一种电芯鼓胀力的检测系统及方法与流程

本申请涉及电芯检测技术领域，特别是涉及一种电芯鼓胀力的检测系统及方法。

背景技术：

在对电池进行充电或者放电的过程中，电池中的电芯在进行充放电的化学反应时可能会产生相应的化学气体使得电芯发生一定的鼓胀形变，从而存在对外的鼓胀力。在对包括多个电芯的电池模组进行结构设计的过程中，通常是会结合电芯的鼓胀力对电池模组结构进行设计，以减少电芯的鼓胀力对电池模组的结构造成的影响。

现有的测量电芯鼓胀力的技术方案中，通常是在电芯发生鼓胀形变后，对该电芯施加与电芯鼓胀力相反方向的压力，以使得电芯在该压力的作用下恢复至鼓胀之前的形态，从而利用该压力来反向推导出电芯在发生鼓胀形变时所产生的鼓胀力。但是，这种检测电芯鼓胀力的方式并不准确，无法反映出电芯在实际充放电的过程中所存在的真实鼓胀力，存在较大的误差。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种电芯鼓胀力的检测系统及方法，以准确检测出电芯在充放电的过程中真实存在的鼓胀力，从而减少对于电芯鼓胀力的测量误差。

第一方面，本申请实施例提供了一种电芯鼓胀力的检测系统，所述系统包括：

待检测电芯、压力传感器以及测试工装；

所述压力传感器，用于测量所述待检测电芯在充电和/或放电过程中的鼓胀力；

所述测试工装，用于固定所述待检测电芯与所述压力传感器的相对位置。

在一些可能的实施方式中，所述测试工装包括第一夹紧板与第二夹紧板，则，所述待检测电芯与所述压力传感器位于所述第一夹紧板与所述第二夹紧板之间。

在一些可能的实施方式中，所述压力传感器与所述待检测电芯之间设置有绝缘压板；

则，所述压力传感器，具体用于测量所述待检测电芯在充电和/或者放电过程中通过所述绝缘压板传递的鼓胀力。

在一些可能的实施方式中，所述系统还包括胶贴；

所述胶贴位于所述第一夹紧板与所述待检测电芯之间和/或位于所述待检测电芯与所述绝缘电芯压板之间。

在一些可能的实施方式中，所述第一夹紧板与所述第二夹紧板以预设大小的夹紧力夹紧所述待检测电芯。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电芯鼓胀力的检测方法，所述方法应用于上述第一方面所述的系统，所述方法包括：

