CN113125277A - 一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备及其测试方法，旨在提供一种能准确测出软包锂离子电池受力与弯曲形变程度的软包锂离子电池弯曲形变测试设备。该设备包括底座和左右依次布置在底座上的安装夹板和电动测试装置，待测电池固定在安装夹板上，电动测试装置包括电动测试平台、作用力供给装置、位移调节螺杆装置、限位器和数据采集连接线，作用力供给装置架设在位移调节螺杆装置上且沿螺杆布置方向左右自由移动，作用力供给装置邻近安装夹板的一端设有用于推压电池变形的模具，作用力供给装置远离安装夹板的一端通过数据采集连接线与电动测试平台电连接。本设备能准确测量出软包电池能承受的最大外力，对电池安全设计改进有极大帮助。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池技术领域，尤其涉及一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备及其测试方法。
背景技术
近年来，由于能源与环境危机，新能源汽车逐渐成为全国广泛关注的对象。新能源汽车所使用的锂离子电池作为新能源汽车上的核心部件也受到高度重视。由于对新能源汽车续航里程的需求提升，锂离子电池能量密度不断提高，意味锂离子电池尺寸越来越大。尤其是软包锂离子电池，尺寸足够大时，没有受到外力作用时，都有弯曲形变的风险，加之受到外界的作用力，将导致电池在宏观上发生不可逆的弯曲形变现象。弯曲形变会对电池的使用性能及电池成组使用产生严重的影响。因此，需要准确地测试出不同尺寸的软包锂离子电池受到外界作用力时所能承受最大的力以及承受最大力时的弯曲程度对于提高电池的安全设计及使用具有重大的意义。
中国专利公开号CN209311233U，公开日2019年08月27日，发明创造的名称为一种锂离子电池的弯曲度测试装置，该申请案公开了一种锂离子电池的弯曲度测试装置，包括底板、支撑板和压块，其特征是，所述支撑板包括前支撑板和后支撑板，所述前支撑板和后支撑板竖直固定在底板上，所述前支撑板和后支撑板平行设置，所述底板上还设有限位杆，所述限位杆包括两根左限位杆和两根右限位杆，两根左限位杆和两根右限位杆对称设置于两支撑板中间位置两侧，所述限位杆一端与底板固定连接，所述压块两端分别位于左限位杆与右限位杆内。通过压块来对电池提供稳定压力，通过合格线来判断电池硬度是否符合要求，该装置结构简单，操作方便。其不足之处该装置仅仅用于对单一尺寸电池的硬度性能进行测试，无法得到电池的弯曲形变与受力之间的关系，对电池的安全设计的帮助很有限。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种能准确测出软包锂离子电池受力与弯曲形变程度的软包锂离子电池弯曲形变测试设备。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，包括底座和左右依次布置在底座上的安装夹板和电动测试装置，待测电池固定在安装夹板上，电动测试装置包括电动测试平台、作用力供给装置、位移调节螺杆装置、限位器和数据采集连接线，作用力供给装置架设在位移调节螺杆装置上且沿螺杆布置方向左右自由移动，作用力供给装置邻近安装夹板的一端设有用于推压电池变形的模具，作用力供给装置远离安装夹板的一端通过数据采集连接线与电动测试平台电连接。
在对电池做弯曲测试之前，先将待测电池固定在安装夹板上。作用力供给装置在位移调节螺杆装置上向靠近安装夹板方向移动，模具会逐渐靠近待测电池的表面，直到模具的模头和电池表面接触时，电动测试平台上开始读取数据。根据模具的行程获得电池形变程度，同时模具施加在电池上的作用力能够通过作用力供给装置内的相关传感器来感知。电池形变程度和电池受力等数据通过电动测试平台来收集并计算出电池弯曲形变的测试结果。
作为优选，所述电动测试平台上设有用于控制作用力供给装置位移速度的位移速率调节器。位移速率调节器能够用来控制作用力供给装置的移动速度，让作用力供给装置的动能变得可以调整，也能保证作用力供给装置能够匀速移动，根据需要来调节模具对电池施加的压力，电动测试平台能够准确测量电池在多种受力状态下的形变数据。
作为优选，所述位移调节螺杆装置包括两条平行布置的螺杆，螺杆两端均设有防止两条螺杆之间发生相对位移的螺杆固定装置，螺杆固定装置包括邻近安装夹板的第一固定杆和远离安装夹板的第二固定杆。作用力供给装置架设在两条平行布置的螺杆上运动会比较稳当，螺杆固定装置从螺杆两端对螺杆实现限位，防止螺杆移动。为了使螺杆被固定的效果更好，可以设计时将螺杆固定装置（第一固定杆和第二固定杆）的底部与电动测试平台上表面固连。
