一种用于动力电池针刺的实验装置的制作方法

1.本发明涉及电池安全技术领域，具体为一种用于动力电池针刺的实验装置。


背景技术：

2.在电池的设计制造过程中，为了保证设计制造的电池具有非常好的安全性能，必须要经过各种的安全检测，其中最为重要的检测就是电池的穿刺实验，利用通电性能良好的钢针直接对充满电量的电池进行穿刺，从而来模拟电池内部出现短路并使得电池的电能在短时间内释放时电池的安全性能，现有的实验设备基本都采用钢针以垂直的方式来穿刺电池，并对电池的放电速度和温度进行检测，这也是目前使用范围最为广泛的一种检测手段。
3.虽然目前的检测手段和实验设备均具有较多的优点，但是在实际的实验过程中依然存在一定的局限性，例如动力电池在受到尖锐物品侵入的过程中其角度不一定会保证垂直，当存在一定的侵入角度时，此时处于电池内部的长度就会过长，从而使处于短路部分的长度过长，电能释放的速度较快，而现有设备无法模拟这种存在一定角度针刺实验，使得实验数据不完整，对此，本技术文件提出一种用于动力电池针刺的实验装置，旨在解决上述所提出的问题。


技术实现要素：

4.针对背景技术中提出的现有用于动力电池针刺的实验装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种用于动力电池针刺的实验装置，具备可以使刺针以一定的角度侵入动力电池从而获得较为完整实验数据的优点，解决了传统设备只能以垂直的方式侵入动力电池导致实验数据不完整的问题。
5.本发明提供如下技术方案：一种用于动力电池针刺的实验装置，包括底板，所述底板顶部靠近两端的位置上固定安装有支架，所述支架的顶部固定安装有顶板，所述支架的一侧开设有矩形通孔且该矩形通孔的内部固定安装有行程杆，所述行程杆的外表面且靠近底板的一侧活动套接有行程块ⅰ，所述行程块ⅰ的一侧固定安装有行程杆ⅱ，所述行程杆ⅱ的外表面活动套接有夹持装置，所述行程杆外表面靠近顶板的一侧活动套接有调节装置，所述调节装置的一端活动套接有连接板且连接板的一端与夹持装置活动套接，所述底板的背面固定安装有转动底座，所述转动底座的内部活动套接有支撑柱，所述支撑柱的顶部固定安装有固定板，所述固定板底部靠近正面的位置上固定安装有刺针，所述支撑柱一侧且靠近固定板的位置上固定安装有调节螺栓，所述支架一侧靠近背面的位置上固定安装有弧形调节板，所述弧形调节板的一侧开设有调节槽且调节槽与调节螺栓通过活动安装的方式连接，所述支撑柱一侧且位于调节螺栓下方的位置上固定安装有支撑板，所述支撑板的底部固定安装有动力机，所述动力机输出轴的一端固定安装有丝杆且丝杆通过螺纹与夹持装置套接。
6.优选的，所述夹持装置包括夹板，所述夹板的两侧开设有圆形通孔且该圆形通孔
与行程杆ⅱ活动套接，所述夹板的顶部开设有刺孔，所述刺孔的背面开设有凹槽且该凹槽的底部活动套接有转动螺母，所述转动螺母通过螺纹与丝杆活动套接，所述夹板的顶部且位于转动螺母两侧的位置上活动套接有套接块，所述套接块的顶部固定安装有连接杆ⅰ，所述连接杆ⅰ与连接板活动套接，所述夹板顶部位于套接块外侧的位置上固定安装有穿刺弹簧且穿刺弹簧的顶部与连接杆ⅰ的底部固定连接，所述套接块底部位于夹板下方的位置上固定安装有夹条，所述夹板底部且位于套接块外侧的位置上固定安装有定位装置，所述套接块的背面设置有棘齿且棘齿与定位装置相配合。
7.优选的，所述定位装置包括定位板，所述定位板固定安装在夹板的底部，所述定位板的外形呈u型且定位板的内部与套接块活动套接，所述定位板一端且靠近两侧的位置上开设有圆形通孔且该圆形通孔活动套接有双杆定位块，所述双杆定位块的一侧且位于中间的位置上固定安装有防复位板，所述防复位板与棘齿相配合，所述双杆定位块的一端固定安装有复位弹簧且复位弹簧的一端与定位板固定连接。
8.优选的，所述调节装置包括调节板，所述调节板的顶部开设有圆形通孔且该圆形通孔与行程杆活动套接，所述调节板一侧靠近顶部的位置上固定安装有调节斜板，所述调节斜板的一侧与弧形调节板相接触，所述调节板一侧且位于调节斜板下方的位置上固定安装有连接杆ⅱ，所述连接杆ⅱ与连接板的一端活动套接。
