CN221260188U - 电池膨胀力测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池技术领域，提供一种电池膨胀力测试装置，包括：夹持工装、应变件、充放电系统和电阻检测系统；夹持工装上构造有两个相对设置的夹持面，两个夹持面之间形成有夹持空间，以夹持电池；应变件的两端分别连接于两个夹持面，以张紧应变件；充放电系统用于和电池电性连接以对电池充放电；电阻检测系统和应变件电性连接，以检测应变件的电阻。本实用新型的电池膨胀力测试装置，在进行膨胀力测试时，通过充放电系统对电池充放电，并通过电阻检测系统检测应变件的电阻变化，即可根据电阻变化和应变件长度变化的关系计算电池的膨胀力，并准确完整地描述整个充放电过程中电池的膨胀力变化情况。

Description

电池膨胀力测试装置

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池膨胀力测试装置。

背景技术

随着电动汽车、储能系统和可再生能源的快速发展，电池的应用范围不断扩大。因此，对电池性能和安全性的要求也不断提高，电池膨胀力是电池在充放电过程中，由于内部化学反应而产生的体积变化。如果电池膨胀力过大，会导致电池组件的机械应力和热应力增加，进而可能导致电池外壳破裂，甚至爆炸。因此，准确的测试锂离子电池膨胀力对于提升电池安全性能具有重要意义。通过了解电池膨胀力的性质和影响，可以帮助电池制造商改进电池设计和工艺，以提高电池的性能和安全性，满足不断增长的电池应用需求，并确保电池在各种环境和工作条件下的稳定运行。

目前常规的膨胀力测试通常是测量电芯的静态厚度，只能得到电芯某几个状态下的静态膨胀力数据，无法对电芯整个膨胀过程进行完整准确地描述，测试结果的参考作用有限。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池膨胀力测试装置，用以解决现有技术中无法对电芯整个膨胀过程进行完整准确地描述，测试结果的参考作用有限的问题。

本实用新型提供一种电池膨胀力测试装置，包括：

夹持工装，所述夹持工装上构造有相对设置的两个夹持面，两个所述夹持面之间形成有夹持空间，以夹持电池；

应变件，所述应变件的两端分别连接于两个所述夹持面，在所述夹持空间发生变化的情况下，能够张紧所述应变件；

充放电系统，用于和所述电池电性连接，以对所述电池充放电；

电阻检测系统，和所述应变件电性连接，以检测所述应变件的电阻。

根据本实用新型的电池膨胀力测试装置，所述夹持工装包括相对设置的第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和所述第二夹板的相对面形成两个所述夹持面；

所述第一夹板的所述夹持面和所述第二夹板的所述夹持面之间的间距可调。

根据本实用新型的电池膨胀力测试装置，所述夹持工装还包括压紧件；

所述压紧件活动设置于所述第一夹板背离所述夹持空间的一侧，所述压紧件可以靠近所述第一夹板以使所述第一夹板压紧所述电池，或远离所述第一夹板以松开所述电池；

和/或，所述压紧件活动设置于所述第二夹板背离所述夹持空间的一侧，所述压紧件可以靠近所述第二夹板以使所述第二夹板压紧所述电池，或远离所述第二夹板以松开所述电池。

根据本实用新型的电池膨胀力测试装置，所述夹持工装还包括垂直于所述夹持面的导向柱；

所述第一夹板和所述第二夹板中的一者与所述导向柱连接，另一者上对应所述导向柱的位置开设有导向孔，所述导向柱依次穿过所述夹持空间和所述导向孔延伸至所述夹持空间外侧，所述压紧件可活动地设置于所述导向柱。

根据本实用新型的电池膨胀力测试装置，所述压紧件和所述导向柱均有多个，多个所述导向柱环绕设置于所述夹持空间边缘，所述压紧件一一对应地设置于所述导向柱。

根据本实用新型的电池膨胀力测试装置，所述导向柱上构造有螺纹，所述压紧件为与所述导向柱相适配的螺母。

根据本实用新型的电池膨胀力测试装置，所述应变件包括第一应变件和第二应变件，所述第一应变件至少有两个，两个所述第一应变件分别设置于所述电池沿长度方向的两侧，所述第二应变件设置于两个所述第一应变件之间。

