一种便携的宇宙级锂电池力学测试工装的制作方法

本发明涉及一种便携式锂电池测试工装，属于宇航锂电测试。

背景技术：

1、空间用锂电池由于其能量密度高，温度适应性好的特征，常用于深空探测，近地轨道通信，弹道导弹武器等相关应用。由于其使用环境复杂，宇航锂电池在上天前必须经过满足宇航标准的力学试验。这些力学实验的特征是振动量级大，级别要求高，在统一的测试标准台上进行测试。为在标准测试力学振动台上安装体积较小(18mm×650mm)的18650电池，必须使用测试工装。为满足宇航等级的苛刻要求，为安全性考虑，以往工装无论尺寸，厚度，都远远超过力学量级要求。同时，由于设计时未考虑各种情况，导致以往设计电池在测试中发生的各种意外情况，包括电缆甩断，电池位移，电池短路等。这就给锂电池力学测试安全带来了极大隐患。

2、现有技术中，空间18650锂电池测试设备长度接近400mm，且电池仅被径向力夹紧，没有对轴向自由度进行限制。这导致在轴震动和冲击中，出现过电池轴向松动的情况。由于电池正负极位于圆柱电池轴向两端，且电池在测试工装上串联排列，导致测试导线没有空间伸出。

3、同时由于该轨道过长，导致原有工装安装、拆卸、携带都不方便，无法适应紧张的宇航任务研制进度要求。由于力学工需要经常拆卸，运输去各个不同试验场地。用于径向固定电池的固定块容易丢失。近年来，随着锂电池技术不断发展，航天产品更新迭代速度亦在不断加快，鉴定试验的频率不断增加。过去大型工装使用不便的情况愈加明显。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：本发明公开了一种便携的宇宙级锂电池力学测试工装，用以进行宇航级力学试验。本发明解决了以往电池测试工装体积大，性能不佳的问题，同时通过多层冗余保证电池在火箭发射的巨大力学量级下的测试安全性。

2、本发明所采用的技术方案是：一种便携的宇宙级锂电池力学测试工装，包括工装基座、电池正负极绝缘套、螺纹钢套、电池锁紧件和紧固螺栓；

3、工装基座上设置依次排列的若干个电池安装槽，电池安装槽的中心轴平行于工装基座底面；电池安装在电池正负极绝缘套内，分别安装在电池安装槽内；电池安装槽两侧分别安装螺纹钢套，用于对电池进行轴向限位；电池锁紧件上均匀分布与电池安装槽数量对应的凹槽，电池锁紧件覆盖在电池上，通过电池锁紧件上的凹槽对电池进行径向限位，紧固螺栓将电池锁紧件固定在工装基座上。

4、进一步的，在工装基座上电池躺卧位置切割导线引出孔洞。

5、进一步的，所述工装基座所有表面采用本色阳极氧化表面处理工艺，确保电池测试过程中的绝缘性。

6、进一步的，还包括配套垫圈，所述配套垫圈安装螺钉后，将工装基座固定在震动台上。

7、进一步的，所述电池正负极绝缘套为聚酰亚胺材料。

8、进一步的，还包括扭力附件，扭力附件端部对称设置齿，通过齿插入螺纹钢套的端部凹槽内，对螺纹钢套施加扭力。

9、本发明与现有技术相比的优点在于：

10、(1)本发明的工装将电池通过逐渐缩小的环形绝缘套从径向和轴向(正负)两方向三自由度锁紧，避免电池在测试过程中的滑动。

11、(2)本发明的测试基座体积只有原有测试工装的1/4，长短边均为15cm，一人即可搬运。同时整件由铝合金铣成，保证工装强度满足测试要求。

12、(3)本发明在基座上安装了放置紧固件的螺孔，防止紧固件丢失，整件工装组合后可一起紧固后运输，避免配件丢失。

13、(4)本发明改变了18650测试方向，将电池由头尾串联放置的方法改成了平行并联，避免测试过程中待测电池之间的相互干涉。

技术特征：

1.一种便携的宇宙级锂电池力学测试工装，其特征在于，包括工装基座、电池正负极绝缘套、螺纹钢套、电池锁紧件和紧固螺栓；

2.根据权利要求1所述的一种便携的宇宙级锂电池力学测试工装，其特征在于，在工装基座(4)上电池躺卧位置切割导线引出孔洞(3)。

3.根据权利要求1所述的一种便携的宇宙级锂电池力学测试工装，其特征在于，所述工装基座(4)所有表面采用本色阳极氧化表面处理工艺，确保电池测试过程中的绝缘性。

4.根据权利要求1所述的一种便携的宇宙级锂电池力学测试工装，其特征在于，还包括配套垫圈，所述配套垫圈安装螺钉后，将工装基座(4)固定在震动台上。

5.根据权利要求1所述的一种便携的宇宙级锂电池力学测试工装，其特征在于，所述电池正负极绝缘套为聚酰亚胺材料。

6.根据权利要求1所述的一种便携的宇宙级锂电池力学测试工装，其特征在于，还包括扭力附件，扭力附件端部对称设置齿，通过齿插入螺纹钢套的端部凹槽内，对螺纹钢套施加扭力。

技术总结
本发明公开了一种便携的宇宙级锂电池力学测试工装，包括工装基座、电池正负极绝缘套、螺纹钢套、电池锁紧件和紧固螺栓；工装基座上设置依次排列的若干个电池安装槽，电池安装槽的中心轴平行于工装基座底面；电池安装在电池正负极绝缘套内，分别安装在电池安装槽内；电池安装槽两侧分别安装螺纹钢套，用于对电池进行轴向限位；电池锁紧件上均匀分布与电池安装槽数量对应的凹槽，电池锁紧件覆盖在电池上，通过电池锁紧件上的凹槽对电池进行径向限位，紧固螺栓将电池锁紧件固定在工装基座上。本发明解决了以往电池测试工装体积大，性能不佳的问题，同时通过多层冗余保证电池在火箭发射的巨大力学量级下的测试安全性。

技术研发人员：顾雨阳,雷东岭,闻海,林忠斌,王可
受保护的技术使用者：上海空间电源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17