作为优选，所述模具上邻近待测电池的一端设有圆柱形模头，模具与电池发生挤压时，圆柱形模头的外侧壁与电池表面接触。圆柱形模头的设计能够有效增大模具与电池表面的接触面积，比现有技术中采用的利用点接触测试电池弯曲形变程度有更高的准确性。
作为优选，所述安装夹板包括两块对称布置在模具两侧的夹板，夹板上设有可拆卸连接在夹板中部的夹块，夹板和夹块之间设有与待测电池两端厚度适配的容纳槽。通过夹块和夹板的配合作用，电池恰好落在容纳槽中实现位置上的固定。由于夹块是可拆卸连接在夹板上，夹块与夹板之间的距离变得可调，能够适配不同厚度的电池。
作为优选，所述夹块通过螺栓固定在夹板上。采用螺栓连接夹块和夹板，不仅连接牢固可靠，而且拆卸也方便。
作为优选，所述夹板上设有横向布置的多个螺栓安装孔，夹块能够根据螺栓安装孔的位置来改变夹块的安装位置。由于夹块的安装位置能够进行左右调整，能够用于固定不同尺寸的电池，增加了整个装置的适用范围。
作为优选，所述作用力供给装置包括架设在螺杆上的平台和具有显示屏的力传感装置。显示屏能够直观地显示电池的受力大小，方便测试员在做测试时进行及时地调整。
作为优选，所述螺杆上设有布置在第一固定杆和平台之间的限位器。设置了限位器之后，平台只能在限位器和第二固定杆之间活动，限位器防止平台向靠近安装夹板方向过度移动，防止模头把电池挤断。
本发明还提出了一种对软包锂离子电池进行弯曲形变测试的方法，包括：
1.先将待测电池放置在安装夹板上，根据电池的尺寸，对夹板上夹块的位置进行左右调整，使电池能够固定在夹块和夹板的空隙中；
2.利用电动测试平台来控制作用力供给装置的位移速度，使模具具有一定的移动速度；
3.作用力供给装置上的模具向靠近待测电池方向移动，直到模具对待测电池进行推压，测量电池所能承受最大的力，力的数值通过力传感装置能够实时读出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过调节安装夹板的夹块，可对任意尺寸的软包锂离子电池进行弯曲形变测试，提高设备的使用率；通过调节位移速率调节器使作用力供给装置匀速移动，而作用力供给装置在移动时，其显示屏可清晰地读取电池所承受的作用力强度；通过将与电池接触直接接触的模头设计成圆柱形，给予电池线作用力，避免其他因素的影响而造成数据误差。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的正面结构示意图；
图3是本发明的侧面结构示意图；
图4是本发明的局部结构示意图；
图中：底座1、电动测试平台2、螺杆固定装置3、螺杆4、作用力供给装置平台5、限位器6、作用力传感装置7、作用力T字型模具8、夹块9、夹板10、软包锂离子电池11、数据采集连接线12、电动测试装置开关13、位移速率调节器14、显示器15、位移调节按钮16、作用力调节按钮17、作用力显示屏18。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，包括底座1、电动测试平台2、螺杆固定装置3、螺杆4、作用力供给装置平台5、限位器6、作用力传感装置7、作用力T字型模具8、夹块9、夹板10、软包锂离子电池11、数据采集连接线12、电动测试装置开关13、位移速率调节器14、显示器15、位移调节按钮16、作用力调节按钮17、作用力显示屏18。
电动测试装置和安装夹板均固定在底座1台面上，防止在进行弯曲形变测试时设备移动，其中电动测试装置给予作用力供给装置发生位移并提供用于施加在电池上的作用力，安装夹板通过夹块9和夹板10将软包锂离子电池11两端夹住，而夹块9和夹板10可以随电池长度进行左右调节，以满足测试需求。通过调节电动测试平台2上的作用力调节按钮17进行手动或者自动控制作用力T字型模具8移动，显示器15可以清晰地读取作用力传感装置7的移动距离。
如图2所示，作用力T字型模具8与作用力传感装置7连接，在对电池进行弯曲形变测试时，收集电池所承受的作用力，通过与作用力传感装置7连接的数据采集连接线12传输至终端。
如图3所示，夹块9通过螺栓固定在夹板10上。
如图4所示，两个螺杆4固定在螺杆固定装置3上，限位器6位于螺杆4上，作用力传感装置7与作用力供给装置平台5接触，作用力传感装置7匀速移动，通过作用力显示屏18可以清晰地读取电池所承受的作用力强度。