根据本实用新型的电池膨胀力测试装置，所述第二应变件有多个，多个所述第二应变件间隔设置于两个所述第一应变件之间。

根据本实用新型的电池膨胀力测试装置，所述应变件为金属应变片或半导体应变片。

根据本实用新型的电池膨胀力测试装置，还包括温度检测器和温度调节系统；

所述温度检测器设置于靠近所述夹持工装的位置，以检测夹持工装附近的测试环境温度；

所述温度调节系统和所述温度检测器电性连接，以调节所述测试环境温度。

本实用新型的电池膨胀力测试装置，通过夹持工装形成夹持空间对电池夹持固定，使两个夹持面间的距离随电池的膨胀而变化，以便进行膨胀力测试；同时，通过将应变件张紧于两个夹持面之间，使应变件随两个夹持面间距的变化产生形变，进而使应变件的电阻随之发生变化；在进行膨胀力测试时，通过充放电系统对电池充放电，并通过电阻检测系统检测应变件的电阻变化，即可根据电阻变化和应变件长度变化的关系计算电池的膨胀力，并准确完整地描述整个充放电过程中电池的膨胀力变化情况，有效解决了现有技术中现有技术中无法对电芯整个膨胀过程进行完整准确地描述，测试结果的参考作用有限的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中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他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的电池膨胀力测试装置的正视图；

图2是本实用新型实施例提供的电池膨胀力测试装置的侧视图。

附图标记：

1、电池膨胀力测试装置；2、电池；

11、夹持工装；12、应变件；

111、夹持空间；112、第一夹板；113、第二夹板；114、压紧件；115、导向柱；

121、第一应变件；122、第二应变件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合图1-2描述本实用新型提供的电池膨胀力测试装置1。

如图1和图2所示，本实用新型的电池膨胀力测试装置1，包括：夹持工装11、应变件12、充放电系统(图中未示出)和电阻检测系统(图中未示出)；夹持工装11上构造有相对设置的两个夹持面，两个夹持面之间形成有夹持空间111，以夹持电池2；应变件12的两端分别连接于两个夹持面，在夹持空间111发生变化的情况下，能够张紧应变件12；充放电系统用于和电池2电性连接以对电池2充放电；电阻检测系统和应变件12电性连接，以检测应变件12的电阻。

在本实施例中，通过在夹持工装11上构造夹持面以形成夹持空间111，对电池2进行夹持固定，以便对电池2的膨胀力进行测试；同时，通过将应变件12的两端分别连接于两个夹持面并使应变件12张紧，在电池2发生膨胀时，会将两侧的夹持面撑开，从而使夹持面拉伸应变件12，使应变件12产生形变，形变的应变件12会导致自身电阻发生变化；通过充放电系统对电池2充放电，即可对电池2在充放电过程中的膨胀情况进行测试；在测试过程中，通过设置电阻检测系统检测应变件12的电阻变化，并根据电阻变化和应变件12长度变化的关系计算电池2的膨胀力，即可准确完整地描述整个充放电过程中电池2的膨胀力变化情况。

本实用新型的电池膨胀力测试装置1，通过夹持工装11形成夹持空间111对电池2夹持固定，使两个夹持面间的距离随电池2的膨胀而变化，以便进行膨胀力测试；同时，通过将应变件12张紧于两个夹持面之间，使应变件12随两个夹持面间距的变化产生形变，进而使应变件12的电阻随之发生变化；在进行膨胀力测试时，通过充放电系统对电池2充放电，并通过电阻检测系统检测应变件12的电阻变化，即可根据电阻变化和应变件12长度变化的关系计算电池2的膨胀力，并准确完整地描述整个充放电过程中电池2的膨胀力变化情况，有效解决了现有技术中现有技术中无法对电芯整个膨胀过程进行完整准确地描述，测试结果的参考作用有限的问题。

具体地，在一些实施例中，如图1和图2所示，夹持工装11包括相对设置的第一夹板112和第二夹板113，第一夹板112和第二夹板113的相对面形成两个夹持面；所述第一夹板112的夹持面和第二夹板113的所述夹持面之间的间距可调。

在本实施例中，第二夹板113可沿垂直于夹持面的方向移动，以靠近或远离第一夹板112，从而调整两个夹持面的间距，进而调整夹持空间111的高度，以夹持不同型号尺寸的电池2，使夹持工装11能够适用于各种型号尺寸的电池2。

或者，在一些实施例中，第一夹板112可沿垂直于夹持面的方向移动，以靠近或远离第二夹板113。或者，第一夹板112和第二夹板113均可垂直于夹持面的方向移动，以互相靠近或远离。容易理解的是，这些实施例的技术效果与上述实施例类似，在此不再赘述。

在一些实施例中，如图1和图2所示，夹持工装11还包括压紧件114；压紧件114活动设置于第一夹板112背离夹持空间111的一侧，压紧件114可以靠近第一夹板112以将第一夹板112压紧于电池2，或远离第一夹板112以松开电池2。

