一种动力电池充放电试验装置的制作方法

1.本发明涉及一种电池试验安全设备，具体是一种动力电池充放电试验装置。


背景技术：

2.汽车工业发展迅猛，产销量不断实现新的突破，与此同时，燃油危机和环境污染问题也日益加剧，因此大力发展新能源汽车，以电代油，减少污染气体排放，成为世界汽车产业发展的方向。
3.作为新能源汽车的动力来源-电池，其性能直接决定了新能源汽车的续航里程及品质，在保证使用安全的前提下，不同温度下的使用寿命、多次循环充放电后的衰减等电池性能的测试，是至关重要的。
4.动力锂电池在充电时，除了电压限制外，电流限制也是必要的。当电流太大时，锂离子没有时间进入蓄电池，并且会积聚在材料表面，这些锂离子获得电子后，它们将在材料表面产生锂原子晶体，过度充电达到极限后，电池盒会破裂，产生爆炸。
5.现有技术公开了一种动力电池充放电试验防爆装置（申请号cn201710188373.x），其通过动力电池发生爆炸火燃烧，装置本体内会产生烟雾，同时爆炸或燃烧的动力电池释放有害气体，这时，烟雾传感器检测到烟雾信号，并将该信号反馈到控制部件，有害气体传感器检测到有害气体信号，并将该信号反馈到控制部件，控制部件根据烟雾传感器和有害气体传感器反馈的信号，控制试验室电源开关动作，断开试验室内的电源，避免动力电池爆炸而对整个试验室产生影响。
6.但是在爆炸时不可避免地会对烟雾传感器、有害气体传感器的精度造成干扰，甚至是会损坏传感器，因此需要开发一种机械防爆控制式通断电的结构实现爆炸断电功能。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种动力电池充放电试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种动力电池充放电试验装置，包括安装架和通过活动结构活动设置在安装架上的试验箱体，试验箱体通过活动结构可沿安装架的长度方向水平活动；安装架的底部固定设置有配电箱，配电箱的背面设置有开关按钮，在安装架的两侧分别设置有用于向试验箱体内部输电的送电组件，送电组件与配电箱之间通过断电保护组件连接，且断电保护组件与试验箱体配合；断电保护组件在送电组件向试验箱体内部输电的过程中，若试验箱体发生水平震动，则断电保护组件断开送电组件与配电箱之间的连接；安装架两侧各设置一组平衡结构，两侧的平衡结构分别从两侧对试验箱体水平弹性支撑，以确保在自然状态下试验箱体处于安装架的中间位置。
9.本发明进一步限定的方案：安装架呈矩形的框体状，在安装架内沿其长度方向上
等距安装有多个桁架，活动结构包括固定在桁架上并与桁架垂直的枕轨、沿枕轨长度方向开设于其上部的滑槽、以及用于连接滑槽与试验箱体的支撑件；支撑件的下部设置有同滑槽嵌合的卡合部，在滑槽的上下部均开设有滚轨，在滚轨上滚动设置有多个滚珠，卡合部与上下部的滚珠滚动贴合，试验箱体通过螺栓安装在支撑件上。
10.本发明再进一步限定的方案：试验箱体前部开设有供待检测的动力锂电池放入其内部的开口，在开口处设置有可升降的封门，封门的四周设置有密封部，在密封部的上部固定有固定件，固定件连接设置在试验箱体顶部的升降机构；升降机构与固定件配合可带动密封部和封门将开口封闭。
11.本发明再进一步限定的方案：平衡结构包括水平固定在桁架上并朝向试验箱体的横向套件、与横向套件滑动套合的稳固件、设置在横向套件内并连接稳固件的第一压簧、以及固定在稳固件朝向试验箱体一端的贴合件；贴合件与试验箱体的侧壁保持贴合。
12.本发明再进一步限定的方案：送电组件包括固定在安装架上的平板件、安装在平板件上并与横向套件平行的座筒、与座筒滑动套合的让杆、固定在让杆远离座筒一端的导电接头、以及弹性连接让杆与座筒的第二压簧；试验箱体的两侧各设置一个穿针器，在导电接头的端头固定有两个穿过穿针器的接电针，导电接头通过同步结构与升降机构连接；同步结构在升降机构带动封门将开口密封时，通过导电接头使接电针穿过穿针器插入到动力锂电池的两端。
13.本发明再进一步限定的方案：升降机构包括通过竖直件固定在试验箱体上方的顶部件、转动安装在顶部件和试验箱体之间的丝杠、以及固定在固定件上并与丝杠螺纹连接的升降套；丝杠为两根，两根丝杠的螺纹旋向相同，且二者之间通过传动件连接，在其中一根丝杠的上端固定有转轮。
14.本发明再进一步限定的方案：同步结构包括通过螺栓固定固定件的延伸件、与延伸件固定的承接件、转动安装在承接件下端的滑轮、以及固定在让杆一侧并与滑轮贴合的推动板；推动板的一侧下部呈“s”状的光滑过渡部，滑轮与光滑过渡部贴合。
