一种用于夹持多个电芯的夹具工装的制作方法

本公开涉及电池测试技术领域，具体涉及一种用于夹持多个电芯的夹具工装。

背景技术：

动力电池是新能源汽车的“心脏”。电池、电机和控制系统是新能源汽车的三大关键组成部分。其中动力电池作为关键的一环，其电芯寿命、性能、成本和安全性都无一不深刻地影响着新能源汽车的推广。生产中，为了保证电芯产品质量和环境适应性，需要进行过放电、过充电、短路、跌落、挤压针刺等各种试验。传统方法是直接对成品电池模组进行上述试验，然而成品电池模组结构复杂且装配和拆卸起来麻烦，影响了试验效率和速度。特别是在过充试验中，为了模拟电芯在过充环境下温度变化、反映电芯过充时的真实状态以及避免欠试验和过试验，需要对不同串数的电芯进行充放电试验并获得电芯过充时温度变化，从而为电池模组设计提供参考。在这种情况下需要准备不同结构的电池模组，操作起来更为复杂。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提供了一种用于夹持多个电芯的夹具工装，通过端板、隔离部和连接件能够简单且稳固地将电芯组装在一起，相比于传统技术，结构简单，安装方便，并能够适用于不同形状的电芯及不同串数。

根据本公开的第一方面，提供了一种用于夹持多个电芯的夹具工装，所述多个电芯布置成阵列，所述夹具工装包括：端板，位于阵列两端；隔离部，位于相邻电芯之间；连接件，用于将端板和隔离部彼此连接和固定，使得端板和隔离部将电芯夹紧。

优选地，所述隔离部包括：第一隔板、第二隔板以及设置在第一隔板与第二隔板之间的隔热材料。

优选地，所述第一隔板和第二隔板的材料包括导热系数不低于200w/(m.k)、屈服强度不低于2.28e+08n/m²并且抗剪模量不低于2.60e+10n/m²的材料。

优选地，所述端板和隔离部的截面尺寸大于电芯的截面尺寸，所述连接件在所述端板和隔离部的边缘处将所述端板和隔离部相连。

优选地，所述连接件包括螺柱和与所述螺柱匹配的螺母，所述端板和隔离部的边缘设有能使螺柱穿过的通孔，所述螺柱的长度设置成使得所述螺柱两端能从阵列两端的端板伸出。

优选地，所述螺柱为双头螺柱，所述螺母为法兰螺母。

优选地，所述端板和隔离部具有矩形截面，所述通孔设置在所述隔离部的矩形截面的4个角处以及所述端板的对应位置，使得所述螺柱能穿过所述端板和隔离部上的通孔将端板和隔离部相连。

优选地，所述多个电芯布置成一维阵列，所述端板数目为两个，分别设置在所述一维阵列两端，所述隔离部。

优选地，所述端板的材料包括屈服强度不低于3.55e+08n/m²并且抗剪模量不低于8.23e+10n/m²的材料。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单介绍，显而易见地，下面的描述中的附图仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1a示出了根据本公开实施例的用于夹持多个电芯的夹具工装的立体图；

图1b示出了图1a的夹具工装的局部放大图；

图2a示出了根据本公开实施例的用于夹持多个电芯的夹具工装的正视图；

图2b示出了图2a的夹具工装的局部放大图；

图3示出了根据本公开实施例的用于夹持多个电芯的夹具工装的俯视图；

图4示出了根据本公开实施例的用于夹持多个电芯的夹具工装的侧视图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

本公开提供了一种用于夹持多个电芯的夹具工装，通过端板、隔离部和连接件能够简单且稳固地将电芯组装在一起，相比于传统技术，结构简单，安装方便，并能够适用于不同形状的电芯及不同串数。

图1a和图1b(以下简称图1)分别示出了根据本公开实施例的用于夹持多个电芯的夹具工装的立体图及其局部放大图，图2a和2b(以下简称图2)分别示出了根据本公开实施例的用于夹持多个电芯的夹具工装的正视图及其局部放大图，图3示出了根据本公开实施例的用于夹持多个电芯的夹具工装的俯视图，图4示出了根据本公开实施例的用于夹持多个电芯的夹具工装的侧视图。

如图1至图4所示，多个电芯4布置成阵列的形式，以模拟实际电池模组中年的结构。在图1至图4的实施例中，10个电芯4平行布置形成一维阵列。夹具工装包括端板1、隔离部2和连接件3。端板1设置在阵列两端。隔离部2设置在每两个相邻的电芯4之间，连接件3将端板1和隔离部2彼此连接和固定，从而使端板1和隔离部2将各个电芯4夹紧。