9.优选的，所述调节斜板的一侧设置为斜面且顶部的宽度大于底部的宽度，所述调节斜板的位置与调节槽相对应且调节斜板处于初始位置时调节斜板的底部与调节槽保持平齐。
10.优选的，所述弧形调节板的中心线与转动底座的轴线位于同一条中心线上。
11.本发明具备以下有益效果：
12.1、本发明通过转动底座的内部活动套接有支撑柱且弧形调节板的中心线与转动底座的中心线位于同一条轴线上，使得支撑柱可以围绕转动底座的轴线进行一定角度的旋转，从而使刺针与夹持装置之间保持一定的夹角，使得在进行针刺实验的过程中刺针可以以一定的角度刺入电池中，从而模拟出外部尖锐倾斜的刺入电池内部的情况，避免了传统的电池针刺使用装置只采取垂直刺入的实验方式无法模拟尖锐物品以倾斜方式刺入电池的问题，使得实验过程能够更加贴近现实，并且在一些厚度较小的新型刀片电池针刺实验中，能够提高刺入电池中的刺针长度即提高电池中的短路长度从而提高该种类电池内部的发热强度，进一步验证该型号电池在这种极端环境下的稳定性，使得该装置在单次实验过程中可以获得更多的数据，提高了该装置的实验效率。
13.2、本发明通过夹板的顶部且位于转动螺母两侧的位置上活动套接有套接块，使得夹板顶部位于套接块外侧的位置上固定安装有穿刺弹簧且穿刺弹簧的顶部与连接杆ⅰ的底部固定连接，并且套接块底部位于夹板下方的位置上固定安装有夹条，使得夹持装置可以对任意厚度的电池进行夹持，提高了该装置的实用性，同时，在进行针刺实验的过程中，当刺针与电池进行接触时不会立即刺破电池的外壳，而是先推动电池发生位移，同时穿刺弹簧自身被压缩，直至电池的表面无法承受与穿刺弹簧自身弹力相对等的穿刺力时，电池的表面就会被刺针刺穿，由于套接块的背面设置有棘齿且棘齿与定位装置相配合，使得电池被刺穿后不会进行复位，并且通过电池的位移长度来推算出电池表面所能承受的最大穿刺力，从而使该装置在单次实验中可以获得电池外壳的强度，进一步提高了该装置的实验效
率，此外，由于套接块和夹条在位移后不复位，从而使电池与能够与夹板保持一定的距离，避免电池在针刺后发生爆炸时由于距离过进而导致夹持装置受到损坏，提高了该装置实验过程中的稳定性。
14.3、本发明通过连接杆ⅱ与连接板的一端活动套接并且连接板的一端与夹持装置活动套接，使得电池在安装的过程中，电池的厚度会直接影响夹板和夹条之间的距离，从而使连接杆ⅰ沿图4中竖直向下的方向移动，由于连接板分别与连接杆ⅰ和连接杆ⅱ活动套接，使得连接杆ⅰ沿图4中竖直向下的方向移动的同时会带动调节装置同步沿行程杆的轴线方向运动，此时通过调节斜板的一侧设置为斜面且顶部的宽度大于底部的宽度，从而对调节螺栓的调节范围进行限制，当电池的厚度越大时，调节斜板对弧形调节板两端的限制范围越大，使得支撑柱的可调节角度越小，避免出现电池厚度较大穿刺深度过小而使得实验结果不准确，同时，当电池厚度和外层保护壳厚度均较大时，避免了穿刺角度过大而导致刺针针头部分出现弯曲受损的问题，提高了该装置的使用寿命。
附图说明
15.图1为本发明结构示意图；
16.图2为本发明结构剖面示意图；
17.图3为本发明结构夹持装置示意图；
18.图4为本发明结构夹持装置右视示意图；
19.图5为本发明结构图4中a方向剖面示意图；
20.图6为本发明结构图5中b方向剖面示意图；
21.图7为本发明结构调节装置示意图。
22.图中：1、底板；2、支架；3、顶板；4、行程杆；5、行程块ⅰ；6、行程杆ⅱ；7、夹持装置；71、夹板；72、刺孔；73、转动螺母；74、套接块；75、连接杆ⅰ；76、穿刺弹簧；77、夹条；78、定位装置；781、定位板；782、双杆定位块；783、定位板；784、复位弹簧；79、棘齿；8、调节装置；81、调节板；82、调节斜板；83、连接杆ⅱ；9、连接板；10、转动底座；11、支撑柱；12、固定板；13、刺针；14、调节螺栓；15、弧形调节板；16、调节槽；17、支撑板；18、动力机；19、丝杆。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1
