一种电池加压测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池测试领域，特别是涉及一种电池加压测试装置。


背景技术：

2.电池测试过程中需要匹配外部加压装置对电池测试部分施加合适的外部压力。目前对于电池测试过程中的外部机械加压装置采用多轴螺杆拧紧式加压，包括底板和加压板，底板上部设置有多个螺杆，加压板套设于多个螺杆上，各螺杆上端安装有一个螺母，电池放置于加压板与底板之间，向下拧动螺母通过加压板对电池施加压力，由于多个螺母是分别进行调节的，使得这种加压装置难以保证加压板拧紧后各区域压力均匀，即存在压力不均匀的问题，且操作不便。


技术实现要素：

3.为解决以上技术问题，本实用新型提供一种电池加压测试装置，操作简单，施加的轴向压力更均匀。
4.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
5.本实用新型提供一种电池加压测试装置，包括顶板、中间板、底板、轴向加压部件和至少三个支撑导向杆，各所述支撑导向杆的上下两端均分别与所述顶板和所述底板连接，多个所述支撑导向杆相互平行且不共面设置，所述中间板位于所述顶板和所述底板之间，所述中间板可滑动地套设于多个所述支撑导向杆上，所述轴向加压部件穿过所述顶板的中心孔对所述中间板进行轴向加压。
6.优选地，所述轴向加压部件包括加压螺杆和平面轴承，所述中心孔设置有内螺纹，所述加压螺杆上设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，所述加压螺杆安装于所述中心孔中，所述平面轴承设置于所述加压螺杆的下端，所述平面轴承用于将拧动所述加压螺杆产生的扭力转换成轴向压力。
7.优选地，还包括压力传感部件，所述压力传感部件用于设置于所述中间板的上表面、所述中间板的下表面或者所述底板的上表面。
8.优选地，所述中间板的上表面、所述中间板的下表面和所述底板的上表面中至少一个表面设置有定位槽。
9.优选地，还包括多个支撑弹簧，各所述支撑弹簧均套设于一个所述支撑导向杆上，且各所述支撑弹簧均位于所述中间板和所述底板之间。
10.优选地，还包括多个锁紧螺母，各所述支撑导向杆均包括支撑主杆和设置于所述支撑主杆上端的螺纹杆，所述螺纹杆的外径小于所述支撑主杆的外径，各所述支撑主杆的下端均固定于所述底板上，所述顶板上设置有多个第一通孔，各所述第一通孔均套设于一个所述螺纹杆上，所述第一通孔的内径小于所述支撑主杆的外径，各所述螺纹杆的上端均安装有一个所述锁紧螺母。
11.优选地，所述平面轴承固定于所述加压螺杆的下端。
12.优选地，还包括测试组件，所述测试组件包括套筒、上压杆、底座、上接线柱和下接线柱，所述底座安装于所述套筒的下部并伸至所述套筒中，所述上压杆安装于所述套筒的上部并伸至套筒中，所述上压杆上连接有所述上接线柱，所述底座上连接有所述下接线柱，所述上压杆和所述底座均采用金属材料，所述套筒采用绝缘材料，所述上压杆的上部设置有上绝缘层，所述底座的下部设置有下绝缘层。
13.优选地，所述测试组件还包括螺旋密封套、上密封圈和下密封圈，所述底座螺纹安装于所述套筒的下部，且所述底座与所述套筒之间设置有所述下密封圈，所述螺旋密封套螺纹安装于所述套筒的上部，且所述螺旋密封套与所述套筒之间设置有所述上密封圈，所述上压杆滑动套设于所述螺旋密封套的内部。
14.优选地，所述套筒内部设置有由上至下依次连接的上圆柱螺纹孔、中间圆柱孔和下圆柱螺纹孔，所述上圆柱螺纹孔和所述下圆柱螺纹孔的内径均大于所述中间圆柱孔的内径；所述上密封圈设置于所述上圆柱螺纹孔的底部，且所述螺旋密封套的下部螺纹安装于所述上圆柱螺纹孔中，所述上压杆的下部伸至所述中间圆柱孔中；所述下密封圈设置于所述下圆柱螺纹孔的顶部，且所述底座的中部螺纹安装于所述下圆柱螺纹孔中，所述底座的上部伸至所述中间圆柱孔中。
15.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
