一种电芯膨胀测量装置的制作方法

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电芯膨胀测量装置。

背景技术：

电芯在循环充放电的过程中，其体积会呈现一定的膨胀，而这种膨胀会对电芯、电池及模组的使用寿命造成不利影响。由于，电芯往往会因受到不同的压紧力作用，而呈现出不同的膨胀程度，因此研究预紧力和电芯膨胀程度之间的对应关系，可为研发人员确定单体电池的外壳与电芯、或在电池模组中电芯与电芯之间的预留间隙及弹性填充材料提供参考。

现有设计中，电芯膨胀特性的测量通常采用的结构模式是：夹板与压力传感器的组合，通过两块夹板夹住电芯，用游标卡尺测量夹板之间的距离。由于夹板刚度较大，在一定程度上限制了电芯膨胀，导致电芯厚度变形过小，从而使得压力传感器测量的数据偏大。未考虑等效刚度的电芯测量结构，测量所得膨胀力过大，电芯变形尺寸过小，使测量结果不准确；另外，夹板的位置固定，不能持续输出电芯的膨胀变化，与电芯在单体电池或电池模组中膨胀的特性不符，不能准确的反映电芯实际使用时的膨胀情形；并且夹板结构固定，只能适用于单一尺寸厚度的电芯，兼容性差。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于提供一种电芯膨胀测量装置，提高电芯的膨胀力和变形尺寸的测量准确度，并提高对电芯的兼容性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电芯膨胀测量装置，包括：

固定组件，包括第一固定板、第二固定板以及两端连接在第一固定板和第二固定板上的导向轴；

活动组件，设置在第一固定板与第二固定板之间且滑动连接在导向轴上，包括依次设置的：与导向轴能通过锁紧滑块轴承滑动连接的第一活动板；与第一活动板通过带有刚度的弹性件连接的第二活动板；与第二活动板形成容纳空间的第三活动板，容纳空间用于容纳电芯；

压力测量件，设置于第三活动板与第二固定板之间，用于测量第二固定板与第三活动板之间的压力。

可选地，弹性件包括套设在导向轴上的弹簧，弹簧的两端分别抵接在第一活动板和第二活动板上。

可选地，锁紧滑块轴承包括与导向轴滑动连接的第一直线轴承，第一直线轴承安装在第一活动板上，第一直线轴承具有锁紧件，锁紧件能锁紧第一直线轴承相对于导向轴的位置。

可选地，活动组件还包括与导向轴滑动连接的第二直线轴承，第二直线轴承安装在第二活动板上；和/或

活动组件还包括与导向轴滑动连接的第三直线轴承，第三直线轴承安装在第三活动板上。

可选地，电芯膨胀测量装置还包括位移测量件，用于测量第二活动板沿导向轴轴线方向的位移；位移测量件为

游标卡尺；或

安装在第一活动板上的位移传感器。

可选地，压力测量件包括压力传感器，压力传感器设置在第三活动板的底部，且固定在第二固定板上。

可选地，固定组件包括四根导向轴，四根导向轴通过紧固件对称安装在第一固定板和第二固定板之间。

可选地，电芯膨胀测量装置还包括用于推动第一活动板的推力组件。

可选地，推力组件包括丝杠、螺母和设置在丝杠一端的驱动件，螺母安装在第一固定板上，丝杠穿过螺母，且另一端连接在第一活动板上。

可选地，驱动件包括手柄或动力源。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种电芯膨胀测量装置，固定组件用于提供电芯膨胀测量装置的支撑，第一活动板与第二活动板通过弹性件连接，测量时，电芯放在容纳空间中，根据电芯的大小，通过外力调节第一活动板，使第一活动板带动第二活动板移动，从而调节容纳空间的大小，并给电芯一个预紧力；电芯膨胀后，由于弹性件具有弹性和刚度，在电芯的膨胀力的作用下，第二活动板挤压弹性件向第一活动板方向运动，第三活动板有向第二固定板方向运动的趋势；通过位移测量件测量第二活动板的位移，通过压力测量件测量第三活动板所受压力，从而得到电芯的膨胀力与变形尺寸。

