块1通过螺钉安装在左侧支撑板6上。第二压块2安装于固定架的内部的后侧位置，具体地：第二压块2通过螺钉安装在第一支撑板7上。

参阅图1和图2，Y轴加压系统4设置在固定架的前侧位置。Y轴加压系统4包括第四压块41、Y轴加压组件、前侧固定板42、Y轴测力传感器43。在整个测量装置中，第四压块41与第二压块2相向设置且两者位于Y轴方向，第四压块41由Y轴加压组件带动在Y轴方向上移动。

前侧固定板42的两端部分别通过螺钉与左侧支撑板6、右侧支撑板8相固定。

Y轴加压组件设置在前侧固定板42上。Y轴加压组件包括：直线轴承44、导柱45、活动板46、丝杆螺母47、梯形丝杆48。

直线轴承44安装在活动板46上。活动板46为矩形板，直线轴承44为四个，四个直线轴承44分别位于活动板46的四个顶角位置。第四压块41位于活动板46的中间位置。

导柱45的一端固定在前侧固定板42上，导柱45的另一端插入安装在直线轴承44中。

第四压块41安装在活动板46的正面。Y轴测力传感器43安装在活动板46的背面。Y轴测力传感器43连接有数据线，将传感数据传输到外部的实验室现场上位机或测试人员的计算机中。

丝杆螺母47安装在前侧固定板42上，位于前侧固定板42的中间位置。梯形丝杆48拧入安装在丝杆螺母47中。梯形丝杆48的一端位于前侧固定板42的前侧，梯形丝杆48的另一端伸出到前侧固定板42的后侧。梯形丝杆48的末端开设有通孔，在操作时可以往通孔中插入一根销轴，方便工作人员拧动梯形丝杆48。

X轴加压系统3设置在固定架的右侧位置。X轴加压系统3的结构与Y轴加压系统4结构相同。X轴加压系统3包括第三压块31、X轴加压组件、右侧固定板32、X轴测力传感器33。第三压块31与第一压块1相向设置且两者位于X轴方向，第三压块31由X轴加压组件带动在X轴方向上移动。

右侧固定板32的两端部分别通过螺钉与第一支撑板7、第二支撑板9相固定。

X轴加压组件设置在右侧固定板32上。X轴加压组件包括：直线轴承、导柱、活动板、丝杆螺母、梯形丝杆。

直线轴承安装在活动板上。同样地，四个直线轴承分别位于矩形活动板的四个顶角位置。导柱的一端固定在右侧固定板32上，导柱的另一端插入安装在直线轴承中。

第三压块31安装在活动板的正面。X轴测力传感器33安装在活动板的背面。Y轴测力传感器43连接有数据线，将传感数据传输到外部的上位机或测试人员的计算机中。

丝杆螺母安装在右侧固定板32上，梯形丝杆拧入安装在丝杆螺母中。梯形丝杆的一端位于右侧固定板32的右侧，梯形丝杆的另一端伸出到右侧固定板32的左侧。

底板5上固定有限位螺钉10，限位螺钉10位于右侧支撑板8与第二支撑板9所构成L型结构的阳角位置处。限位螺钉10用于限制X轴加压系统3的活动板以及Y轴加压系统4的活动板的向待测圆柱电芯侧的移动位置。

第一压块1、第二压块2、第三压块31、第四压块41的结构相同。参阅图4，压块夹持端设置为圆弧凹槽表面a，圆弧凹槽表面a的圆心角为90度。圆弧凹槽表面a的两侧边沿分别形成有倾斜面b和c，倾斜面与压块侧面构成135度夹角r。

本实施例的圆柱电芯双向膨胀力测量装置的使用过程如下：

首先，将被测圆柱电芯100放置在第一压块1、第二压块2、第三压块31、第四压块41所形成的空间中，此时，被测圆柱电芯100的外壁与压块之间有间隙。然后，通过旋转X轴加压系统3的梯形丝杆，带动第三压块31沿X轴移动向第一压块1靠拢，以及旋转Y轴加压系统4的梯形丝杆，带动第四压块41沿Y轴移动向第二压块2靠拢，从而对待测圆柱电芯100施加了一个预紧力，接着给待测电芯100通电进行测试。通过上位机或计算机获取X轴测力传感器33和Y轴测力传感器33传输的膨胀力数据。本实施例的测量装置实现了对被测圆柱电芯100双向膨胀力进行测量。

本实施例的圆柱电芯双向膨胀力测量装置具有以下优势：

1、该装置的四个压块具有特定135度夹角的倾斜面，相较于现有技术两个压块的方案，本实施例的装置可使得使电芯表面所受压力更均匀且全面，可覆盖电芯表面范围超过90％。