16.本实用新型提供的电池加压测试装置包括顶板、中间板、底板、轴向加压部件和至少三个支撑导向杆，各支撑导向杆的上下两端均分别与顶板和底板连接，多个支撑导向杆相互平行且不共面设置，中间板位于顶板和底板之间，中间板可滑动地套设于多个支撑导向杆上，轴向加压部件穿过顶板的中心孔对中间板进行轴向加压。使用时，将待测试部件放置于中间板和底板之间，通过轴向加压部件对中间板进行轴向加压，进而对待测试部件施加轴向压力，通过采用单一轴向的轴向加压部件的结构设计，作用于中间板的中心，提供一个轴向的压力，相比于其他多轴螺杆拧紧式的加压方式，操作更简单，施加的轴向压力更均匀。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型的实施例一提供的电池加压测试装置的立体结构示意图；
19.图2为本实用新型的实施例一提供的电池加压测试装置的主视图；
20.图3为本实用新型的实施例一提供的电池加压测试装置的剖视图；
21.图4为本实用新型的实施例一提供的电池加压测试装置的中间板的结构示意图；
22.图5为本实用新型的实施例二提供的电池加压测试装置的立体结构示意图；
23.图6为本实用新型的实施例二提供的电池加压测试装置去除测试组件、上绝缘层和下绝缘层后的结构示意图；
24.图7为本实用新型的实施例二提供的电池加压测试装置的中间板上表面和底板上表面挖设有定位槽的结构示意图；
25.图8为本实用新型的实施例二提供的电池加压测试装置的中间板下表面挖设有定位槽的结构示意图；
26.图9为本实用新型的实施例二提供的电池加压测试装置的加压螺杆、定位杆与平面轴承的安装示意图；
27.图10为本实用新型的实施例二提供的电池加压测试装置的测试组件的结构示意图；
28.图11为本实用新型的实施例二提供的电池加压测试装置的测试组件的剖视图；
29.图12为本实用新型的实施例三提供的电池加压测试装置的中间板上表面挖设有定位槽的结构示意图；
30.图13为本实用新型的实施例四提供的电池加压测试装置的底板上表面挖设有定位槽的结构示意图；
31.图14为本实用新型的实施例五提供的电池加压测试装置的底板上表面设置有由限位凸块围成的定位槽的结构示意图。
32.附图标记说明：100、电池加压测试装置；1、顶板；2、中间板；3、底板；4、支撑导向杆；41、支撑主杆；42、螺纹杆；5、铜套；6、锁紧螺母；7、支撑弹簧；8、加压螺杆；81、螺纹主杆；82、连接杆；9、平面轴承；10、中心孔；11、套筒；12、上压杆；13、底座；14、上接线柱；15、下接线柱；16、螺旋密封套；17、上密封圈；18、下密封圈；19、上绝缘层；20、下绝缘层；21、定位槽；22、环形凸块；23、压力传感部件；24、待测试软包电池；25、第二通孔；26、限位凸块；27、待测试固态电池。
具体实施方式
33.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
34.本实用新型的目的是提供一种电池加压测试装置，操作简单，施加的轴向压力更均匀。
35.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
36.实施例一：
37.如图1-图4所示，本实施例提供一种电池加压测试装置100，包括顶板1、中间板2、底板3、轴向加压部件和至少三个支撑导向杆4，各支撑导向杆4的上下两端均分别与顶板1和底板3连接，多个支撑导向杆4相互平行且不共面设置，中间板2位于顶板1和底板3之间，中间板2可滑动地套设于多个支撑导向杆4上，支撑导向杆4用于对中间板2的竖向运动进行导向，轴向加压部件穿过顶板1的中心孔10对中间板2进行轴向加压。
38.具体地，轴向加压部件包括加压螺杆8和平面轴承9，中心孔10设置有内螺纹，加压螺杆8上设置有与内螺纹相匹配的外螺纹，加压螺杆8安装于中心孔10中，平面轴承9设置于加压螺杆8的下端，保证平面轴承9的轴心与加压螺杆8的轴心在一条轴线上，平面轴承9用于将拧动加压螺杆8产生的扭力转换成轴向压力。
