CN209296073U - 车辆电池性状检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车辆电池性状检测装置，包括有第一容器，并于其第一容纳腔内填充有第一液体，被检测的车辆电池浸入所述第一液体内；同时，配置恒压输送装置向所述第一液体输送恒定压力；与所述第一容纳腔连通地设置液面变化承载装置，承装因所述车辆电池检测状态下体积的变化而驱离的所述第一液体；并与所述液面变化承载装置配合地、设置第一测视单元，以对所述液面变化承载装置承装的被驱离的所述第一液体的参数值进行显示。本实用新型为待检测电池营造出表面均匀承压的工况状态，并通过液面变化检测出电池体积膨胀变化的情况，进而，使检测人员可实时获取电池体积膨胀变化的参数数据。

Description

车辆电池性状检测装置

技术领域

本实用新型涉及电池检测领域技术领域，特别涉及一种车辆电池性状检测装置。

背景技术

伴随近年来电动汽车领域的快速发展，各种电池、尤其是具有高能量密度的锂电池的应用越来越广泛；而在电池的能量密度、安全性能等方面，要求也随之提高。为提高电池的容量，各种电容量较高的材料被运用，如NCM正极、硅负极等材料大量使用；但相应地，电池膨胀变形、产气等问题也伴随着出现，对电池的安全和使用寿命等产生不利影响。因此，对电池产气及极片膨胀的测试对电池的应用十分重要。

目前对电池厚度体积变化的方式主要是采用机械方式，如采用千分尺等方法测量电池的厚度变化，采用排水法测试电池的体积变化等。但是，对于电池在充放电使用过程中的产气情况，及电池极片膨胀导致的电池体积变化情况，检测手段较为缺乏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种车辆电池性状检测装置，以检测车辆电池充放电过程中电池体积膨胀变化的情况。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种车辆电池性状检测装置，包括：

第一容器，具有填充有第一液体的第一容纳腔，被检测的车辆电池浸入所述第一液体内；

恒压输送装置，被配置为向所述第一液体输送恒定压力；

液面变化承载装置，与所述第一容纳腔连通设置；所述液面变化承载装置被配置为承装因所述车辆电池检测状态下体积的变化而驱离的所述第一液体；

第一测视单元，与所述液面变化承载装置配合设置，以对所述液面变化承载装置承装的被驱离的所述第一液体的参数值进行显示。

进一步的，所述液面变化承载装置被配置为由所述第一容器的顶部向上延伸设置的位移管；被检测的车辆电池浸入所述第一液体内时，所述第一液体充斥所述第一容器并部分进入所述位移管内。

进一步的，所述恒压输送装置的压力输出端与所述位移管连通设置。

进一步的，所述第一测视单元包括置于所述位移管内的、用于检测所述第一液体于所述位移管内液面高度变化量的第一位移检测器，以及对检测的数据进行记录处理的监控设备。

进一步的，所述第一容器被收容在恒温箱内。

进一步的，于所述恒温箱内设有对所述第一容器的底面构成减震支撑的减震装置。

进一步的，于所述第一容器的外部设有与待检测的所述车辆电池电连接的测试操控装置。

进一步的，所述的车辆电池性状检测装置还包括：

第二容器，具有承装有第二液体的第二容纳腔；

敞口的第三容器，倒扣并悬置在所述第二液体内；所述第二液体由所述敞口处进入所述第三容器内，并在所述第二液体液面上方的所述第三容器内形成空气腔；

导气管，所述导气管的一端延伸至所述第一液体内，以排出测试状态的所述车辆电池产生的气体；所述导气管的另一端由所述敞口处延伸至所述第三容器内，以将所述气体引导至所述第三容器内并驱使所述空气腔的参数发生改变；

第二测视单元，与所述第三容器配合设置，以显示所述空气腔的变化参数。

进一步的，所述导气管上设有气阀。

进一步的，所述第二测视单元包括固定于所述第三容器侧壁上的、用于检测所述第三容器于竖直方向位移变化量的第二位移检测器，以及对检测的数据进行记录处理的监控设备。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的车辆电池性状检测装置，为待检测电池营造出表面均匀承压的工况状态，并通过液面变化检测出电池体积膨胀变化的情况，进而，使检测人员可实时获取电池体积膨胀变化的参数数据。

