电芯循环膨胀力测试工装的制作方法

1.本实用新型涉及电池电芯检测技术领域，特别涉及一种电芯循环膨胀力测试工装。


背景技术：

2.作为一种可靠的能量存储装置，锂离子电池因具有能量密度高、工作电压高和使用寿命长等优点，目前已广泛应用于新能源汽车、储能等领域。
3.在锂离子电池电芯充放电过程中，由于锂离子在正负极间的脱出和嵌入，以及电芯内部产气，导致锂离子电芯自身尺寸会发生变化，其厚度会逐渐增大，若电芯被限制在一个恒定厚度的空间内，那么电芯由于膨胀将对空间外壁产生一定的作用力，可以定义这个力为电芯的膨胀力，过大的膨胀力会影响电芯的循环性能及安全性能，直接影响了电芯的模组设计，所以在电芯设计阶段，对电芯循环膨胀力的数据收集，显得至关重要。
4.但是现有的电芯膨胀力测试装置，在电芯的定压测量和定厚测量过程中存在不足，无法满足监控电芯在测试过程中自身状态变化的需求，不便于对电芯膨胀力的相关数据的收集，且装置操作复杂，使用不便。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电芯循环膨胀力测试工装，可对测试状态下的电芯进行实时监测，且装置实用性强。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种电芯循环膨胀力测试工装，所述测试工装包括：
8.工装架体；
9.电芯托盘，固定于所述工装架体上，并用于承装待测试的电芯；
10.驱动机构，设置于所述工装架体上，所述驱动机构具有导向滑动于所述工装架体上的滑动板，以及驱使所述滑动板相对于所述电芯托盘上下移动的驱动部，且所述驱动部被配置为可使所述滑动板定位于自身移动路径上的任意位置；
11.压板，对应于所述电芯托盘，吊挂在所述滑动板的下方，且所述压板可相对于所述滑动板上下移动，并于所述压板和所述滑动板之间设有压力传感器；
12.位移传感器，设置于所述压板和所述工装架体之间，且所述位移传感器可被随所述滑动板移动的所述压板触发，而检测所述压板的位移。
13.进一步的，所述驱动部包括螺接于所述工装架体上的螺杆，所述螺杆的底端与所述滑动板转动连接，所述螺杆的顶端被构造成以承接外部旋转驱使力的承力端。
14.进一步的，于所述承力端装设有扳手。
15.进一步的，所述压板通过多根导杆吊挂于所述滑动板上，且所述导杆的底端与所述压板固连，所述导杆的顶端设有可挡置在所述滑动板顶部的阻挡件。
16.进一步的，所述阻挡件采用卡设于所述导杆顶端的卡簧。
17.进一步的，所述压力传感器固定于所述滑动板的底部。
18.进一步的，所述工装架体包括由多根导柱固连的底板和顶板，所述滑动板滑动于所述导柱上，所述驱动部设于所述顶板上，所述电芯托盘设于所述底板上。
19.进一步的，所述位移传感器于所述电芯托盘的一侧设于所述底板上，且于所述压板的一侧设有外伸的检测板，所述位移传感器由所述检测板触发而检测所述压板的位移。
20.进一步的，于所述压板、所述底板和所述电芯托盘的表面粘贴有铁氟龙胶带。
21.进一步的，所述电芯托盘可拆装地固定于所述工装架体上。
22.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
23.(1)本实用新型所述的电芯循环膨胀力测试工装，通过驱使驱动部可调整滑动板相对于电芯托盘的间距，并将压板设置为可相对于滑动板上下移动，使得滑动板向下移动时，压板先抵接电芯，而后滑动板通过压力传感器抵压在压板上，以可对电芯的压力变化进行监测，与此同时，位移传感器因压板向下移动而被触发，以可对电芯的尺寸变化进行监测，从而实现了对测试状态下的电芯循环膨胀力的实时监测。此外，在对电芯进行监测的过程中，该装置操作简单，实用性强，适合推广使用。
24.(2)驱动部采用螺杆，结构简单，易于实现，且成本低，连接可靠；并于螺杆的承力端装设扳手，利于螺杆的使用，提高了装置的实用性。
25.(3)通过设置多根导杆来实现压板于滑动板上的吊挂，利于提高压板相对于滑动板上下移动的稳定性，以及保持使用状态下压板的水平度，利于压板与电芯抵接接触，进而利于监测电芯的状态变化。此外，于各导杆的顶端设置阻挡件，可避免压板与滑动板脱离，利于简化装置的操作使用；且，挡置件采用卡簧，结构简单，易于实现，且成本低，连接可靠。
26.(4)将压力传感器固定于滑动板的底部，可使压力传感器随着滑动板稳定移动，相比于固定于压板上，使用效果更好。
27.(5)工装架体采用多根导柱，利于滑动板于导柱上的平稳滑动，而可提高装置整体结构的稳定及使用效果。