39.本实施例中还包括压力传感部件23，压力传感部件23用于设置于中间板2的上表面、中间板2的下表面或者底板3的上表面。压力传感部件23用于测试轴向加压部件向待测试部件施加的力，压力传感部件23匹配压力测试仪器使用。具体地，压力传感部件23设置于中间板2的上表面时，位于轴向加压部件与中间板2之间；压力传感部件23位于中间板2的下表面时，位于中间板2与待测试部件之间；压力传感部件23位于底板3的上表面时，位于待测试部件与底板3之间。
40.具体地，中间板2的上表面、中间板2的下表面和底板3的上表面中至少一个表面设置有定位槽21。定位槽21的中心轴线与轴向加压部件的中心轴线共线设置，即定位槽21的轴心和轴向加压部件的轴心在一条轴线上，压力传感部件23用于设置于一个定位槽21中，进而使得压力传感部件23的中心能够正对轴向加压部件的中心轴线位置，提升压力测试的准确性。
41.其中，使用过程中，中间板2的上表面设置的定位槽21也可以用于放置平面轴承9，中间板2的下表面或者底板3的上表面设置的定位槽21用于放置压力传感部件23，可根据应用，设置定位槽21的位置和数量。
42.使用时，将待测试部件设置于中间板2和底板3之间，通过轴向加压部件对中间板2的中部进行轴向加压，进而对待测试部件施加轴向压力，压力传感部件23能够测试轴向加压部件向待测试部件施加的力，通过采用单一轴向的轴向加压部件的结构设计，作用于中间板2的中心，提供一个轴向的压力，相比于其他多轴螺杆拧紧式的加压方式，操作更简单，施加的轴向压力更均匀，更能保证所加压力大小精确，即能够准确控制施加的压力大小，进而满足电池对压力的大小、加压方式和压力分布均匀性的要求。
43.本实施例中还包括多个支撑弹簧7，各支撑弹簧7均套设于一个支撑导向杆4上，且各支撑弹簧7均位于中间板2和底板3之间。中间板2上设置有多个供支撑导向杆4穿过的第二通孔25，各第二通孔25中均设置有一个铜套5，各支撑导向杆4均套设于一个铜套5中。
44.本实施例中采用支撑导向杆4、支撑弹簧7和中间板2相配合的方式，中间板2由套设在支撑导向杆4上的支撑弹簧7支撑，在加压过程中，通过支撑弹簧7自身形变可以调节中间板2的状态，以保证中间板2平面与加压方向始终垂直，能够使得加压测试时压力始终作用在一个平面上，压力分布均匀，进而保证了中间板2与底板3之间夹持的待测试部件受到的力是一个与压力方向垂直的平面施加的均匀的力。
45.本实施例中还包括多个锁紧螺母6，各支撑导向杆4均包括支撑主杆41和设置于支撑主杆41上端的螺纹杆42，螺纹杆42的外径小于支撑主杆41的外径，各支撑主杆41的下端均固定于底板3上，中间板2可滑动地套设于多个支撑主杆41上，各支撑弹簧7均套设于一个支撑主杆41上，各支撑主杆41均套设于一个铜套5中；顶板1上设置有多个第一通孔，各第一通孔均套设于一个螺纹杆42上，第一通孔的内径小于支撑主杆41的外径，各螺纹杆42的上端均安装有一个锁紧螺母6。顶板1的上下两端分别通过锁紧螺母6和支撑主杆41的顶面进行限位，进而实现顶板1固定于多个支撑导向杆4上。本实施例中各支撑主杆41的下端均焊接于底板3上。
46.本实施例中平面轴承9固定于加压螺杆8的下端，加压螺杆8包括螺纹主杆81和设置于螺纹主杆81下端的连接杆82，螺纹主杆81安装于中心孔10中，连接杆82的外径小于螺纹主杆81的外径，平面轴承9套设于连接杆82上，本实施例中平面轴承9的上圈固定于连接
杆82上。具体地，平面轴承9的上圈焊接于连接杆82上，或者当连接杆82上设置有外螺纹，平面轴承9的上圈设置有内螺纹时，平面轴承9的上圈与连接杆82螺纹连接，以实现平面轴承9的上圈与连接杆82的固定。当压力传感部件23设置于中间板2的上表面时，平面轴承9的下圈的底面与压力传感部件23的上表面相接触；当压力传感部件23设置于中间板2的下表面或底板3的上表面时，平面轴承9的下圈的底面与中间板2的上表面相接触。