(2)液面变化承载装置采用位移管的结构形式，使电池体积膨胀变化引起的液面变化更为直观，检测的敏感度提高，有助于检测精度的提高。

(3)将恒压输送装置的压力输出端与位移管连通设置，使得装置的结构布局更为简洁，且便于实施。

(4)采用位移检测器与监控设备，可实时地显示与记录电池体积膨胀变化的参数数据，便于研究人员的数据分析。

(5)将第一容器置于恒温箱内，可根据需要模拟待测电池在不同温度环境下的工况条件，获取不同条件下的电池性能参数。

(6)在第一容器的底面加设减震装置，可减少外部震动地检测精确度的影响。

(7)于第一容器外部设有与待检测车辆电池连接的测试操控装置，可模拟电池的充放电过程及不同工况下的状态，便于检测人员获取不同工况下的电池性能参数。

(8)通过设置第二、三容器及配套的导气管和测视单元，可实现对待测电池在模拟工况下产出的气体量的检测。

(9)导气管上设置气阀，用于对导气管路的通断操作；并能从气阀处拆卸导气管，便于进行第三容器中空气腔内气体的排出操作。

(10)对电池产气量情况的测量，同样采用位移检测器与监控设备，以便实时地显示与记录测得的参数数据。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图，是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是用于解释本实用新型，其中涉及到的前后、上下等方位词语仅用于表示相对的位置关系，均不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的车辆电池性状检测装置的***示意图；

附图标记说明：

1-第一容器，101-第一容纳腔，102-外接电极接口；

2-恒压输送装置，3-位移管，401-第一位移检测器，402-第二位移检测器；

5-监控设备，6-恒温箱，601-减震装置，7-测试操控装置；

8-第二容器，801-第二容纳腔，802-第三容器，803-空气腔，804-导气管， 805-气阀，9-车辆电池。

具体实施方式

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；所描述的实施例也仅为部分，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型所提供的车辆电池性状检测装置，包括有第一容器1，并于其第一容纳腔101内填充有第一液体，被检测的车辆电池9浸入所述第一液体内；同时，配置恒压输送装置2向所述第一液体输送恒定压力，与所述第一容纳腔 101连通地设置液面变化承载装置，承装因所述车辆电池9检测状态下体积的变化而驱离的所述第一液体；并与所述液面变化承载装置配合地、设置第一测视单元，以对所述液面变化承载装置承装的被驱离的所述第一液体的参数值进行显示。

基于上述的总体发明思路，以下示出的实施例为本实用新型所提供的较优的实施方案。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例

如图1所示，在本实施例中，所述的车辆电池性状检测装置包括有两个检测***，第一检测***中包括第一容器1、恒压输送装置2、液面变化承载装置和第一测视单元；第二检测***中包括有第二容器8、倒扣并悬置在所述第二容器8内的第二液体中的第三容器802、导气管804和第二测视单元。

在第一检测***中，第一容器1为可承受较高压力的容器，可承受来自于恒压输送装置2供出的压力；于第一容器1中注入有第一液体。优选地，该第一容器1设置为长方体形状，并于其上部设置开口，用于放入待检测的车辆电池9和注入所述的第一液体。同时，第一容器1的底部设有电池支架，使得置于第一液体内的车辆电池9大部分的表面均于第一液体接触，接受来自第一液体的压力。

在第一容器1的侧壁上，设置密封性良好的连通于第一容器1的内外的外接电极接口102，于所述第一容纳腔101内的接口端与电池的接线柱连接，于所述第一容器1的外部的接口端连接测试操控装置7，以模拟电池的充放电过程及不同工况下的状态，便于检测人员获取不同工况下的电池性能参数。

在电池放入与第一液体注入后，所述的上部开口用盖板密封良好地、可承压地覆盖。

在本实施例中，第一容器1与液面变化承载装置连通，优选地，该液面变化承载装置采用圆柱管状形式的位移管3。将位移管3设于所述第一容器1上部的一侧，避开上部开口的盖体。所述液面变化承载装置采用位移管的结构形式，使电池体积膨胀变化引起的液面变化更为直观，检测的敏感度提高，有助于检测精度的提高。

恒压输送装置2用于为第一容器提供恒定的压力，可由具备对供气压力进行调整的空压机实现。所述空压机的出口通过管道与所述位移管3的上部连通，则可实现对第一容器1的恒压供压与保持。这种连通设置，使得装置的结构布局更为简洁，且便于实施。

需要说明的是，注入第一容器1的第一液体应采用导电性较弱的液体，可使用纯净水或粘度较小的油类液体。该第一液体应整个注满第一容纳腔101，并溢入到位移管3的下部，优选的，液面位于位移管3的中部靠下的临近位置。