对所述待检测电芯进行充电和/或放电；

利用压力传感器检测充电和/或放电过程中所述待检测电芯的鼓胀力。

在一些可能的实施方式中，所述压力传感器与所述待检测电芯之间设置有绝缘压板，则，所述利用压力传感器检测充电和/或放电过程中所述待检测电芯的鼓胀力，包括：

利用所述压力传感器检测充电和/或放电过程中所述待检测电芯通过所述绝缘压板传递至所述压力传感器的鼓胀力。

在一些可能的实施方式中，所述测试工装包括第一夹紧板与第二夹紧板，所述待检测电芯与所述压力传感器位于所述第一夹紧板与所述第二夹紧板之间。

在一些可能的实施方式中，所述方法还包括：

改变所述第一夹紧板与所述第二夹紧板针对于所述待检测电芯的夹紧力；

记录不同大小的夹紧力作用于所述待检测电芯时，所述待检测电芯在达到使用寿命时已进行的充电或放电次数；

将最多所述充电或放电次数所对应的夹紧力，作为作用于所述待检测电芯的目标夹紧力。

在一些可能的实施方式中，所述系统还包括胶贴，所述胶贴位于所述第一夹紧板与所述待检测电芯之间和/或位于所述待检测电芯与所述绝缘电芯压板之间，所述方法还包括：

改变所述胶贴的厚度；

记录使用不同厚度的胶贴时所述待检测电芯在达到使用寿命时已进行的充电或放电次数；

将最多所述充放电次数所对应的胶贴的厚度，作为所述胶贴的目标厚度。

在本申请实施例的上述实现方式中，通过准确检测出电芯在充放电的过程中真实存在的鼓胀力，可以减少对于电芯鼓胀力的测量误差。具体的，该系统包括：待检测电芯、压力传感器以及测试工装；其中，压力传感器，用于测量待检测电芯在充电或放电过程中的鼓胀力，而测试工装，则用于固定待检测电芯与压力传感器的相对位置，以使得待检测电芯所产生的鼓胀力能够被压力传感器检测到。可见，在利用测试工装固定压力传感器与待检测电芯之间的相对位置后，压力传感器能够检测出待检测电芯在充电和/或放电过程中实际产生的鼓胀力，相对于现有的通过模拟出电芯鼓胀的逆过程所反推得到的鼓胀力而言更加准确，从而可以减少检测得到的电芯鼓胀力的误差。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中一种电芯鼓胀力的检测系统的结构示意图；

图2为本申请实施例中一种电芯鼓胀力的检测方法的流程示意图。

具体实施方式

现有的测量电芯鼓胀力的技术方案中，通常是对已经发生形变的电芯施加压力，使得电芯在这种压力的作用下，恢复至电芯发生形变之前的状态，将该过程视为电芯发生鼓胀形变的逆过程，从而可以将对电芯施加的压力大小，作为电芯发生鼓胀形变时所产生的鼓胀力大小。

但是，发明人经研究发现，这种测量电芯鼓胀力的方式并非是对电芯本身的真实鼓胀力进行直接测量，而是通过模拟出电芯鼓胀的逆过程来反推出电芯发生鼓胀形变时所产生的鼓胀力大小。而在实际校验过程中，这种反推得到的鼓胀力大小于电芯发生鼓胀形变时所产生的真实鼓胀力大小并不相等，这就说明现有的检测电芯鼓胀力的方式并不准确，无法反映出电芯在实际充放电的过程中所产生的真实鼓胀力，存在较大的误差。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种电芯鼓胀力的测试系统，以准确检测出电芯在充放电的过程中真实存在的鼓胀力，从而减少对于电芯鼓胀力的测量误差。具体的，该系统包括：待检测电芯、压力传感器以及测试工装；其中，压力传感器，用于测量待检测电芯在充电和/或放电过程中的鼓胀力，而测试工装，则用于固定待检测电芯与压力传感器的相对位置，以使得待检测电芯所产生的鼓胀力能够被压力传感器检测到。可见，在利用测试工装固定压力传感器与待检测电芯之间的相对位置后，压力传感器能够检测出待检测电芯在充电和/或放电过程中实际产生的鼓胀力，相对于现有的通过模拟出电芯鼓胀的逆过程所反推得到的鼓胀力而言更加准确，从而可以减少检测得到的电芯鼓胀力的误差。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图对本申请实施例中的各种非限定性实施方式进行示例性说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1，图1示出了本申请实施例提供中一种电芯鼓胀力的检测系统的结构示意图，该系统具体可以包括：

待检测电芯101、压力传感器102以及测试工装103。

其中，测试工装103可以将待检测电芯101与压力传感器102之间的相对位置进行固定，以使得待检测电芯101在充电或者放电过程中所产生的真实鼓胀力最终能够作用于压力传感器102上，进而能够被压力传感器102实时检测得到。

在一些可能的实施方式中，测试工装103具体可以是包括第一夹紧板与第二夹紧板的工装，此时，待检测电芯101与压力传感器102位于第一夹紧板与第二夹紧板之间，由第一夹紧板与第二夹紧板固定待检测电芯101与压力传感器102之间的相对位置。在一种示例中，测试工装103具体可以是如图1所示的工装，其中，第一夹紧板与第二夹紧板之间通过连接螺栓、螺栓垫片、连接螺母和以及螺母垫片进行连接，当然，在一些其它的实施方式中，也可以是通过其它连接方式进行连接。

需要说明的是，待检测电芯101与压力传感器102之间的相对位置固定后，待检测电芯101所产生的鼓胀力可以直接作用于压力传感器102上，也可以是通过其他媒介简介作用于压力传感器102上。具体的，若待检测电芯101所产生的鼓胀力可以直接作用于压力传感器102上，即压力传感器102可以与待检测电芯101直接接触，此时，该压力传感器102可以直接测得待检测电芯101所产生的鼓胀力。