端板1的数目可以为两个，分别设置在阵列两端。端板1可以采用屈服强度不低于3.55e+08n/m²并且抗剪模量不低于8.23e+10n/m²的材料制成。在一些实施例中，端板1可以采用钢材料制成，例如45号钢。因为电芯4在充放电时自身会膨胀，通常此膨胀力不高于15000n，通过采用上述材料来制造端板1，一方面使端板1能够起到预紧力的作用，另一方面能够保证结构强度，防止夹具自身变形过大造成试验失败。

隔离部2可以兼具隔离和隔热性能，例如每个隔离部2可以包括两个隔板21和位于隔板21之间的隔热材料22。隔板21可以采用导热系数不低于200w/(m.k)、屈服强度不低于2.28e+08n/m²并且抗剪模量不低于2.60e+10n/m²的材料制成，从而能够在隔离电芯4的同时快速释放电芯4产生的热量。在一些实施例中，隔离部2采用6061-t4铝合金制成。6061-t4铝合金具有良好的散热性能，可以快速释放电芯过充时的温度，其导热系数为200w/mk，是普通钢材的10倍左右；既能保证强度也能保证散热率。隔热材料3用于隔离电芯4之间温度影响，隔热材料3可以包括气凝隔热胶，其热导率为0.013w/mk。在其他实施例中，隔热材料3也可以采用任何其他期望的材料，例如隔热棉等等。

端板1与各个隔离部2之间的连接可以采用螺栓连接的方式来实现。例如，可以如图1至图4所示将端板1和隔离部2设计成截面尺寸大于电芯4的截面尺寸，从而在端板1和隔离部2的边缘处形成能能够用来连接的空间，将连接件3设计成可以在端板1和隔离部2的边缘处将端板1和隔离部2相连。在图1至图4的实施例中，连接件3包括螺柱31和螺母32，优选地可以采用双头螺柱31和与之匹配的法兰螺母32，在端板1和隔离部2的边缘设有能使螺柱31穿过的通孔，螺柱31的长度设置成使得螺柱31两端能从阵列两端的端板2伸出，从而通过在螺柱31两端安装螺母32，使端板1和隔离部2将各个电芯4夹紧。例如，对于长度较短的电芯4阵列，可以选用较短的螺柱31，对于长度较大的电芯4阵列，可以选用较长的螺柱31。然而本领域技术人员应清楚，本公开的实施例不限于此，端板1和隔离部2之间的连接可以根据需要采用各种其他方式来实现，

在图1至图4的实施例中，端板1和隔离部2可以具有矩形截面，通孔设置在端板1和隔离部2的矩形截面的4个角处，使得四个螺柱31能分别穿过所述端板1和隔离部2四个角上的通孔将端板1和隔离部2相连，每个螺柱31两端可以通过螺母32固定，从而使端板1和隔离部2将电芯4压紧。然而本领域技术人员应清楚，本公开的实施例不限于此，端板1和隔离部2的尺寸和形状可以根据需要来任意设置，只要能够彼此连接并将电芯4夹紧即可。例如，可以采用更多或更少的螺柱31和螺母32来实现端板1与隔离部2的连接，相应地通孔的位置和数量也可以根据需要而改变。

虽然在图1和图4的实施例中电芯4彼此平行布置成一维阵列，然而本公开的实施例不限于此，电芯4可以根据需要布置成任何其他阵列形式。例如，电芯4可以布置成多排，形成二维阵列，每一排电芯4彼此之间通过隔离部2隔离。在这种情况下，可以将两个端板1分别设置在整个二维阵列两端。端板1上的通孔的位置和数目与电芯的布置相对应，例如，如果电芯布置成多排，那么对于在四个角处设置通孔的隔离部2，可以针对每一排电芯4在端板1上的对应位置设置相应的4个通孔，以便与该排电芯4之间的隔离部2彼此连接。

本公开的实施例通过利用端板、隔板和连接件来实现电芯的夹紧，能够以简单快速的方式模仿实际电池模组的结构实现电芯的组装，同时又便于焊接电芯与电芯之间连接的汇流排(busbar)，无需装配完整的电池模组，即可实现诸如过放电、过充电、短路、跌落、挤压针刺等各种试验，特别是在过充电试验中，可以灵活地对任意串数的电芯进行的过充试验，相比于传统方式大大简化了操作，提高了工作效率。

本公开的实施例通过采用导热系数不低于200w/(m.k)的材料来制作隔板，使得电芯过充产生的温度可以通过隔板快速释放，而通过在隔板之间设置隔热材料，可以减小电芯之间温度的相互影响，能够更准确地反映电芯过充时真实试验情况，提高试验准确度。

以上所述仅为本公开的优选实施例，并不用于限制本公开，对于本领域技术人员而言，本公开可以有各种改动和变化。凡在本公开的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。