15.本发明再进一步限定的方案：断电保护组件为两组，包括固定在试验箱体底部的齿板、摆动设置在齿板下方的摆齿、固定在其中两个桁架之间并与枕轨平行的导杆、滑动设置在导杆上并与摆齿配合的锁块、以及固定在锁块下方的插电杆；齿板上开设有行程槽，摆齿转动安装在行程槽内，锁块上表面设置有摆齿适配的齿牙，行程槽内的摆齿在齿牙的作用下可向远离试验箱体的一侧摆动；插电杆的一端安装有与配电箱插接的触头，插电杆通过导线与导电接头电性连接。
16.本发明再进一步限定的方案：试验箱体内固定有两个滑轨，滑轨与桁架平行，且每一滑轨上均滑动设置有滑架，两个滑架之间固定有用于放置动力锂电池的承托板；两个滑架之间还固定有限位件，限位件远离开口，在试验箱体上靠近开口的一处
固定有用于同限位件配合的止挡件。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中通过活动结构和平衡结构配合使得试验箱体可以在安装架上水平弹性晃动；设置的同步结构和送电组件以及升降机构协同作用，可以实现在封门关闭开口时将送电组件与放置于试验箱体中的动力锂电池接通；而在封门开启时自动将送电组件与动力锂电池断电，起到接电保护作用；此外，本发明中的断电保护组件在对过充试验爆炸时，试验箱体晃动自动将送电组件与配电箱断开，形成断路，避免漏电，进一步提高了试验的安全性。
附图说明
18.图1为动力电池充放电试验装置的结构示意图。
19.图2为动力电池充放电试验装置中活动结构的示意图。
20.图3为动力电池充放电试验装置侧仰的结构示意图。
21.图4为图3中a处的局部放大图。
22.图5为动力电池充放电试验装置中将试验箱体和支撑件分离后的结构示意图。
23.图6为动力电池充放电试验装置中升降机构带动封门将开口打开后的结构示意图。
24.图7为图6另一视角的结构示意图。
25.图8为动力电池充放电试验装置中锁块、导杆、以及插电杆相对桁架的安装结构示意图。
26.图9为动力电池充放电试验装置中卡合部和滑槽的结构示意图。
27.图10为动力电池充放电试验装置中平衡结构和送电组件的局部拆解图。
28.图11为图10中b处的局部放大图。
29.图12为动力电池充放电试验装置中拆除安装架和桁架后的结构示意图。
30.图13为图12中c处的局部放大图。
31.图14为图12侧仰视角的结构示意图。
32.图15为图14中d处的局部放大图。
33.图中：100-安装架；200-桁架；300-枕轨；301-滑槽；302-滚轨；303-滚珠；400-支撑件；401-卡合部；500-试验箱体；501-承托板；502-滑架；503-滑轨；504-止挡件；505-限位件；600-封门；601-密封部；602-固定件；603-升降套；604-丝杠；605-顶部件；606-竖直件；607-传动件；608-转轮；609-延伸件；700-横向套件；701-第一压簧；702-稳固件；703-贴合件；800-承接件；801-滑轮；802-推动板；803-让杆；804-导电接头；805-接电针；806-穿针器；807-第二压簧；808-座筒；809-平板件；900-齿板；901-摆齿；902-锁块；903-导杆；904-插电杆；905-配电箱；906-导线。
具体实施方式
34.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。
35.另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
36.请参阅图1~图15，作为本发明的一种实施例，动力电池充放电试验装置，包括安装架100和通过活动结构活动设置在安装架100上的试验箱体500，试验箱体500通过活动结构可沿安装架100的长度方向水平活动；安装架100的底部固定设置有配电箱905，配电箱905的背面设置有开关按钮，在安装架100的两侧分别设置有用于向试验箱体500内部输电的送电组件，送电组件与配电箱905之间通过断电保护组件连接，且断电保护组件与试验箱体500配合；断电保护组件在送电组件向试验箱体500内部输电的过程中，若试验箱体500发生水平震动，则断电保护组件断开送电组件与配电箱905之间的连接；安装架100两侧各设置一组平衡结构，两侧的平衡结构分别从两侧对试验箱体500水平弹性支撑，以确保在自然状态下试验箱体500处于安装架100的中间位置。
37.其中，试验箱体500为隔爆型箱体，能承受内部的爆炸压力而不致损坏。