具有刚度的弹性件的设置能等效电池模组或电池外壳对电芯的刚度作用，同时也能避免限制电芯膨胀，真实反映电芯实际使用时的膨胀情形，可持续输出膨胀力和变形尺寸，提高了膨胀力和变形尺寸的测量准确度；第二活动板和第三活动板滑动设置在导向轴上，避免产生移动阻力，进一步提高测量准确度；第一活动板能在外力作用下沿导向轴滑动，从而可以调节容纳空间的大小，可适用于多种不同尺寸厚度的电芯，提高了兼容性，并且可调节设置多种预紧力，丰富了测量数据，为使用者提供了多种选择；另外，锁紧滑块轴承能使第一活动板在外力作用下沿导向轴滑动，调节完成容纳空间后，可将第一活动板锁定在导向轴上，避免受电芯膨胀力而移动，进一步保证了测量结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型的具体实施方式提供的电芯膨胀测量装置的结构示意图；

图2是图1的主视图。

图中：

1-固定组件；11-第一固定板；12-第二固定板；13-导向轴；14-紧固件；

2-活动组件；21-第一活动板；22-第二活动板；23-第三活动板；24-第一直线轴承；241-锁紧件；25-第二直线轴承；26-第三直线轴承；27-弹性件；

3-压力测量件；

4-推力组件；41-丝杠；42-螺母；43-手柄。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本实施例提供了一种电芯膨胀测量装置，如图1和图2所示，包括固定组件1、活动组件2和压力测量件3，其中，固定组件1包括第一固定板11、第二固定板12以及两端连接在第一固定板11和第二固定板12上的导向轴13；活动组件2设置在第一固定板11与第二固定板12之间且滑动连接在导向轴13上，包括依次设置的：与导向轴13能通过锁紧滑块轴承滑动连接的第一活动板21；与第一活动板21通过带有刚度的弹性件27连接的第二活动板22；与第二活动板22形成容纳空间的第三活动板23，容纳空间用于容纳电芯；压力测量件3设置于第三活动板23与第二固定板12之间，用于测量第二固定板12与第三活动板23之间的压力。

固定组件1用于提供电芯膨胀测量装置的支撑，第一活动板21与第二活动板22通过弹性件27连接，测量时，电芯放在容纳空间中，根据电芯的大小，通过外力调节第一活动板21，使第一活动板21带动第二活动板22移动，从而调节容纳空间的大小，并给电芯一个预紧力；电芯膨胀后，由于弹性件27具有弹性和刚度，在电芯的膨胀力的作用下，第二活动板22挤压弹性件27向第一活动板21方向运动，第三活动板23有向第二固定板12方向运动的趋势；通过位移测量件测量第二活动板22的位移，通过压力测量件3测量第三活动板23所受压力，从而得到电芯的膨胀力与变形尺寸。

具有刚度的弹性件27的设置能等效电池模组或电池外壳对电芯的刚度作用，同时也能避免限制电芯膨胀，真实反映电芯实际使用时的膨胀情形，可持续输出膨胀力和变形尺寸，提高了膨胀力和变形尺寸的测量准确度；第二活动板22和第三活动板23滑动设置在导向轴13上，避免产生移动阻力，进一步提高测量准确度；第一活动板21能在外力作用下沿导向轴13滑动，从而可以调节容纳空间的大小，可适用于多种不同尺寸厚度的电芯，提高了兼容性，并且可调节设置多种预紧力，丰富了测量数据，为使用者提供了多种选择；另外，锁紧滑块轴承能使第一活动板21在外力作用下沿导向轴13滑动，调节完成容纳空间后，可将第一活动板21锁定在导向轴13上，避免受电芯膨胀力而移动，进一步保证了测量结果的准确性。

本实施例中，参照图1和图2，固定组件1包括四根导向轴13，四根导向轴13对称安装在第一固定板11和第二固定板12之间，使固定组件1安装平稳，通过紧固件14安装第一固定板11和第二固定板12，操作简单方便；具体地，在第一固定板11和第二固定板12的对应位置上开设沉头孔，在导向轴13的两端分别开设螺纹孔，通过螺栓安装固定，结构简单且稳固。