在本实施例中，通过在第一夹板112的一侧设置压紧件114，压紧件114能够靠近并抵接第一夹板112，使第一夹板112压紧电池2，对电池2起到固定作用；同时，由于电池2在实际运行时，通常也会紧固在安装位置，通过第一夹板112压紧电池2，可以对电池2的紧固状态进行模拟，使测试结果能够更好地反映电池2紧固在实际安装位置时的实际运行过程中膨胀力的变化情况；在测试完成后，压紧件114远离第一夹板112以便将电池2取出。

类似地，在一些实施例中，压紧件114活动设置于第二夹板113背离夹持空间111的一侧，压紧件114可以靠近第二夹板113以使第二夹板113压紧电池2，或远离第二夹板113以松开电池2。或者，第一夹板112和第二夹板113的背离夹持空间111的一侧均设有压紧件114，两侧的压紧件114可以分别靠近第一夹板112和第二夹板113，使第一夹板112和第二夹板113从两侧压紧电池2，或者两侧的压紧件114可以远离第一夹板112和第二夹板113以松开电池2。容易理解的是，这些实施例的技术效果与上述实施例类似，在此不再赘述。

在一些实施例中，第一夹板112和/或第二夹板113上对应压紧件114的位置设置有压力传感器，以测试压紧件114对第一夹板112或第二夹板113的压力，并根据通压力调整压紧件114对第一夹板112或第二夹板113的压紧程度，以使压紧件114对第一夹板112或第二夹板113的压力接近电池2实际紧固状态下收到的压力，从而使夹持工装11能够更好地模拟实际电池2实际的安装环境。

在一些实施例中，如图1和图2所示，夹持工装11还包括垂直于夹持面的导向柱115；第一夹板112和第二夹板113中的一者与导向柱115连接，另一者上对应导向柱115的位置开设有导向孔，导向柱115依次穿过夹持空间111和导向孔延伸至夹持空间111外侧，压紧件114可活动地设置于导向柱115。

在本实施例中，通过导向柱115和导向孔相互配合，对第一夹板112和第二夹板113的相对位置和相对运动方向进行限制，使第一夹板112和第二夹板113只能沿垂直于夹持面的方向互相远离或靠近，避免第一夹板112和第二夹板113之间产生侧滑，使用起来更加方便可靠；通过将压紧件114可活动地设置于导向柱115，方便沿垂直于夹持面方向调整压紧件114位置以压紧第一夹板112或第二夹板113。

在一些实施例中，如图1和图2所示，压紧件114和导向柱115均有多个，多个导向柱115环绕设置于夹持空间111边缘，压紧件114一一对应地设置于导向柱115。

在本实施例中，通过设置多个导向柱115和压紧件114，并使导向柱115环绕夹持空间111，对第一夹板112或第二夹板113的限位效果更好，同时，多个压紧件114压紧第一夹板112或第二夹板113，第一夹板112或第二夹板113各个位置的受力更加均匀，从而使电池2的受到的压力更加均匀，有利于进行测试。

具体地，在一些实施例中，导向柱115上构造有螺纹，压紧件114为与导向柱115相适配的螺母。

在本实施例中，压紧件114可以套设于导向柱115，并通过螺纹配合沿导向柱115移动以压紧或松开第一夹板112或第二夹板113，结构简单，实用性强。

在一个具体实施例中，第一夹板112和第二夹板113均为方形板，导向柱115有四个，分别设置于第二夹板113上靠近四个角的位置，导向柱115通过夹持空间111和第一夹板112上的导向孔延伸至第一夹板112背离夹持空间111的一侧；压紧件114为套设于导向柱115上的螺母。

在本实施例中，在拧紧压紧件114以压紧第一夹板112时，需要确保对四个螺母施加的扭矩一致，以使四个角落的压紧件114对第一夹板112四个角的压力保持一致，从而时第一夹板112收到的压力分布更均匀，进而使电池2受到的压力更加均匀。

在一些实施例中，如图1所示，应变件12包括第一应变件121和第二应变件122，第一应变件121至少有两个，两个第一应变件121分别设置于电池2沿长度方向的两侧，第二应变件122设置于两个第一应变件121之间。

在本实施例中，通过将两个第一应变件121分别设置于电池2的两侧，以检测电池2的两侧的膨胀力；第二应变件122则设置于两个第一应变件121之间，以检测电池2中段的膨胀力，从而对电池2不同位置在充放电过程中的膨胀力进行测试，使测试结果能够反映电池2不同位置的膨胀情况，具有参考价值。