在本实施例中，第一测视单元包括第一位移检测器401和监控设备5。第一位移检测器401置于所述位移管3内，用于检测第一液体于所述位移管3内液面的高度变化量；监控设备5用于接受第一位移检测器401的信号，显示并记录数据信息。需要说明的，可于所述位移管3侧壁上标注刻度，人工观察记录高度变化数据，省去监控设备5的设置。

所述第一位移检测器401可采用位移传感器，第一液体因车辆电池9的膨胀而液面上升，所述液面变化出现于位移管3中，该液面浮动位移传感器的动件随液面上下浮动于位移传感器的固定的滑杆类部件上，从而，依靠传感器中的电路元件发出液面高度变化的信号。备选的，也可以采用高精度的液位传感器作为所述第一位移检测器401使用。

信号通过信号线路传输给监控设备，该监控设备可以是工控机，或是专用的显示记录仪器；从而获得车辆电池9在模拟的工况下的电池体积膨胀变化的参数数据。

在获取的数据中，可得知位移管3中液位上升的高度H，并知道位移管3 内管的横截面积S，则可测算出电池极片膨胀引起的电池体积变化量：Δ V＝H×S。

本实施例中，所述第一容器1被收容在恒温箱6内中，并于所述恒温箱6 的底部，第一容器1的下方设置减震装置601，构成减震支撑，以减少外部震动地检测精确度的影响。同时，所述的车辆电池性状检测装置的整个装置，除测试操控装置7、监控设备5和恒压输送装置2等***设备外，均置于该恒温箱6内；将***设置在一个温度可控的恒温环境内，可根据需要模拟待测电池在不同温度环境下的工况条件，获取不同条件下的电池性能参数。

在第二检测***中，第二容器8可根据空间情况布置，优选地，固定于第一容器1的斜上方，以不影响第一容器1开口盖板的拆装为适宜。该第二容器 8可选用烧杯形状的敞口容器，在所述第二容器8内部形成第二容纳腔801，于第二容纳腔801内盛有第二液体；所述第二液体具备良好的流动性即可，优选地，选用纯净水。

在第二容器8中竖直地固定设置一个第二容器滑杆，将第三容器802可上下自由滑动地设置于该滑杆上。所述第三容器802为敞口容器，该所述第三容器802应选用自身密度较轻材质的薄壁容器，优选地，使用轻质塑料量筒，以减轻自身重力对测量精度的影响。设置于第二容器滑杆上的第三容器802敞口朝下布置，并使其一半以上的高度浸入所述的第二液体，液封于第三容器内部的上方形成空气腔803；该空气腔803内的空气可通过导气管804与外部空气连通。通过导气管804将空气腔803内的空气排出，直到第三容器802一半以上的高度浸入第二液体时，封闭导气管。此时，第三容器802因可上下自由滑动，而使空气腔803内的气压与外部气压一致，所述第三容器802内部与其外部的第二液体的液面也保持于同一水平线。

所述导气管804的一端置于第三容器802内部，优选地，高出第二液体的液面而置于空气腔803内，其另一端延伸至所述第一液体内，并密封良好的连接于待检测的车辆电池9的排气孔，使得车辆电池9在检测过程中，所产气体通过导气管804进入第三容器802的空气腔803，进而使第三容器沿着第二容器滑杆升高。

为便于对导气管804的通断操作，并能从气阀102处拆卸导气管，进行第三容器802中空气腔803内气体的排出操作；可于第一容器1与第二容器8之间的导气管804上加设气阀805。也可加装三通，再增设一个专门用于排出空气腔内气体的阀门。

在车辆电池9的检测过程中，气阀805调整为关闭状态，导气管804保持与外部气体的隔绝状态。由于车辆电池9的充放电反应，其内会产出气体，并由其排气孔排出；进而，气体通过导气管804进入空气腔803，伴随空气腔803 中气体的增加，第三容器802沿所述第二容器滑杆上升。

所述车辆电池性状检测装置的第二检测***中，还设置第二测视单元。该第二测试单元通过检查第三容器802的上升位移数据，从而测算出车辆电池9 产出气体的量，进而得知车辆电池9在模拟工况下的性能状态。

如第一检测***中所述的第一测视单元，本检测***中的第二测量单元也包括有第二位移检测器402，或设置用于对检测的数据进行记录处理的监控设备；若不设置监控设备时，可于所述第三容器802侧壁上标注刻度，人工观察记录高度变化数据。