28.(6)通过在压板上设置与位移传感器位于同侧的检测板，利于位移传感器的使用和装置整体结构的布局优化。
29.(7)于压板、底板和电芯托盘的表面粘贴有铁氟龙胶带，可防止电芯短路。
30.(8)电芯托盘的可拆装设置，便于电芯托盘的维修和更换，同时，便于更换不同规格的电芯托盘，以实现对不同型号电芯的测试。
附图说明
31.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
32.图1为本实用新型实施例所述的电芯循环膨胀力测试工装的结构示意图；
33.附图标记说明：
34.1、工装架体；101、底板；102、顶板；1021、螺纹孔；103、导柱；104、罩件；
35.2、电芯托盘；3、电芯；4、滑动板；5、驱动部；501、螺杆；5011、承力端；5012、螺纹部；5013、连接端；502、扳手；
36.6、压板；601、导杆；602、阻挡件；603、检测板；
37.7、压力传感器；8、位移传感器；801、检测端。
具体实施方式
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其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的限制。
40.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
41.本实施例涉及一种电芯循环膨胀力测试工装，整体结构上，其包括工装架体1、电芯托盘2、驱动机构、压板6和位移传感器8。此处需要指出的是，本实施例中所述的位移传感器8，以及下述的压力传感器7，均可参照现有技术中的常见结构，此二者均与外部的显示设备相连通，且该显示设备亦为现有技术中的常见结构，在此不再进行赘述。
42.此外，电芯托盘2固定于工装架体1上，并用于承装待测试的电芯3。驱动机构设置于工装架体1上，驱动机构具有导向滑动于工装架体1上的滑动板4，以及驱使滑动板4相对于电芯托盘2上下移动的驱动部5，且驱动部5被配置为可使滑动板4定位于自身移动路径上的任意位置。
43.同时，压板6对应于电芯托盘2，吊挂在滑动板4的下方，且压板6可相对于滑动板4上下移动，并于压板6和滑动板4之间设有压力传感器7。位移传感器8则设置于压板6和工装架体1之间，且位移传感器8可被随滑动板4移动的压板6触发，而检测压板6的位移。
44.基于如上的设计思想，本实施例的电芯循环膨胀力测试工装的一种示例性结构如图1所示，上述的工装架体1包括由多根导柱103固连的底板101和顶板102，滑动板4滑动于导柱103上，驱动部5设于顶板102上，电芯托盘2设于底板101上。其中，在图1所示状态下，各导柱103的底端与底板101固连，各导柱103的顶端穿经滑动板4和顶板102，并伸出顶板102，且对应于各导柱103，于滑动板4和顶板102上均开设有多个贯穿孔，但各贯穿孔并未在图中明确指出。
45.此外，上述的驱动部5设于顶板102上的位于各导柱103所围构的图形的几何中心处，以使顶板102受力均衡，并将设于底板101上的电芯托盘2的几何中心与驱动部5的位置相对应，以利于后续的测试操作。作为优选的，导柱103的数量设置为四根，以利于滑动板4于导柱103上的平稳滑动。
46.值得说明的是，上述的导柱103的数量除了设置为四根以外，还可根据实际情况进行相应的调整，只需确保滑动板4能够平稳滑动，以及装置整体结构稳定牢固即可。各导柱103与底板101的连接可采用常规的螺接方式进行连接，各导柱103与顶板102的连接可采用常规的焊接方式进行连接。此外，可以理解的是，各导柱103的顶端还设有罩件104，罩件104的顶部与侧壁圆滑过渡设置，以提高装置的使用效果和外观效果。
47.作为更进一步的设置，如图1所示，上述的位移传感器8，于电芯托盘2的一侧设于底板101上，且于压板6的一侧设有外伸的检测板603，位移传感器8由检测板603触发而检测
压板6的位移，以可对电芯3的尺寸变化进行监测。具体地，在图1所示状态下，位移传感器8设于电芯托盘2的右侧，对应的检测板603亦设于压板6的右侧，且位移传感器8的检测端801朝上布置，并与检测板603抵接。
48.于此之外，为防止电芯3短路，于压板6、底板101和电芯托盘2的表面粘贴有铁氟龙胶带。值得提及的是，铁氟龙是指聚四氟乙烯的别称，该材质不受环境及频率的影响，体积电阻可达1018欧姆
·
厘米，介质损耗小，击穿电压高，具有优良的绝缘性。