上述实施方式中，压力传感器102与待检测电芯101直接接触，但是，考虑实际应用中，压力传感器102所测得的力通常为一个点处的力，即压力传感器102上与待检测电芯101相接触的触点体积较小，若待检测电芯101产生了较大的鼓胀力，则压力传感器102上的触点会对待检测电芯101造成一定损坏，而且，也使得检测过程的安全性较低。因此，在另一些可能的实施方式中，可以在待检测电芯101与压力传感器102之间增加绝缘压板，则待检测电芯101与绝缘压板直接接触，而绝缘压板与压力传感器直接接触，这样，待检测电芯101所产生的真实鼓胀力会作用于绝缘压板上，再由绝缘压板作用于压力传感器102上，以使得压力传感器102通过这种过程能够检测得到待检测电芯101所产生的真实鼓胀力。作为一种示例，可以设置4个压力传感器，并且设置压力传感器与绝缘压板之间的接触点位置均匀分布在绝缘压板上；当然，此处仅作为示例性说明，并不限定压力传感器的数量，事实上，压力传感器还可以设置其它数量，如5个等，压力传感器与绝缘压板之间的接触点位置也可以随机分布在绝缘压板上等。

可以理解，通过在待检测电芯101与压力传感器102之间添加绝缘压板，可以使得压力传感器102不会直接与待检测电芯101相接触，从而在保证压力传感器102能够检测出待检测电芯101所产生的鼓胀力的情况下，可以避免压力传感器102上的触点会对待检测电芯101造成损坏，提高检测鼓胀力的安全性。而且，实际应用中，待检测电芯101上不同位置处的鼓胀力并不一定相同，但是通过在待检测电芯101与压力传感器102之间添加绝缘压板后，压力传感器102能够检测出待检测电芯101整体所产生的鼓胀力，而并非是某个点(或者说某个位置)所产生的鼓胀力。另外，为了保证测量的准确性，所添加的绝缘压板通常是选择质地较为坚固的材料，以使得绝缘压板不会产生较大的形变而影响压力传感器102对于鼓胀力的测量精度。

进一步的，如果在检测电芯鼓胀力的过程中，较大程度上抑制待检测电芯101的鼓胀形变，则可能会对待检测电芯101造成一定程度的损坏，从而会缩短该电芯的使用寿命。而且，实际应用中，在装配电芯时电芯与其他部件之间通常也会存在相应的间隙，因此，在一些可能的实施方式中，在对待检测电芯101进行鼓胀力的检测的过程中，可以允许待检测电芯101在充放电过程中产生一定大小的形变量，具体实现时，可以是在第一夹紧板与待检测电芯101之间和/或待检测电芯101与绝缘压板之间，设置有胶贴，比如，可以是设置有长90毫米、宽5毫米、厚1毫米的绝缘胶贴等，该胶贴可以使得第一夹紧板与待检测电芯101之间存在一定的间隙，和/或，使得待检测电芯101与绝缘压板之间存在一定大小的间隙。

值的注意的是，不同厚度的胶贴，可能使得待检测电芯101的具有不同的使用寿命，为了能够确定出最适用于该待检测电芯101的胶贴厚度，即确定出使得待检测电芯101具有最长使用寿命所对应的胶贴厚度，可以对多个待检测电芯101进行多次重复性测试，直至待检测电芯101的寿命终止，其中，每个待检测电芯101对应于不同厚度的胶贴。针对于每个待检测电芯101，在每次测试过程中检测出该待检测电芯101的鼓胀力的同时，可以记录该待检测电芯101在寿命终止前所能充电或者放电的最大次数。可以理解，待检测电芯101在寿命终止时，已经进行的充电或者放电次数越多，表明该待检测电芯101的寿命越长，相应的，该待检测电芯101所对应的胶贴厚度，也即为最适用于该待检测电芯101的胶贴厚度。这样，在对包括多个与待检测电芯101属于同一种型号电芯的电池模组进行结构设计时，可以基于该待检测电芯101所对应的胶贴厚度，为各个电芯预留出相应大小的间隙，以增加各个电芯的使用寿命。