47.拧动加压螺杆8，对平面轴承9产生一个扭力，平面轴承9可以将拧动加压螺杆8产生的扭力转换成轴向压力作用在中间板2或压力传感部件23上，使得加压过程中，中间板2或压力传感部件23不受加压螺杆8旋紧扭力的影响，保证加压时中间板2或压力传感部件23始终受到的是轴向压力。配合压力传感部件23，可以显示施加的压力大小，调节该压力大小可以精确调控电池测试所需要的压力值，在测试过程中可以根据测试需求结合压力传感部件23显示的数值对加压螺杆8进行调节，进而保证电池测试过程中施加的是可控制的轴向压力。通过设置压力传感部件23能够精确控制施加在待测试部件上的压力，确保电池测试过程中外加压力的稳定和持续。
48.具体地，压力传感部件23为数显压力传感器。顶板1、中间板2和底板3均采用不锈钢材质。顶板1、中间板2和底板3的形状均可为圆形、矩形或等边多边形，其中，等边多边形包括正方形、等边三角形等等。
49.于本具体实施例中，支撑导向杆4和支撑弹簧7均设置为四个，顶板1、中间板2和底板3均为矩形板。
50.于本具体实施例中，待测试部件为待测试软包电池24。如图4所示，本实施例中的中间板2的上表面设置有定位槽21，且中间板2的下表面和底板3的上表面均不设置定位槽，具体地，中间板2的上表面设置环形凸块22，环形凸块22的内部形成定位槽21。压力传感部件23设置于中间板2上表面的定位槽21中，定位槽21与压力传感部件23的结构相匹配，待测试软包电池24设置于中间板2与底板3之间。
51.具体使用过程为：先将待测试软包电池24放入中间板2与底板3之间，慢慢拧紧加压螺杆8，中间板2受力缓慢向下挤压，由于支撑弹簧7的设计，保证了中间板2始终与加压螺杆8施加力的方向垂直。逐渐拧紧加压螺杆8，当中间板2与底板3之间的待测试软包电池24受力时，压力传感部件23匹配的压力显示屏上可以实时显示待测试软包电池24所受的压力值。调节拧紧加压螺杆8的扭力，可以调节施加在待测试软包电池24上的压力，根据压力传感部件23测试的压力值，来调节待测试软包电池24所需要的压力大小。
52.实施例二：
53.如图5-图11所示，本实施例提供一种电池加压测试装置100，本实施例与实施例一的主要区别在于还包括测试组件，测试组件用于设置于中间板2和底板3之间，测试组件包括套筒11、上压杆12、底座13、上接线柱14和下接线柱15，底座13安装于套筒11的下部并伸至套筒11中，上压杆12安装于套筒11的上部并伸至套筒11中，底座13与上压杆12之间用于放置待测试固态电池27，上压杆12上连接有上接线柱14，底座13上连接有下接线柱15，上压杆12和底座13均采用金属材料，套筒11采用绝缘材料，上压杆12的上部设置有上绝缘层19，底座13的下部设置有下绝缘层20，通过设置上绝缘层19和下绝缘层20以防止电池测试过程中短路。具体地，上绝缘层19与上压杆12的顶面形状相同，下绝缘层20与底座13的底面形状相同。
54.测试组件还包括螺旋密封套16、上密封圈17和下密封圈18，底座13螺纹安装于套筒11的下部，且底座13与套筒11之间设置有下密封圈18，螺旋密封套16螺纹安装于套筒11的上部，且螺旋密封套16与套筒11之间设置有上密封圈17，上压杆12滑动套设于螺旋密封套16的内部。
55.使用时，经过旋紧螺旋密封套16产生压力，使得上密封圈17受挤压变形，上密封圈17的内圈与上压杆12紧密贴合，上密封圈17的外圈与套筒11之间紧密贴合，上压杆12与套筒11之间由上密封圈17受力形变实现紧密密封效果。经过旋紧底座13产生压力，使得下密封圈18受挤压变形，下密封圈18的内圈与底座13紧密贴合，下密封圈18的外圈与套筒11之间紧密贴合，底座13与套筒11之间由下密封圈18受力形变实现紧密密封效果。本实施例中通过上密封圈17和下密封圈18受压力作用挤压变形保证套筒11被完全密封，能够最大限度地保证密封效果，即密封性能好，能够在测试过程中长时间保持密封状态，进而避免待测试固态电池27接触外界的氧气和水分而改变材料性质，以避免影响固态电池测试的性能。