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2，一种用于动力电池针刺的实验装置，包括底板1，底板1顶部靠近两端的位置上固定安装有支架2，支架2的顶部固定安装有顶板3，支架2的一侧开设有矩形通孔且该矩形通孔的内部固定安装有行程杆4，行程杆4的外表面且靠近底板1的一侧活动套接有行程块ⅰ5，行程块ⅰ5的一侧固定安装有行程杆ⅱ6，行程杆ⅱ6的外表面活动套接有夹持装置7，行程杆4外表面靠近顶板3的一侧活动套接有调节装置8，调节装置8的一端活动套接有连接板9且连接板9的一端与夹持装置7活动套接，底板1的背面固定安装有转动底座10，转动底座10的内部活动套接有支撑柱11，支撑柱11的顶部固定安装有固定板12，固定板
12底部靠近正面的位置上固定安装有刺针13，支撑柱11一侧且靠近固定板12的位置上固定安装有调节螺栓14，支架2一侧靠近背面的位置上固定安装有弧形调节板15，弧形调节板15的中心线与转动底座10的中心线位于同一条轴线上，通过转动底座10的内部活动套接有支撑柱11且弧形调节板15的中心线与转动底座10的中心线位于同一条轴线上，使得支撑柱11可以围绕转动底座10的轴线进行一定角度的旋转，从而使刺针13与夹持装置7之间保持一定的夹角，使得在进行针刺实验的过程中刺针13可以以一定的角度刺入电池中，从而模拟出外部尖锐倾斜的刺入电池内部的情况，避免了传统的电池针刺使用装置只采取垂直刺入的实验方式无法模拟尖锐物品以倾斜方式刺入电池的问题，使得实验过程能够更加贴近现实，并且在一些厚度较小的新型刀片电池针刺实验中，能够提高刺入电池中的刺针长度即提高电池中的短路长度从而提高该种类电池内部的发热强度，进一步验证该型号电池在这种极端环境下的稳定性，使得该装置在单次实验过程中可以获得更多的数据，提高了该装置的实验效率，弧形调节板15的一侧开设有调节槽16且调节槽16与调节螺栓14通过活动安装的方式连接，支撑柱11一侧且位于调节螺栓14下方的位置上固定安装有支撑板17，支撑板17的底部固定安装有动力机18，动力机18输出轴的一端固定安装有丝杆19且丝杆19通过螺纹与夹持装置7套接。
25.请参阅图2
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5，夹持装置7包括夹板71，夹板71的两侧开设有圆形通孔且该圆形通孔与行程杆ⅱ6活动套接，夹板71的顶部开设有刺孔72，刺孔72的背面开设有凹槽且该凹槽的底部活动套接有转动螺母73，转动螺母73通过螺纹与丝杆19活动套接，夹板71的顶部且位于转动螺母73两侧的位置上活动套接有套接块74，使得夹板71顶部位于套接块74外侧的位置上固定安装有穿刺弹簧76且穿刺弹簧76的顶部与连接杆ⅰ75的底部固定连接，并且套接块74底部位于夹板71下方的位置上固定安装有夹条77，使得夹持装置7可以对任意厚度的电池进行夹持，提高了该装置的实用性，同时，在进行针刺实验的过程中，当刺针13与电池进行接触时不会立即刺破电池的外壳，而是先推动电池发生位移，同时穿刺弹簧76自身被压缩，直至电池的表面无法承受与穿刺弹簧76自身弹力相对等的穿刺力时，电池的表面就会被刺针13刺穿，由于套接块74的背面设置有棘齿79且棘齿79与定位装置78相配合，使得电池被刺穿后不会进行复位，并且通过电池的位移长度来推算出电池表面所能承受的最大穿刺力，从而使该装置在单次实验中可以获得电池外壳的强度，进一步提高了该装置的实验效率，此外，由于套接块74和夹条77在位移后不复位，从而使电池与能够与夹板71保持一定的距离，避免电池在针刺后发生爆炸时由于距离过进而导致夹持装置7受到损坏，提高了该装置实验过程中的稳定性，套接块74的顶部固定安装有连接杆ⅰ75，连接杆ⅰ75与连接板9活动套接，夹板71顶部位于套接块74外侧的位置上固定安装有穿刺弹簧76且穿刺弹簧76的顶部与连接杆ⅰ75的底部固定连接，套接块74底部位于夹板71下方的位置上固定安装有夹条77，夹板71底部且位于套接块74外侧的位置上固定安装有定位装置78，套接块74的背面设置有棘齿79且棘齿79与定位装置78相配合。