整体设备结构紧凑、操作简便，制作成本低，数据采集精度高，可准确收集电池不同时间段所承受作用力及位移数据，并通过数据采集连接线传输给终端，获得电池所承受的作用力及弯曲形变曲线。
Claims (10)
1.一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，其特征在于，包括底座和左右依次布置在底座上的安装夹板和电动测试装置，待测电池固定在安装夹板上，电动测试装置包括电动测试平台、作用力供给装置、位移调节螺杆装置、限位器和数据采集连接线，作用力供给装置架设在位移调节螺杆装置上且沿螺杆布置方向左右自由移动，作用力供给装置邻近安装夹板的一端设有用于推压电池变形的模具，作用力供给装置远离安装夹板的一端通过数据采集连接线与电动测试平台电连接。
2.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，其特征在于，所述电动测试平台上设有用于控制作用力供给装置位移速度的位移速率调节器。
3.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，其特征在于，所述位移调节螺杆装置包括两条平行布置的螺杆，螺杆两端均设有防止两条螺杆之间发生相对位移的螺杆固定装置，螺杆固定装置包括邻近安装夹板的第一固定杆和远离安装夹板的第二固定杆。
4.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，其特征在于，所述模具上邻近待测电池的一端设有圆柱形模头，模具与电池发生挤压时，圆柱形模头的外侧壁与电池表面接触。
5.根据权利要求1所述的一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，其特征在于，所述安装夹板包括两块对称布置在模具两侧的夹板，夹板上设有可拆卸连接在夹板中部的夹块，夹板和夹块之间设有与待测电池两端厚度适配的容纳槽。
6.根据权利要求5所述的一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，其特征在于，所述夹块通过螺栓固定在夹板上。
7.根据权利要求6所述的一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，其特征在于，所述夹板上设有横向布置的多个螺栓安装孔，夹块能够根据螺栓安装孔的位置来改变夹块的安装位置。
8.根据权利要求3所述的一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，其特征在于，所述作用力供给装置包括架设在螺杆上的平台和具有显示屏的力传感装置。
9.根据权利要求8所述的一种软包锂离子电池弯曲形变测试设备，其特征在于，所述螺杆上设有布置在第一固定杆和平台之间的限位器。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的软包锂离子电池弯曲形变测试设备的测试方法，包括如下步骤：
先将待测电池放置在安装夹板上，根据电池的尺寸，对夹块的位置进行左右调整，使电池能够固定在夹块和夹板的空隙中；
利用电动测试平台来控制作用力供给装置的位移速度，使模具具有一定的移动速度；
作用力供给装置上的模具向靠近待测电池方向移动，直到模具对待测电池进行推压，测量电池所能承受最大的力，力的数值通过力传感装置能够实时读出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20211112 Address after: 311215 No. 855, Jianshe Second Road, economic and Technological Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Wanxiang A123 Co.,Ltd. Address before: 311215 No. 855, Jianshe Second Road, Xiaoshan Economic and Technological Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant before: Wanxiang A123 Co.,Ltd. Applicant before: WANXIANG GROUP Co.,Ltd. |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210716 |