38.该实施例中，通过将待检测试验的动力锂电池放入到试验箱体500中，利用平衡结构保持试验箱体500处于安装架100的中间位置，调整断电保护组件使其将送电组件和配电箱905接通，再将送电组件与放于试验箱体500中的动力锂电池接通，打开开关按钮启动过充试验，当电流太大时，锂离子将没有时间进入蓄电池，并且会积聚在材料表面，这些锂离子获得电子后在材料表面产生锂原子晶体，在达到电池的承受极限时电池盒破裂，产生爆炸，爆炸产生的震动会驱使试验箱体500水平晃动，在试验箱体500晃动时带动断电保护组件动作，断开送电组件和配电箱905之间的电连接；本发明中通过设置断电保护组件使动力锂电池在达到过充极限爆炸的一瞬间自动对充电部分断电，以防止漏电。
39.作为本发明的另一种实施例，安装架100呈矩形的框体状，在安装架100内沿其长度方向上等距安装有多个桁架200，活动结构包括固定在桁架200上并与桁架200垂直的枕轨300、沿枕轨300长度方向开设于其上部的滑槽301、以及用于连接滑槽301与试验箱体500的支撑件400；支撑件400的下部设置有同滑槽301嵌合的卡合部401，在滑槽301的上下部均开设有滚轨302，在滚轨302上滚动设置有多个滚珠303，卡合部401与上下部的滚珠303滚动贴合，试验箱体500通过螺栓安装在支撑件400上。
40.在该实施例中，通过设置枕轨300和其上的滑槽301实现支撑件400能够沿安装架100的长度方向活动，从而使得试验箱体500可以在安装架100的长度方向上活动；借助滚珠303和卡合部401配合，一方面可以防止支撑件400和试验箱体500从枕轨
300上脱离，另一方面也可减小支撑件400与枕轨300之间的摩擦力。
41.作为本发明的再一种实施例，试验箱体500前部开设有供待检测的动力锂电池放入其内部的开口，在开口处设置有可升降的封门600，封门600的四周设置有密封部601，在密封部601的上部固定有固定件602，固定件602连接设置在试验箱体500顶部的升降机构；升降机构与固定件602配合可带动密封部601和封门600将开口封闭。
42.在该实施例中，当将待检测的动力锂电池放入到试验箱体500中后，通过升降机构带动固定件602驱使封门600和其四周的密封部601将开口密封，防止在电池爆炸时外界空气涌入到试验箱体500内燃烧；其中，密封部601可以采用具有弹性的硬质橡胶材质所制，由于橡胶材质所制的密封部601设置在封门600的四周，因此可以将封门600与开口完全封闭。
43.作为本发明的又一种实施例，平衡结构包括水平固定在桁架200上并朝向试验箱体500的横向套件700、与横向套件700滑动套合的稳固件702、设置在横向套件700内并连接稳固件702的第一压簧701、以及固定在稳固件702朝向试验箱体500一端的贴合件703；贴合件703与试验箱体500的侧壁保持贴合。
44.在该实施例中，由于平衡结构为两组，且分别设置在试验箱体500的两侧，因此两组平衡结构可保持试验箱体500在自然状态下处于安装件100的中间位置；另外，又因为稳固件702通过第一压簧701和横向套件700弹性连接，因此，在试验箱体500内部产生爆炸时，爆炸所产生的冲击力偏向一方时能够通过稳固件702使偏向冲击力的一侧的第一压簧701进一步压缩，最终实现试验箱体500的晃动；在此需要说明的是，通过第一压簧701的设置可以吸收电池爆炸时产生的冲击力，从而起到对试验箱体500缓冲的作用；另外，电池过充产生的爆炸是朝向四周的，具体到沿安装架100的长度方向上的冲击力，可以分为朝向两侧的冲击力，但是朝向两侧的冲击力不可能完全相等，因此二者的合力必然是朝向一个方向的，故而能够带动试验箱体500晃动。
45.作为本发明的又一种实施例，送电组件包括固定在安装架100上的平板件809、安装在平板件809上并与横向套件700平行的座筒808、与座筒808滑动套合的让杆803、固定在让杆803远离座筒808一端的导电接头804、以及弹性连接让杆803与座筒808的第二压簧807；试验箱体500的两侧各设置一个穿针器806，在导电接头804的端头固定有两个穿过穿针器806的接电针805，导电接头804通过同步结构与升降机构连接；同步结构在升降机构带动封门600将开口密封时，通过导电接头804使接电针805穿过穿针器806插入到动力锂电池的两端。
46.在该实施例中，由于设置了同步结构，因此在升降机构带动封门600关闭时可自动将送电组件与放入到试验箱体500内的动力锂电池接通；相反地，在封门600开启时，同步结构可自动将送电组件与动力锂电池断开，增加该装置的安全性。
47.作为本发明的又一种实施例，升降机构包括通过竖直件606固定在试验箱体500上方的顶部件605、转动安装在顶部件605和试验箱体500之间的丝杠604、以及固定在固定件602上并与丝杠604螺纹连接的升降套603；丝杠604为两根，两根丝杠604的螺纹旋向相同，且二者之间通过传动件607连接，在其中一根丝杠604的上端固定有转轮608。