26.请参阅图6，定位装置78包括定位板781，定位板781固定安装在夹板71的底部，定位板781的外形呈u型且定位板781的内部与套接块74活动套接，定位板781一端且靠近两侧的位置上开设有圆形通孔且该圆形通孔活动套接有双杆定位块782，双杆定位块782的一侧且位于中间的位置上固定安装有防复位板783，防复位板783与棘齿79相配合，双杆定位块782的一端固定安装有复位弹簧784且复位弹簧784的一端与定位板781固定连接。
27.请参阅图7，调节装置8包括调节板81，调节板81的顶部开设有圆形通孔且该圆形通孔与行程杆4活动套接，调节板81一侧靠近顶部的位置上固定安装有调节斜板82，调节板81一侧且位于调节斜板82下方的位置上固定安装有连接杆ⅱ83，连接杆ⅱ83与连接板9的一端活动套接，使得电池在安装的过程中，电池的厚度会直接影响夹板71和夹条77之间的距离，从而使连接杆ⅰ75沿图4中竖直向下的方向移动，由于连接板9分别与连接杆ⅰ75和连接杆ⅱ83活动套接，使得连接杆ⅰ75沿图4中竖直向下的方向移动的同时会带动调节装置8同步沿行程杆4的轴线方向运动，此时通过调节斜板82的一侧设置为斜面且顶部的宽度大于底部的宽度，从而对调节螺栓14的调节范围进行限制，当电池的厚度越大时，调节斜板82对弧形调节板15两端的限制范围越大，使得支撑柱11的可调节角度越小，避免出现电池厚度较大穿刺深度过小而使得实验结果不准确，同时，当电池厚度和外层保护壳厚度均较大时，避免了穿刺角度过大而导致刺针13针头部分出现弯曲受损的问题，提高了该装置的使用寿命。
28.请参阅图1
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2和图7，调节斜板82的一侧设置为斜面且顶部的宽度大于底部的宽度，调节斜板82的位置与调节槽16相对应且调节斜板82处于初始位置时调节斜板82的底部与调节槽16保持平齐。
29.本发明的使用方法如下：
30.使用的过程中，支撑柱11可以围绕转动底座10的轴线进行一定角度的旋转，从而使刺针13与夹持装置7之间保持一定的夹角，使得在进行针刺实验的过程中刺针13可以以一定的角度刺入电池中，从而模拟出外部尖锐倾斜的刺入电池内部的情况，并且在一些厚度较小的新型刀片电池针刺实验中，能够提高刺入电池中的刺针长度即提高电池中的短路长度从而提高该种类电池内部的发热强度，进一步验证该型号电池在这种极端环境下的稳定性，夹板71顶部位于套接块74外侧的位置上固定安装有穿刺弹簧76且穿刺弹簧76的顶部与连接杆ⅰ75的底部固定连接，并且套接块74底部位于夹板71下方的位置上固定安装有夹条77，使得夹持装置7可以对任意厚度的电池进行夹持，在进行针刺实验的过程中，当刺针13与电池进行接触时不会立即刺破电池的外壳，而是先推动电池发生位移，同时穿刺弹簧76自身被压缩，直至电池的表面无法承受与穿刺弹簧76自身弹力相对等的穿刺力时，电池的表面就会被刺针13刺穿，由于套接块74的背面设置有棘齿79且棘齿79与定位装置78相配合，使得电池被刺穿后不会进行复位，并且通过电池的位移长度来推算出电池表面所能承受的最大穿刺力，从而使该装置在单次实验中可以获得电池外壳的强度，由于套接块74和夹条77在位移后不复位，从而使电池与能够与夹板71保持一定的距离，电池在安装的过程中，电池的厚度会直接影响夹板71和夹条77之间的距离，从而使连接杆ⅰ75沿图4中竖直向下的方向移动，由于连接板9分别与连接杆ⅰ75和连接杆ⅱ83活动套接，使得连接杆ⅰ75沿图4中竖直向下的方向移动的同时会带动调节装置8同步沿行程杆4的轴线方向运动，此时通过调节斜板82的一侧设置为斜面且顶部的宽度大于底部的宽度，从而对调节螺栓14的调节范围进行限制，当电池的厚度越大时，调节斜板82对弧形调节板15两端的限制范围越大，使得支撑柱11的可调节角度越小。
31.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
32.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。