56.套筒11内部设置有由上至下依次连接的上圆柱螺纹孔、中间圆柱孔和下圆柱螺纹孔，上圆柱螺纹孔和下圆柱螺纹孔的内径均大于中间圆柱孔的内径；上密封圈17设置于上圆柱螺纹孔的底部，且螺旋密封套16的下部螺纹安装于上圆柱螺纹孔中，上压杆12的下部伸至中间圆柱孔中；下密封圈18设置于下圆柱螺纹孔的顶部，且底座13的中部螺纹安装于下圆柱螺纹孔中，底座13的上部伸至中间圆柱孔中。
57.于本具体实施例中，如图7和图8所示，中间板2的上表面、中间板2的下表面和底板3的上表面均设置有定位槽21，压力传感部件23设置于底板3上表面的定位槽21中且位于底座13的下部，底板3上表面的定位槽21与压力传感部件23结构相匹配，压力传感部件23与底座13之间设置有下绝缘层20。平面轴承9设置于中间板2上表面的定位槽21中，中间板2上表面的定位槽21与平面轴承9结构相匹配。上压杆12的上端设置于中间板2下表面的定位槽21中，中间板2下表面的定位槽21与上压杆12的上端结构相匹配，上压杆12与中间板2之间设置有上绝缘层19。本实施例中的定位槽21为在中间板2的上表面、中间板2的下表面和底板3的上表面上挖设而成的凹槽，且三个定位槽21均为圆形槽。
58.于本具体实施例中，上压杆12和底座13均采用钛合金或不锈钢材质，套筒11采用peek材质，上绝缘层19和下绝缘层20均采用pp或pe材质薄膜，上密封圈17和下密封圈18均采用丁腈橡胶、氟橡胶或硅胶材质。
59.于本具体实施例中，支撑导向杆4和支撑弹簧7均设置为三个，顶板1、中间板2和底板3均为圆形板。
60.具体使用过程为：a)先将底座13螺纹安装于套筒11的底部，并使得下密封圈18位于底座13和套筒11之间，然后将准备好的待测试固态电池27从套筒11的上腔口放入其中，再将上压杆12依次穿过螺旋密封套16和上密封圈17，插入到套筒11的上部，旋紧螺旋密封套16，进而组装好测试组件。
61.b)在底板3的正上方放入压力传感部件23，再将组装好的测试组件放在压力传感部件23的正上方，在底座13与压力传感部件23之间放置下绝缘层20，在上压杆12与中间板2之间放置上绝缘层19。分别拧紧多个锁紧螺母6，将顶板1固定在支撑导向杆4上，调节中间板2至水平状态，缓慢用扳手旋紧加压螺杆8，根据压力传感部件23输出的压力值，调节加压螺杆8的拧紧程度。
62.c)将电池性能测试系统的正负极接线夹具夹住上压杆12上的上接线柱14和底座13上的下接线柱15，根据测试需求，考虑是否放入外部加热控温设备以提供合适的测试温度环境。配合外部加热控温设备时，可以精确控制固态电池测试过程中的温度和压力。
63.d)在电池性能测试系统上设置相应的测试参数及程序，开始测试。
64.e)测试完成后，取下电池加压测试装置100，拧松加压螺杆8，取出测试组件。
65.f)旋松螺旋密封套16，取出套筒11内的上压杆12和底座13，清理套筒11内部的测试后的固态电池。
66.g)清洗测试组件，烘干备用。
67.实施例三：
68.本实施例与实施二的区别在于定位槽21的设置，如图12所示，中间板2的上表面设置有定位槽21，该定位槽21挖设而成，中间板2的下表面和底板3的上表面均不设置定位槽。
69.实施例四：
70.本实施例与实施二的区别在于定位槽21的设置，如图13所示，底板3的上表面设置有定位槽21，该定位槽21挖设而成，中间板2的上表面和中间板2的下表面均不设置定位槽。
71.实施例五：
72.本实施例与实施二的区别在于定位槽21的设置，如图14所示，底板3的上表面设置有定位槽21，且该定位槽21为由至少三个限位凸块26不共线设置形成的卡槽。限位凸块26均固定于底板3的上表面且为圆弧状。
73.本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。