一种动力电池检测试验装置

1.本申请涉及动力电池装备制造及质量检测试验装置，具体涉及一种动力电池检测试验装置。


背景技术：

2.动力电池即为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。因为其使用场合为运行中的车辆等，因此对于受到碰撞、掉落和外力破坏时电池的爆燃风险等一直受人关注。在国家标准及行业标准中，规定了采用针刺试验的方式来进行动力电池的检测。简单而言，就是用钢针穿刺动力电池包，并观察电池包的发热、温度变化等，评估其安全性。
3.现有技术中的针刺试验设备一般采用油压缸驱动钢针进行针刺，这类方案中，液压缸输出的穿刺力是固定的，但电池包外壳属于汽车结构件，强度较高，液压驱动的针刺并不能保证缓慢匀速的穿刺；另一方面，固定的穿刺方式也造成对整个电池包的检测不易实现。


技术实现要素：

4.（一）技术问题针对上述现有技术现状，本申请主要针对以下技术问题：1、如何可以缓慢恒定地进行穿刺；2、如何可针对电池包的各部位从不同角度进行穿刺，并减少人工干预。
5.（二）技术方案针对上述技术问题，本申请提出一种动力电池检测试验装置，其包括试验台，用于待检测的电池包的夹持系统，其特征在于，还包括固定设置于试验台上的第一丝杠驱动系统、第二丝杠驱动系统和导轨，由第一丝杠驱动系统驱动的第一滑座，由第二丝杠驱动系统驱动的第二滑座，所述第一滑座及第二滑座都由导轨导向并可在电池包上方运动；所述第一滑座上设有立板，立板上可转动设置有第一转盘，所述第一转盘上设置有螺旋槽；第一转盘可由驱动机构驱动转动；所述第二滑座上设置有第二转盘，所述第二转盘上设置有针刺总成，针刺试验用的针由所述针刺总成限位其仅能上下滑动；所述针上还有弯折部，第一滑座和第二滑座可在各自的丝杠驱动机构的驱动下合拢，并且针上的弯折部插入第一转盘的螺旋槽中。
6.进一步地，所述弯折部上套设有滚套，所述滚套为绝缘材质。
7.进一步地，所述针刺总成包括针座机构，所述针座机构包括设置在第二转盘上的针座跳板，所述针座跳板上安装有六棱柱形状的针座，所述针座侧壁上设置有多个直槽以限位每个直槽中的针，所述直槽的顶部设置有磁吸机构可将针吸附在初始位置，所述针座由驱动机构驱动可转动换针。
8.进一步地，所述针座上的直槽共3个，间隔设置于针座侧面上，每个直槽中设置的
针的规格不同。
9.进一步地，所述针的材质优选为硅钢。
10.进一步地，所述第二转盘由驱动装置驱动转动，所述第二转盘转动轴线与当前针座中使用状态中的针位于初始位置时弯折部的轴线方向一致。
11.（三）有益效果1、本申请采用螺纹槽机构实现了与针刺试验阻力无关的试验针驱动结构，使控制与行程计算都大为简化，双滑座的设计使试验人员可以选取电池包上的任意点进行试验；2、增加了倾斜穿刺的功能，配合电池夹具，实现了可任意点、可任意角度的针刺试验。
附图说明
12.图1为根据本申请的实验装置的系统示意图；图2为另一方向观察的图1的局部放大图；图3为未合拢的穿刺机构的示意图；图4为穿刺机构合拢后，钢针处于初始位置的示意图；图5为转盘旋转数周，钢针处于最远行程位置的示意图；图6为针座机构转角示意图；图7为本方案从底部观察的示意图。
13.附图标记1、试验台；2、夹持系统；3、电池包；4、导轨；5、第一丝杠驱动系统；6、第一滑座；7、第二丝杠驱动系统；8、第二滑座；9、针刺总成；10、针座机构；11、第一转盘；12、螺旋槽；13、第二转盘；14、针座跳板；15、针座；16、针；17、直槽；18、弯折部；19、滚套。
具体实施方式
14.下面结合实施例对本发明做进一步说明。
15.如图1所示，根据本申请的一种动力电池检测试验装置，其包括试验台1，用于待检测的电池包3的夹持系统2，固定设置于试验台1上的第一丝杠驱动系统5、第二丝杠驱动系统7和导轨4，由第一丝杠驱动系统5驱动的第一滑座6，由第二丝杠驱动系统7驱动的第二滑座8，所述第一滑座6及第二滑座8都由导轨4导向并可在电池包3上方运动；所述第一滑座6上设有立板，立板上可转动设置有第一转盘11，所述第一转盘11上设置有螺旋槽12；第一转盘11可由驱动机构驱动转动；所述第二滑座8上设置有第二转盘13，所述第二转盘13上设置有针刺总成9，针刺试验用的针16由所述针刺总成9限位其仅能上下滑动；所述针16上还有弯折部18，第一滑座6和第二滑座8可在各自的丝杠驱动机构的驱动下合拢，并且针16上的弯折部18插入第一转盘11的螺旋槽12中。