另外，实际应用中，电池模组在封装电芯时，电池模组的硬件结构会对电芯产生一定的夹紧力，如，硬件结构在固定电芯时会产生一定的夹紧力等，因此，为了使得对待检测电芯101鼓胀力的检测环境更贴合实际应用的环境，可以给予待检测电芯101一定大小的夹紧力。在一种示例中，若测试工装采用如图1所示的结构，即包括第一夹紧板与第二夹紧板，则第一夹紧板与第二夹紧板可以以预设大小的夹紧力夹紧待检测电芯101。

可以理解，由于不同大小的夹紧力对于待检测电芯101抑制形变量的程度不同，而针对于待检测电芯101抑制形变量的程度会影响待检测电芯101的使用寿命，因此，在一些可能的实施方式中，可以确定出最适用于该待检测电芯101的夹紧力大小。具体的，可以对多个待检测电芯101进行多次重复性测试，直至待检测电芯101的寿命终止，其中，每个待检测电芯101对应于不同大小的夹紧力。针对于每个待检测电芯101，在每次测试过程中检测出该待检测电芯101的鼓胀力的同时，可以记录该待检测电芯101在寿命终止前所能充电或者放电的最大次数。可以理解，待检测电芯101在寿命终止时，已经进行的充电或者放电次数越多，表明该待检测电芯101的寿命越长，相应的，该待检测电芯101所对应的夹紧力大小，也即为最适用于该待检测电芯101的夹紧力大小。这样，在对包括多个与待检测电芯101属于同一种型号电芯的电池模组进行结构设计时，可以基于该待检测电芯101所对应的夹紧力，对电芯施加夹紧力，以增加各个电芯的使用寿命。

实际应用中，为了达到更优的技术效果，可以同时为待检测电芯101增加胶贴以及作用一定大小的夹紧力，并参照上述实施方式对多个对应于不同厚度的胶贴或者夹紧力的待检测电芯101进行鼓胀力的检测，以确定出最适用于该待检测电芯101的胶贴厚度以及夹紧力大小，以优化对电池模组的结构设计，当然，该电池模组是对与该待检测电芯101为同一型号的电芯进行封装。

需要说明的是，本实施例中为了方便对电芯鼓胀力的检测系统的描述，所展示的图1包括了绝缘压板以及具体的测试工装结构，实际应用中，电芯鼓胀力的检测系统可以不具有图1中所示的绝缘压板，而测试工装103也可与不采用图1中所示的具体结构，具体实现时，可自行进行调整，在此不做赘述。

本实施例中，通过准确检测出电芯在充放电的过程中真实存在的鼓胀力，从而减少对于电芯鼓胀力的测量误差。具体的，该系统包括：待检测电芯、压力传感器以及测试工装；其中，压力传感器，用于测量待检测电芯在充电或放电过程中的鼓胀力，而测试工装，则用于固定待检测电芯与压力传感器的相对位置，以使得待检测电芯所产生的鼓胀力能够被压力传感器检测到。可见，在利用测试工装固定压力传感器与待检测电芯之间的相对位置后，压力传感器能够检测出待检测电芯在充电和/或放电过程中实际产生的鼓胀力，相对于现有的通过模拟出电芯鼓胀的逆过程所反推得到的鼓胀力而言更加准确，从而可以减少检测得到的电芯鼓胀力的误差。

此外，本申请实施例还提供了一种电芯鼓胀力的检测方法，该方法应用于上述实施例所述的系统中。参见图2，图2示出了本申请实施例中一种电芯鼓胀力的检测方法流程示意图，该方法包括：

s201：对待检测电芯进行充电和/或放电。

实际应用中，电芯通常是会在充电或者放电过程中发生鼓胀形变，从而产生鼓胀力，因此，在对待检测电芯进行鼓胀力的检测时，需要对待检测电芯进行充电或者放电，以检测出待检测电芯在充电过程中或者放电过程中所产生的鼓胀力大小。

s202：利用压力传感器检测充电和/或放电过程中待检测电芯的鼓胀力。

本实施例中，压力传感器可以直接贴合于待检测电芯，当待检测电芯在充电和/或放电过程中发生形变，则可以直接通过压力传感器测得待检测电芯所产生的鼓胀力；当然，为了避免检测过程中压力传感器对待检测电芯造成损坏，可以在待检测电芯与压力传感器之间设置绝缘压板，其中，待检测电芯与绝缘压板直接接触，而绝缘压板与压力传感器直接接触，这样，待检测电芯所产生的真实鼓胀力会作用于绝缘压板上，再由绝缘压板作用于压力传感器上，以使得压力传感器通过这种过程能够检测得到待检测电芯所产生的真实鼓胀力。