49.本实施例中，如图1所示，上述的电芯托盘2固定于工装架体1上，并作为一种优选的实施方式，电芯托盘2可拆装地固定于工装架体1的底板101上，以便于电芯托盘2的维修和更换，同时，亦便于更换不同规格的电芯托盘2，以实现对不同型号电芯3的测试。可以理解的是，电芯托盘2和底板101之间的可拆卸连接，采用常规的螺接方式进行连接便可，其连接结构并未在图中明确指出。
50.结合图1所示，上述的驱动部5，具体结构上，包括螺接于工装架体1的顶板102上的螺杆501，且对应于上述所说，螺杆501优选的设置于各导柱103所围构的几何中心处，以均衡顶板102的受力；螺杆501的底端与滑动板4转动连接，螺杆501的顶端被构造成以承接外部旋转驱使力的承力端5011。此外，此处所述的螺杆501底端与滑动板4的转动连接可理解为采用常规的技术手段而实现。
51.其中，螺杆501可理解为除包括承力端5011之外，还包括与滑动板4转动连接的连接端5013，以及与顶板102螺接的螺纹部5012，并对应于螺纹部5012，于顶板102上开设有供螺杆501穿经及螺接的螺纹孔1021，螺纹部5012和螺纹孔1021相互配合，即可以完成对滑动板4的驱使动作，又可以实现自锁，以构成如上所述的，驱动部5被配置为可使滑动板4定位于自身移动路径上的任意位置。
52.为便于操作螺杆501，如图1所示，于承力端5011装设有扳手502，并为便于承力端5011和扳手502的装配使用，承力端5011的形状构造与扳手502的安装端的开口适配设置。当然，此处所述的扳手502可理解为常规的安装与拆卸工件，并作为进一步的设置，扳手502与承力端5011可拆卸连接，以使得结构简单，易于实现。
53.本实施例中，如图1所示，如上所述的压板6对应于电芯托盘2，吊挂在滑动板4的下方，其具体为，压板6通过多根导杆601吊挂于滑动板4上，且导杆601的底端与压板6固连，导杆601的顶端设有可挡置在滑动板4顶部的阻挡件602，以避免压板6与滑动板4脱离。作为进一步的实施形式，阻挡件602采用卡设于导杆601顶端的卡簧，其结构简单，成本低，且连接可靠。
54.另外，需要指出的是，上述的导杆601的数量一般设置为四根，以便于压板6相对于滑动板4上下稳定移动，其中，导杆601的数量还可根据实际情况进行相应的调整。当然，为实现各导杆601于滑动板4上的吊挂，对应于各导杆601，于滑动板4上开设有与各导杆601直径相适配的通孔，以使各导杆601的顶端穿经并伸出滑动板4，并将上述的卡簧设于各导杆601的顶端。但，此处所提及通孔并未在图中明确指出。
55.为了提升压力传感器7的使用效果，如图1所示，上述的压力传感器7固定于滑动板4的底部，以使压力传感器7随着滑动板4稳定移动，其优选的设置在滑动板4底部的几何中心处，以取得更进一步的使用效果。
56.本实施例所述的电芯循环膨胀力测试工装在使用时，先将电芯3装配在电芯托盘2
上，然后转动扳手502，以通过操控螺杆501来驱动滑动板4，滑动板4带动压板6向下移动，此过程中，压板6先抵接电芯3，并随着滑动板4的逐渐下压，设于压板6底部的压力传感器7的感应端抵接压板6，随后压力传感器7压紧压板6，压板6压紧电芯3，最后松开扳手502，螺杆501与顶板102的螺纹孔1021实现自锁，以防止松动，与此同时，检测板603亦随动于压板6，而与位移传感器8的检测端801相抵接。如此，只需通过监控压力传感器7和位移传感器8所传输的数据变化，即可实现对测试过程中电芯3的膨胀力及电芯3厚度变化进行实时监测。
57.当然，在对电芯3的测试结束后，通过反向旋转扳手502，以驱使滑动板4向上移动，随后，压板6在滑动板4的带动下，脱离电芯3，即可取出电芯3，完成测试过程。此外，在对不同型号的电芯3进行测试时，只需要通过更换可拆卸的电芯托盘2，而后进行如上所述的测试工装的使用过程即可。
58.本实施例所述的电芯循环膨胀力测试工装，通过驱使驱动部5可调整滑动板4相对于电芯托盘2的间距，并将压板6设置为可相对于滑动板4上下移动，使得滑动板4向下移动时，压板6先抵接电芯3，而后滑动板4通过压力传感器7抵压在压板6上，以可对电芯3的压力变化进行监测，与此同时，位移传感器8因压板6向下移动而被触发，以可对电芯3的尺寸变化进行监测，从而实现了对测试状态下的电芯3循环膨胀力的实时监测。此外，在对电芯3进行监测的过程中，该装置操作简单，实用性强，适合推广使用。
59.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。