16.该装置的工作原理是：第一滑座6与第二滑座8可由丝杠导轨驱动在待检测的电池包3上空来回运动，以确定针刺实验的工作位置，在确定位置后，仍通过两个丝杠驱动机构分别驱动，使第二滑座8与第一滑座6靠近（合拢），并使第二滑座8立板上的针刺总成9上的针16的弯折部18插入第一滑座6中的螺旋槽12中。
17.螺旋槽12驱动测试用针16向下运动的原理是：采用阿基米德螺旋槽，这种传动机
构经常用于车床三爪卡盘的卡块机构的运动当中，特性是，螺旋槽12每转过一圈，其卡爪的移动距离恒定，也即转动速度恒定的情况下，卡爪的平动速度也恒定，可以通过螺旋槽12转动角度的简单换算得到精确的卡爪平动距离。本方案中利用阿基米德螺旋槽的这一特性，其在第一转盘11转动时，由于针刺总成9的限位，针16仅能上下运动，并且其下扎距离仅与第一转盘11的转动角度有关。这一特性，使针16向下运动的行程控制成为了简单的转盘角度控制，均匀的使第一转盘11转动，即可获得均匀的向下运动。
18.附图4
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5分别显示了转盘驱动测试用针16从初始位置开始，到最大行程位置时的情况。并且由于这一机构的减速比很大，也使穿透电池包3所需要的正压力变得非常容易获取。采用较小的减速驱动机构即可符合要求。
19.针刺试验测试结束后，第一转盘11还可以反向旋转，使测试用针16回到初始位置。
20.进一步地，所述弯折部18上套设有滚套19，所述滚套19为绝缘材质。
21.将针16与针16的驱动装置分离还有一个好处，即针刺实验过程中，可能会有放电情况发生，而电流通过针16可能会产生意料之外的危险，通过材料为绝缘材质如塑料（带有自润滑性）的滚套19，使螺旋槽12的驱动更容易，也使装置被电击的风险更低。
22.进一步地，所述针刺总成9包括针座机构10，所述针座机构10包括设置在第二转盘13上的针座跳板14，所述针座跳板14上安装有六棱柱形状的针座15，所述针座15侧壁上设置有多个直槽17以限位每个直槽17中的针16，直槽17的顶部设置有磁吸机构可将针16吸附在初始位置；针座15由驱动机构驱动可转动换针16。
23.参考附图3
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5，可以看到，针刺试验对试验用针16而言是消耗性的，因此为尽量减少人为操作带来的危险，设置可转动的针座15并接入多个针16。需要换针16时，先通过两个丝杠机构驱动两个滑座分离，然后针座15转动，换另一针16，再合拢即完成换针16。
24.进一步地，所述针座15上的直槽17共3个，间隔设置于针座15侧面上，每个直槽17中设置的针16的规格不同。
25.国家标准中的针刺试验并没有严格规定试验用针16的标准，但为试验全面之考虑，可以采用不同规格的针16。
26.进一步地，所述针16的材质优选为硅钢。
27.进一步地，所述第二转盘13由驱动装置驱动转动，所述第二转盘13转动轴线与当前针座15中使用状态中的针16位于初始位置时弯折部18的轴线方向一致。
28.第二转盘13转动，是扩大针刺试验的测试范围，使非垂直刺入的情况也可以进行测试；另一方面，为保证当前使用的针16的弯折部18在第二转盘13旋转后也总是可以进入螺纹槽12的槽中，使第二转盘13的转动轴沿处于初始位置时弯折部18的轴线方向，即可保证两个滑座即可以合拢。
29.由于针16的驱动是采用螺纹槽12，因此在第二转盘13转动后，针座15不再沿竖直方向，螺旋槽12仍可以驱动当前使用的针16斜向下穿刺，比起采用其他机构传动大大简化，传动距离的换算也非常简单，并且驱动机构不需要做调整。
30.由于针16的初始位置设置有磁吸装置，因此其位置是可靠的，在穿刺试验完成后，第一转盘11反向转动，使针16回到初始位置并分离。
31.第一滑座6与第二滑座8分离的好处还在于，如果针16在试验中损坏，可以非常简单地换下（本方案中无需要使用工具），省去了针16的夹持机构。
32.进一步地，所述试验台1承载待试验的电池包3的部分为镂空结构。
33.防止穿刺用针16破坏试验台1。
34.进一步地，所述试验台1与待试验的电池包3接触的部分采用导热率与空气接近的材料。
35.这是为了更好地模拟电池在使用中受到破坏的发热情况。
36.进一步地，所述夹持系统2包括分度机构（图中未示出），可调整待试验的电池包3的角度。这样的设计配合左右滑动的两个滑座，实际上可以完成电池上任意一点的针刺试验。
37.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。