可选地，电芯膨胀测量装置还包括用于推动第一活动板21的推力组件4，以便于调节容纳空间和预紧力。本实施例中，推力组件4包括丝杠41、螺母42和设置在丝杠41一端的驱动件，螺母42安装在第一固定板11上，丝杠41穿过螺母42，且另一端连接在第一活动板21上，驱动件作用时带动丝杠41在螺母42上旋转并移动，从而带动第一活动板21在导向轴13上滑动。具体地，驱动件包括手柄43，使用者拧动手柄43，实现丝杠41的移动，造价低；或者驱动件为电机或者旋转气缸等动力源，实现丝杠41的自动移动，操作方便。

可选地，弹性件27包括套设在导向轴13上的弹簧，弹簧的两端分别抵接在第一活动板21和第二活动板22上，弹簧具有良好的刚度和弹性，作用力稳定，且具有良好的弹性变形能力，适用于反复循环测试中，且其受力与变形呈线性关系，也便于预紧力的设计；本实施例中，包括四根弹簧，分别套设在四根导向轴13上，使第二活动板22受力均匀，提高了膨胀力和变形尺寸的测量结果。

可选地，锁紧滑块轴承包括与导向轴13滑动连接的第一直线轴承24，第一直线轴承24安装在第一活动板21上，第一直线轴承24具有锁紧件241，锁紧件241能锁紧第一直线轴承24相对于导向轴13的位置；当需要调节第一活动板21时，打开锁紧件241，使第一活动板21在导向轴13上滑动，增加滑动顺滑性；调节完毕时，锁上锁紧件241，避免受电芯膨胀力作用而移动，影响测量结果；具体地，锁紧件241可以是卡接在第一直线轴承24端部的卡套，卡套套设在导向轴13上，防止第一直线轴承24滑动；本实施例中，第一直线轴承24和锁紧件241的组合可以选用带夹紧把手的直线轴承，其为现有技术，不再赘述；本实施例中四个带夹紧把手的直线轴承分别连接在第一活动板21上。

可选地，活动组件2还包括与导向轴13滑动连接的第二直线轴承25，第二直线轴承25安装在第二活动板22上，在电芯膨胀力的作用下，使第二活动板22能在导向轴13上顺利滑动，减少滑动阻力，提高了电芯变形尺寸的测量结果准确性。同理，可选地，活动组件2还包括与导向轴13滑动连接的第三直线轴承26，第三直线轴承26安装在第三活动板23上，在电芯膨胀力的作用下，使第三活动板23能在导向轴13上顺利滑动，减少滑动阻力，使压力测量件3准确的测量来自第三活动板23的压力，提高了电芯膨胀力的测量结果准确性。本实施例中，四个第二直线轴承25分别连接在第二活动板22上，四个第三直线轴承26分别连接在第三活动板23上，使第二活动板22和第三活动板23移动稳定，避免偏斜。

可选地，电芯膨胀测量装置还包括位移测量件，用于测量第二活动板22沿导向轴13轴线方向的位移；本实施例中，位移测量件为游标卡尺，测量时，可以以第一活动板21为参照点，测量第二活动板22的移动位移，操作简单方便；其他实施例中，也可以在第一活动板21上设置刻度尺，以便测量位移数据，或者位移测量件为安装在第一活动板21上的位移传感器，实现自动测量位移。

可选地，压力测量件3包括压力传感器，压力传感器设置在第三活动板23的底部，且固定在第二固定板12上，电芯膨胀推动第三活动板23作用在压力传感器上，压力传感器测量第三活动板的压力得到膨胀力，压力传感器具有工作可靠和性能稳定等特点，能方便准确地记录压力数据。

本实施例中，应用电芯测量装置测量电芯的步骤包括：

测试前，根据电芯的厚度大小，调节手柄43使丝杠41带动第一活动板21和第二活动板22沿导向轴13滑动；测试时，调节手柄43使第一活动板21和第二活动板22沿导向轴13再次滑动，得到作用于电芯的预紧力，通过锁紧件241锁紧第一直线轴承24此时相对于导向轴13的位置；对电芯进行循环测试，电芯发生膨胀；随着循环测试，用游标卡尺测量第二活动板22的位移，得到电芯的变形尺寸；压力传感器测量第三活动板23的压力，并进行相应的存储。

当需要更换不同尺寸的电芯时，拧动手柄43，调节容纳空间；当需要设置不同预紧力时，拧动手柄43，进行相应调节。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。