给电芯均匀施加初始预紧力的方法与流程

本发明涉及电池安全检测，特别是指一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法。

背景技术：

1、目前，新能源汽车正处于大力发展时期，作为新能源汽车动力源的动力电池一直是新能源汽车领域的重点研究对象，消费类电池也在不断提高能量密度。而电芯在充放电过程中，随着锂离子在负极的嵌入和脱出，会使电芯发生膨胀和收缩。评估电芯的膨胀性能会用到膨胀力和膨胀厚度两个参数，大多数公司都采用普通螺栓或导柱类三片钢夹具进行循环膨胀力测试。特别是模组电池，会对单个电芯有初始预紧力设计要求，从而准确有效地评估在一定初始预紧力下电芯的膨胀行为，能有效指导电芯模块的安装设计，在保证安全的前提下提高模块空间利用率。

2、参考图1所示，专利cn214426874u公开了《电芯循环膨胀力测试工装》，其包括用于承装待测试的电芯8'的底托板1'，连接于底托板1'上的多根导柱3'，以及与底托板1'相对布置并滑动设于导柱3'上的顶板2'；电芯循环膨胀力测试工装还包括分别套设于各导柱3'上的多个套筒组件6'，分别螺接于各导柱3'顶部的多个紧固组件4'，设于紧固组件4'与顶板2'之间的垫圈5'，以及设于底托板1'的顶部和/或顶板2'的底部的垫片7'。其中套筒组件6'包括伸缩配合的下部套筒601'和上部套筒602'；紧固组件4'为螺接于导柱3'上的螺母。该工装在实际使用过程中，存在以下问题：

3、①给电芯施加初始预紧力时，需要先使用加压装置对顶板2'加压，在加压状态下将四个螺母锁紧后撤出加压装置，撤出过程中螺母与导柱3'的连接处（也即螺纹）会变形泄力，所以无法确定各螺母锁紧后电芯受到的真实初始预紧力；

4、②螺母锁紧的过程中，四个螺母锁紧程度不同，电芯表面受到的力就无法均匀分布。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，可以给待测电芯施加均匀且数值准确的初始预紧力，满足特定实验的需求。

2、为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

3、一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，包括底板、垂直连接于所述底板的若干导柱、可升降地套设于所述导柱的压板、设置于所述压板上方且与所述导柱螺纹连接的紧固件、设置在所述压板上方的加压装置；并包括以下步骤：

4、步骤一、将薄膜式压力传感器与待测电芯以层叠的形式放入所述压板与所述底板之间的中心位置；

5、步骤二、通过所述加压装置对所述压板施加实验所需的压力，压力值为n、压强值为m，并锁紧所述紧固件；

6、步骤三、在所述软件上对所述薄膜式压力传感器进行校准，使其显示总数为n；

7、步骤四、撤去所述加压装置，根据所述薄膜式压力传感器上力的分布情况对各紧固件进行微调，使得所述薄膜式压力传感器上各位置的压力值均相等且各位置的压强值均为m。

8、所述步骤一中，先将所述薄膜式压力传感器放置于所述底板上，再将所述待测电芯放置于所述薄膜式压力传感器上；或者，先将所述待测电芯放置于所述底板上，再将所述薄膜式压力传感器覆盖在所述待测电芯上。

9、优选地，所述薄膜式压力传感器的数量设置有多个，并通过阵列形式排布在所述底板或所述待测电芯的上表面。

10、所述薄膜式压力传感器为压电式薄膜式压力传感器或压阻式包模式压力传感器。

11、所述薄膜式压力传感器的面积大于所述待测电芯的上表面、下表面的面积。

12、所述薄膜式压力传感器的导线从所述待测电芯未被覆盖处引出，压力信号由导线传递到压力检测仪器。

13、所述导柱的周面设置有螺纹，所述紧固件为螺母。

14、所述加压装置为带压力显示的加压装置。

15、所述待测电芯为矩形的软包或方壳电池。

16、采用上述技术方案后，本发明具有以下技术效果：

17、①通过在软件上对薄膜式压力传感器进行校准，使得薄膜式压力传感器的显示是真实可信的，解决压力膜的数值漂移问题；

18、②该方法可以获知在加压装置撤去后检测工装的初始预紧力数值，改善其锁紧后真实预紧力未知的问题；

19、③可以解决紧固件分开锁紧而导致锁紧程度不同所带来的待测电芯表面压力不均匀的问题，通过校准后的薄膜式压力传感器得到待测电芯表面的初始力分布，从而微调各紧固件来保证待测电芯表面初始预紧力的均匀性；

20、④该方法使用简单，可以在传统的检测工装上直接使用，不需要对原有检测工装进行改进。

技术特征：

1.一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，包括底板、垂直连接于所述底板的若干导柱、可升降地套设于所述导柱的压板、设置于所述压板上方且与所述导柱螺纹连接的紧固件、设置在所述压板上方的加压装置；其特征在于包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，其特征在于：

3.如权利要求1所述的一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，其特征在于：

4.如权利要求2或3所述的一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，其特征在于：

5.如权利要求1所述的一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，其特征在于：

6.如权利要求1所述的一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，其特征在于：

7.如权利要求1所述的一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，其特征在于：

8.如权利要求1所述的一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，其特征在于：

9.如权利要求1所述的一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，其特征在于：

10.如权利要求1所述的一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，其特征在于：

技术总结
本发明公开一种给电芯均匀施加初始预紧力的方法，包括底板、垂直连接于底板的若干导柱、可升降地套设于导柱的压板、设置于压板上方且与导柱螺纹连接的紧固件、设置在压板上方的加压装置；并包括步骤：将薄膜式压力传感器与待测电芯以层叠的形式放入压板与底板之间的中心位置；通过加压装置对压板施加实验所需的压力，压力值为N、压强值为M，并锁紧紧固件；在软件上对薄膜式压力传感器进行校准，使其显示数值为N；撤去加压装置，根据薄膜式压力传感器上力的分布情况对各紧固件进行微调，使得薄膜式压力传感器上各位置的压力值均相等且各位置的压强值均为M。本发明可以给待测电芯施加均匀且数值准确的初始预紧力，满足特定实验的需求。

技术研发人员：吴晓娟,王益,魏奕民
受保护的技术使用者：元能科技（厦门）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12