2、该装置采用了X轴、Y轴两个方向的丝杆，比起现有技术的单一方向加压方案，本实施例的装置可使得被测电芯受力更加均匀。

3、该装置采用X轴、Y轴两个方向的测力传感器，比起现有技术的单传感器，本实施例的装置能够实现双方向测电芯的膨胀力采集。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限定本实用新型的保护范围。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、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种圆柱电芯双向膨胀力测量装置，其特征在于，包括：固定架、第一压块、第二压块、X轴加压系统以及Y轴加压系统；

其中，所述第一压块和所述第二压块分别固定在所述固定架内部的左侧位置以及后侧位置；

所述X轴加压系统设置在所述固定架的右侧位置，所述X轴加压系统包括第三压块、X轴加压组件、右侧固定板、X轴测力传感器；

所述右侧固定板与所述固定架相固定，所述X轴加压组件设置在所述右侧固定板上，所述X轴测力传感器安装在所述X轴加压组件上，所述第三压块与所述第一压块相向设置且两者位于X轴方向，所述第三压块由所述X轴加压组件带动在X轴方向上移动；

所述Y轴加压系统设置在所述固定架的前侧位置，所述Y轴加压系统包括第四压块、Y轴加压组件、前侧固定板、Y轴测力传感器；

所述前侧固定板与所述固定架相固定，所述Y轴加压组件设置在所述前侧固定板上，所述Y轴测力传感器安装在所述Y轴加压组件上，所述第四压块与所述第二压块相向设置且两者位于Y轴方向，所述第四压块由所述Y轴加压组件带动在Y轴方向上移动。

2.如权利要求1所述的圆柱电芯双向膨胀力测量装置，其特征在于：

其中，所述固定架包括底板，所述底板上固定有左侧支撑板以及右侧支撑板，所述左侧支撑板上固定有与所述左侧支撑板构成L型结构的第一支撑板，所述右侧支撑板上固定有与所述右侧支撑板构成L型结构的第二支撑板；

所述X轴加压系统的右侧固定板的两端部分别与所述第一支撑板、所述第二支撑板相固定；

所述Y轴加压系统的前侧固定板的两端部分别与所述左侧支撑板、所述右侧支撑板相固定。

3.如权利要求2所述的圆柱电芯双向膨胀力测量装置，其特征在于：

其中，所述右侧支撑板的长度小于所述左侧支撑板的长度。

4.如权利要求2所述的圆柱电芯双向膨胀力测量装置，其特征在于：

其中，所述底板上固定有限位螺钉，所述限位螺钉位于所述右侧支撑板与第二支撑板所构成L型结构的阳角位置处。

5.如权利要求1所述的圆柱电芯双向膨胀力测量装置，其特征在于：

其中，所述X轴加压组件包括：直线轴承、导柱、活动板、丝杆螺母、梯形丝杆；

所述直线轴承安装在所述活动板上；

所述导柱的一端固定在所述右侧固定板上，所述导柱的另一端插入安装在所述直线轴承中；

所述第三压块安装在所述活动板的正面，所述X轴测力传感器安装在所述活动板的背面；

所述丝杆螺母安装在所述右侧固定板上，所述梯形丝杆拧入安装在所述丝杆螺母中，所述梯形丝杆的一端位于所述右侧固定板的右侧，所述梯形丝杆的另一端伸出到所述右侧固定板的左侧。

6.如权利要求1所述的圆柱电芯双向膨胀力测量装置，其特征在于：

其中，所述Y轴加压组件包括：直线轴承、导柱、活动板、丝杆螺母、梯形丝杆；

所述直线轴承安装在所述活动板上；

所述导柱的一端固定在所述前侧固定板上，所述导柱的另一端插入安装在所述直线轴承中；

所述第四压块安装在所述活动板的正面，所述Y轴测力传感器安装在所述活动板的背面；

所述丝杆螺母安装在所述前侧固定板上，所述梯形丝杆拧入安装在所述丝杆螺母中，所述梯形丝杆的一端位于所述前侧固定板的前侧，所述梯形丝杆的另一端伸出到所述前侧固定板的后侧。

7.如权利要求5或6所述的圆柱电芯双向膨胀力测量装置，其特征在于：

其中，所述活动板为矩形板，所述直线轴承为四个，四个直线轴承分别位于所述活动板的四个顶角位置。

8.如权利要求1所述的圆柱电芯双向膨胀力测量装置，其特征在于：

其中，所述第一压块、所述第二压块、所述第三压块、所述第四压块的结构相同，压块夹持端设置为圆弧凹槽表面，所述圆弧凹槽表面的圆心角为90度。

9.如权利要求8所述的圆柱电芯双向膨胀力测量装置，其特征在于：

其中，所述圆弧凹槽表面的两侧边沿分别形成有倾斜面，所述倾斜面与压块侧面构成135度夹角。