在一些实施例中，第二应变件122有多个，多个第二应变件122间隔设置于两个第一应变件121之间。

在本实施例中，通过设置多个第二应变件122，多个第二应变件122沿电池2的长度方向间隔设置，对电池2的膨胀力进行分段检测，进一步细化检测结果，有利于对电池2不同位置的膨胀情况和成因进行比较和分析。

可选地，第一应变件121和第二应变件122的数量和位置可以根据实际电池2的尺寸型号和测试需求进行调整。通常而言，常用的电池2的宽度不大，只需沿长度方向在电池2的一侧设置多个应变件12即可，必要时也可以在电池2的相对两侧对称设置应变件12。

在一些实施例中，应变件12为金属应变片或半导体应变片。

金属材料在受拉伸力时，其长度会增加，而横截面积会减小，从而导致金属应变片的总电阻值增加。反之，在受压缩力时，金属应变片的总电阻值会减小，金属应变片具有良好的线性度和灵敏度，但其温度特性较差，可以应用于常温下的膨胀力测试；半导体应变片半导体应变片的温度特性较好，但其线性度和灵敏度不如金属应变片，可以应用于低温或高温环境下的膨胀力测试。

在一些实施例中，电池膨胀力测试装置1还包括温度检测器和温度调节系统；温度检测器设置于靠近夹持工装11的位置，以检测夹持工装11附近的测试环境温度；温度调节系统和温度检测器电性连接，以调节测试环境温度。

在本实施例中，通过设置温度检测器以检测测试环境温度，温度调节系统根据检测到的测试环境温度对电池膨胀力测试装置1所处的环境进行加热或制冷，以将测试环境温度维持在预设的温度或温度范围内，以满足测试需求，使测试结果更加稳定可靠。

以上所描述的实施例仅仅是示意性的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电池膨胀力测试装置，其特征在于，包括：

夹持工装，所述夹持工装上构造有相对设置的两个夹持面，两个所述夹持面之间形成有夹持空间，以夹持电池；

应变件，所述应变件的两端分别连接于两个所述夹持面，在所述夹持空间发生变化的情况下，能够张紧所述应变件；

充放电系统，用于和所述电池电性连接，以对所述电池充放电；

电阻检测系统，和所述应变件电性连接，以检测所述应变件的电阻。

2.根据权利要求1所述的电池膨胀力测试装置，其特征在于，所述夹持工装包括相对设置的第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和所述第二夹板的相对面形成两个所述夹持面；

所述第一夹板的所述夹持面和所述第二夹板的所述夹持面之间的间距可调。

3.根据权利要求2所述的电池膨胀力测试装置，其特征在于，所述夹持工装还包括压紧件；

所述压紧件活动设置于所述第一夹板背离所述夹持空间的一侧，所述压紧件可以靠近所述第一夹板以使所述第一夹板压紧所述电池，或远离所述第一夹板以松开所述电池；

和/或，所述压紧件活动设置于所述第二夹板背离所述夹持空间的一侧，所述压紧件可以靠近所述第二夹板以使所述第二夹板压紧所述电池，或远离所述第二夹板以松开所述电池。

4.根据权利要求3所述的电池膨胀力测试装置，其特征在于，所述夹持工装还包括垂直于所述夹持面的导向柱；

所述第一夹板和所述第二夹板中的一者与所述导向柱连接，另一者上对应所述导向柱的位置开设有导向孔，所述导向柱依次穿过所述夹持空间和所述导向孔延伸至所述夹持空间外侧，所述压紧件可活动地设置于所述导向柱。

5.根据权利要求4所述的电池膨胀力测试装置，其特征在于，所述压紧件和所述导向柱均有多个，多个所述导向柱环绕设置于所述夹持空间边缘，所述压紧件一一对应地设置于所述导向柱。

6.根据权利要求4所述的电池膨胀力测试装置，其特征在于，所述导向柱上构造有螺纹，所述压紧件为与所述导向柱相适配的螺母。

7.根据权利要求1所述的电池膨胀力测试装置，其特征在于，所述应变件包括第一应变件和第二应变件，所述第一应变件至少有两个，两个所述第一应变件分别设置于所述电池沿长度方向的两侧，所述第二应变件设置于两个所述第一应变件之间。

8.根据权利要求7所述的电池膨胀力测试装置，其特征在于，所述第二应变件有多个，多个所述第二应变件间隔设置于两个所述第一应变件之间。

9.根据权利要求1所述的电池膨胀力测试装置，其特征在于，所述应变件为金属应变片或半导体应变片。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电池膨胀力测试装置，其特征在于，还包括温度检测器和温度调节系统；

所述温度检测器设置于靠近所述夹持工装的位置，以检测夹持工装附近的测试环境温度；

所述温度调节系统和所述温度检测器电性连接，以调节所述测试环境温度。