在一些可能的实施方式中，测试工装可以是包括有第一夹紧板与第二夹紧板的工装，则待检测电芯与压力传感器位于第一夹紧板与第二夹紧板之间，由第一夹紧板与第二夹紧板固定待检测电芯与压力传感器的相对位置。

考虑到在检测电芯鼓胀力的过程中，较大程度上抑制待检测电芯的鼓胀形变，可能会对待检测电芯造成一定程度的损坏，从而会缩短该电芯的使用寿命。而且，实际应用中，在装配电芯时电芯与其他部件之间通常也会存在相应的间隙，因此，在一些可能的实施方式中，可以是在第一夹紧板与待检测电之间和/或待检测电芯与绝缘压板之间，设置有胶贴，比如，可以是设置有长90毫米、宽5毫米、厚0.9毫米的绝缘胶贴等，该胶贴可以使得第一夹紧板与待检测电芯之间存在一定的间隙，和/或，使得待检测电芯与绝缘压板之间存在一定大小的间隙。

进一步的，在一些可能的实施方式中，为了能够确定出最适用于该待检测电芯的胶贴厚度，即确定出使得待检测电芯具有最长使用寿命所对应的胶贴厚度，可以对多个待检测电芯进行多次重复性测试，直至待检测电芯的寿命终止，其中，每个待检测电芯对应于不同厚度的胶贴。针对于每个待检测电芯，在每次测试过程中检测出该待检测电芯的鼓胀力的同时，可以记录该待检测电芯在寿命终止时已经进行的充电或者放电的最大次数。这样，在对包括多个与待检测电芯属于同一种型号电芯的电池模组进行结构设计时，可以基于该待检测电芯所对应的胶贴厚度，为各个电芯预留出相应大小的间隙，以增加各个电芯的使用寿命。

另外，实际应用中，电池模组在封装电芯时，电池模组的硬件结构会对电芯产生一定的夹紧力，如，硬件结构在固定电芯时会产生一定的夹紧力等，因此，为了使得对待检测电芯鼓胀力的检测环境更贴合实际应用的环境，可以给予待检测电芯一定大小的夹紧力。

在一些可能的实施方式中，可以对多个待检测电芯进行多次重复性测试，直至待检测电芯的寿命终止，其中，每个待检测电芯对应于不同大小的夹紧力。针对于每个待检测电芯，在每次测试过程中检测出该待检测电芯的鼓胀力的同时，可以记录该待检测电芯在寿命终止前所能充电或者放电的最大次数。这样，在对包括多个与待检测电芯属于同一种型号电芯的电池模组进行结构设计时，可以基于该待检测电芯所对应的夹紧力，对电芯施加夹紧力，以增加各个电芯的使用寿命。

实际应用中，为了达到更优的技术效果，可以同时为待检测电芯增加胶贴以及作用一定大小的夹紧力，并参照上述实施方式对多个对应于不同厚度的胶贴或者夹紧力的待检测电芯进行鼓胀力的检测，以确定出最适用于该待检测电芯的胶贴厚度以及夹紧力大小，以优化对电池模组的结构设计，当然，该电池模组是对与该待检测电芯为同一型号的电芯进行封装。

本实施例中，在利用测试工装固定压力传感器与待检测电芯之间的相对位置后，压力传感器能够检测出待检测电芯在充电和/或放电过程中实际产生的鼓胀力，相对于现有的通过模拟出电芯鼓胀的逆过程所反推得到的鼓胀力而言更加准确，从而可以减少检测得到的电芯鼓胀力的误差。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如只读存储器(英文：read-onlymemory，rom)/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者诸如路由器等网络通信设备)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。以上所描述的方法及系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。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劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本申请示例性的实施方式，并非用于限定本申请的保护范围。