同样的，该第二位移检测器402采用位移传感器实现，其动件与第三容器 802固定设置，随其上下浮动，传感器的滑动杆与所述第二容器滑杆一体设置或固定于其上。第二测量单元设置有监控设备时，可与第一测量单元的监控设备5一体共用，也可以单独设置。

如第一检测***对电池膨胀体积的计算，在第二检测***中，也可测得的电池产气的体积V′＝H′×S′；其中：V′为电池产气排出的气体体积，H′为第三容器802上升的高度，S′为第三容器802内壁柱体的横截面积。

需要说明的是，在该计算中，所述第三容器802上升出的H′一段的高度；原来第三容器802于该H′段上产生的来自第二液体的浮力消失，转由空气腔 803内的气体压力提供。因第三容器802为轻材质的薄壁容器，该处空气腔803 内的气压标准与外部气压的差值极小，且可由第三容器802于该H′段的薄壁的体积、第二液体的密度和和第三容器802内壁柱体的横截面积S′计算得出；最终获得精确的检测数据。

依照本实用新型的实施例所示出的车辆电池性状检测装置，可以实现对车辆电池充放电过程中电池膨胀形变与电池产气情况的检测，进而可借助于获取的数据，掌握各种工况下电池性能的变换情况，为电池的研究应用提供支持。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其的限制；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。

Claims (10)

1.一种车辆电池性状检测装置，其特征在于包括：

第一容器(1)，具有填充有第一液体的第一容纳腔(101)，被检测的车辆电池(9)浸入所述第一液体内；

恒压输送装置(2)，被配置为向所述第一液体输送恒定压力；

液面变化承载装置，与所述第一容纳腔(101)连通设置；所述液面变化承载装置被配置为承装因所述车辆电池检测状态下体积的变化而驱离的所述第一液体；

第一测视单元，与所述液面变化承载装置配合设置，以对所述液面变化承载装置承装的被驱离的所述第一液体的参数值进行显示。

2.根据权利要求1所述的车辆电池性状检测装置，其特征在于：所述液面变化承载装置被配置为由所述第一容器(1)的顶部向上延伸设置的位移管(3)；被检测的所述车辆电池(9)浸入所述第一液体内时，所述第一液体充斥所述第一容器(1)并部分进入所述位移管(3)内。

3.根据权利要求2所述的车辆电池性状检测装置，其特征在于：所述恒压输送装置(2)的压力输出端与所述位移管连通设置。

4.根据权利要求2所述的车辆电池性状检测装置，其特征在于：所述第一测视单元包括置于所述位移管(3)内的、用于检测所述第一液体于所述位移管(3)内液面高度变化量的第一位移检测器(401)，以及对检测的数据进行记录处理的监控设备。

5.根据权利要求1所述的车辆电池性状检测装置，其特征在于：所述第一容器(1)被收容在恒温箱(6)内。

6.根据权利要求5所述的车辆电池性状检测装置，其特征在于：于所述恒温箱(6)内设有对所述第一容器(1)的底面构成减震支撑的减震装置。

7.根据权利要求1所述的车辆电池性状检测装置，其特征在于：于所述第一容器(1)的外部设有与待检测的所述车辆电池(9)电连接的测试操控装置(7)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆电池性状检测装置，其特征在于还包括：

第二容器(8)，具有承装有第二液体的第二容纳腔(801)；

敞口的第三容器(802)，倒扣并悬置在所述第二液体内；所述第二液体由所述敞口处进入所述第三容器(802)内，并在所述第二液体液面上方的所述第三容器(802)内形成空气腔(803)；

导气管(804)，所述导气管(804)的一端延伸至所述第一液体内，以排出测试状态的所述车辆电池产生的气体；所述导气管(804)的另一端由所述敞口处延伸至所述第三容器(802)内，以将所述气体引导至所述第三容器(802)内并驱使所述空气腔(803)的参数发生改变；

第二测视单元，与所述第三容器(802)配合设置，以显示所述空气腔(803)的变化参数。

9.根据权利要求8所述的车辆电池性状检测装置，其特征在于：所述导气管(804)上设有气阀(805)。

10.根据权利要求8所述的车辆电池性状检测装置，其特征在于：所述第二测视单元包括固定于所述第三容器(802)侧壁上的、用于检测所述第三容器(802)于竖直方向位移变化量的第二位移检测器(402)，以及对检测的数据进行记录处理的监控设备(5)。