48.在该实施例中，转动转轮608带动其中一根丝杠604转动，转动的丝杠604借助传动件607带动另一丝杠604同向转动，最终配合升降套603驱使固定件602升降，由此实现控制密封部601和封门600的开闭，而且螺纹传动具有省力和自锁的双重功效，保证密封部601能够将开口严密封死。
49.作为本发明的又一种实施例，同步结构包括通过螺栓固定固定件602的延伸件609、与延伸件609固定的承接件800、转动安装在承接件800下端的滑轮801、以及固定在让杆803一侧并与滑轮801贴合的推动板802；推动板802的一侧下部呈“s”状的光滑过渡部，滑轮801与光滑过渡部贴合。
50.在该实施例中，当固定件602向上升起将开口打开时，固定件602带动延伸件609和承接件800一同上升，承接件800带动滑轮801向上抬升，滑轮801借助光滑过渡部驱使推动板802向远离试验箱体500的一侧移动，从而驱动让杆803、导电接头804、以及接电针805向远离试验箱体500的一侧移动，接电针805与试验箱体500内的动力锂电池分离，实现断电；而在固定件602向下降落将开口关闭时，固定件602带动延伸件609和承接件800一同降落，在降落至封门600即将把开口封闭时，滑轮801降落至光滑过渡部，而后固定件602继续下落将开口完全密封，而滑轮801跟随固定件602和延伸件609以及承接件800一同降落，此时在第二压簧807的弹力作用下自动推动让杆803、导电接头804、以及接电针805向靠近试验箱体500的一侧移动，接电针805与试验箱体500内的动力锂电池结合，实现送电。
51.作为本发明的又一种实施例，断电保护组件为两组，包括固定在试验箱体500底部的齿板900、摆动设置在齿板900下方的摆齿901、固定在其中两个桁架200之间并与枕轨300平行的导杆903、滑动设置在导杆903上并与摆齿901配合的锁块902、以及固定在锁块902下方的插电杆904；齿板900上开设有行程槽，摆齿901转动安装在行程槽内，锁块902上表面设置有摆齿901适配的齿牙，行程槽内的摆齿901在齿牙的作用下可向远离试验箱体500的一侧摆动；插电杆904的一端安装有与配电箱905插接的触头，插电杆904通过导线906与导电接头804电性连接。
52.在该实施例中，配电箱905通过外接线缆与输电网组连接，电流从一侧的触头流出，经一侧的导线906进入到同侧的导电接头804上，通过该侧的接电针805流入到动力锂电池的一极；再由另一极经另一侧的接电针805流出，经另一侧的导电接头804和导线906一极触头流回到配电箱905中；当电池过充产生爆炸时，试验箱体500向一侧晃动，试验箱体500带动齿板900和摆齿901跟随晃动，与晃动同侧的摆齿901与该侧的锁块902上的齿牙配合带动该锁块902向晃动的一侧移动，进而使该侧的插电杆904及触头与配电箱905分离；而另一侧的摆齿901由于行程槽的设置可向远离试验箱体500的一侧摆动，故不会带动另一侧的插电杆904及触头进一步向配电箱905靠近，防止其破坏配电箱905；本发明中由于两侧各设置了一组断电保护组件，因此无论试验箱体500沿着安装架100长度方向的正向或反向动作，均能够将其中一组送电组件与配电箱905断开，使配电箱905和电池之间形成断路，不会发生漏电。
53.作为本发明的又一种实施例，试验箱体500内固定有两个滑轨503，滑轨503与桁架200平行，且每一滑轨503上均滑动设置有滑架502，两个滑架502之间固定有用于放置动力
锂电池的承托板501；两个滑架502之间还固定有限位件505，限位件505远离开口，在试验箱体500上靠近开口的一处固定有用于同限位件505配合的止挡件504。
54.在该实施例中，由于设置了滑架502和滑轨503，使得承托板501可以从试验箱体500中滑出，方便将待检测的动力锂电池放置在承托板501上；将动力锂电池放入到承托板501上后反向滑动滑架502至其后端抵在试验箱体500的后壁上，通过关闭封门600使滑架502的前端抵在封门600上，可以保持承托板501稳定地置于试验箱体500内；利用限位件505和止挡件504配合能够有效防止滑架502完全从滑轨503中滑出，导致承托板501与试验箱体500分离。
55.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
56.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。