本發(fā)明屬于電動汽車動力電池檢測領域，特別涉及一種車用鋁塑膜電池厚度變化測試裝置。

背景技術(shù)：

車用鋁塑膜電池在充放電使用的過程中，由于鋰離子在正負極之間脫嵌、入嵌使得鋁塑膜電池的厚度發(fā)生變化。此外，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，電池內(nèi)部的副反應加劇會導致產(chǎn)氣，同樣會導致鋁塑膜電池厚度的變化。這種厚度變化極大地影響著電池的成組使用和電池的性能。

目前，對于鋁塑膜電池厚度變化的測量多采用將其夾緊在兩個平行板之間，通過測量平行板之間距離的變化來間接得到電池厚度變化的方式(如一種測試聚合物鋰離子電池厚度的裝置，申請?zhí)?01320048501.8；一種鋁塑膜單體鋰離子電池形變測試臺，申請?zhí)?01520789255.0；用于軟包動力電池厚度變化測量的測量裝置，申請?zhí)?01610352726.0)。然而，這類方式對電池本身施加了夾緊力，直接影響到電池正常循環(huán)間的厚度變化。此外，這類測量方式只能測得電池最大厚度變化量，且施加的夾緊力以及夾緊板自重等往往會削弱電池的形變，無法精確測得電池某個點在自由狀態(tài)下的厚度變化。實際上，鋁塑膜鋰離子電池的厚度變化具有位置不均勻性，因此，精確測量鋁塑膜電池自由狀態(tài)下不同位置的厚度變化對電池的性能分析、成組使用具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種車用鋁塑膜電池厚度變化測試裝置，該裝置能夠精確測量大多數(shù)尺寸的車用鋁塑膜電池在循環(huán)充放電中不同位置點的厚度變化。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種車用鋁塑膜電池厚度變化測量裝置，包括底座，固定在該底座底部的腳座，以及分別固定在該底座頂部的左側(cè)厚度變化測量模塊、右側(cè)厚度變化測量模塊、用于固定待測鋁塑膜鋰離子電池的電池夾緊模塊；所述左、右側(cè)厚度變化測量模塊關于底座中心線對稱設置且結(jié)構(gòu)相同，均包括側(cè)邊支撐架、直線位移傳感器、直線位移傳感器安裝支架以及直線位移傳感器固定支架；所述鋁塑膜電池夾緊模塊的中心線與底座中心線重合，包括電池底部定位墊塊、以及結(jié)構(gòu)相同的兩個電池側(cè)邊定位架；其中，所述直線位移傳感器依次通過直線位移傳感器安裝支架、直線位移傳感器固定支架與側(cè)邊支撐架固定連接，該直線位移傳感器的感測頭與待測鋁塑膜鋰離子電池直接接觸，待測待測鋁塑膜鋰離子電池底部通過電池底部定位墊塊與底座固定連接，待測鋁塑膜鋰離子電池兩側(cè)邊分別通過1個電池側(cè)邊定位架與底座固定連接。

所述側(cè)邊支撐架包括兩個結(jié)構(gòu)相同且對稱設置的L型支撐板、頂部U型支撐板和底部U型支撐板，兩L型支撐板的一面分別開有腰孔，所述頂部U型支撐板的結(jié)構(gòu)與底部U型支撐板相同，其兩側(cè)分別與對應的L型支撐板固定連接，底部U型支撐板的底面與底座固定連接；所述直線位移傳感器以直線位移傳感器安裝支架安裝在直線位移傳感器固定支架上，該直線位移傳感器沿著自身軸線方向前后移動調(diào)整位置，并通過直線位移傳感器固定支架固定在兩個L型支撐板側(cè)壁上。

所述L型支撐板與直線位移傳感器固定支架相連的側(cè)壁上開有腰孔，所述直線位移傳感器距底座的高度通過該腰孔調(diào)整。

所述電池底部定位墊塊包括主動夾板和固定夾板；其中，所述固定夾板上開有與底座螺栓固接的沉頭孔，要求該螺栓頭的上平面位于固定夾板上平面的下方；所述主動夾板固定在固定夾板一側(cè)。

所述電池側(cè)邊定位架包括兩個L型定位塊和兩個電池邊緣夾板；其中，所述L型定位塊的一個側(cè)壁與底座均通過螺栓連接，螺栓穿過底座上的腰孔，兩個L型定位塊的另一個側(cè)壁分別與一個電池邊緣夾板固接，第一L型定位塊上固定底座螺栓的為圓形通孔，第二L型定位塊上固定底座螺栓的為橢圓形通孔；所述第一、第二電池邊緣夾板緊密貼合后通過螺栓固定連接。

本發(fā)明的特點及有益效果：本發(fā)明可以精確測量不同大小的鋁塑膜電池在循環(huán)充放電過程中不同位置的厚度變化，其檢測精度可達1微米，分辨率可達0.1微米。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中所述厚度變化測量模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中所述電池夾緊模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中所述電池夾緊模塊的局部放大圖；

圖5是本發(fā)明實施例中測試的三個位置示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例的測試結(jié)果。

圖中，1.腳座、2.底座、3.左側(cè)厚度變化測量模塊、4.電池夾緊模塊、5.右側(cè)厚度變化測量模塊、6.第一L型支撐板、7.直線位移傳感器、8.直線位移傳感器安裝支架、9.頂部U型支撐板、10.第二L型支撐板、11.直線位移傳感器固定支架、12.底部U型支撐板、13.左側(cè)第一L型定位塊、14.左側(cè)第一電池邊緣夾板、15.左側(cè)第二電池邊緣夾板、16.左側(cè)第二L型定位塊、17.主動夾板、18.固定夾板、19.右側(cè)第一L型定位塊、20.右側(cè)第一電池邊緣夾板、21.右側(cè)第二L型定位塊、22.右側(cè)第二電池邊緣夾板、23.L型支撐板腰孔、24.底座腰孔、25.固定夾板螺栓、26.主動夾板螺栓、27.調(diào)整孔、28.待測鋁塑膜鋰離子電池

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的一種車用鋁塑膜電池厚度變化測量裝置詳細說明如下。

本發(fā)明設計的一種車用鋁塑膜電池厚度變化測試裝置實施例整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括底座2，固定在底座2底部的腳座1，以及分別固定在底座2頂部的左側(cè)厚度變化測量模塊3、右側(cè)厚度變化測量模塊5、用于固定待測鋁塑膜鋰離子電池的電池夾緊模塊4；所述左、右側(cè)厚度變化測量模塊關于底座2中心線對稱設置且結(jié)構(gòu)相同，如圖2所示，均包括側(cè)邊支撐架、直線位移傳感器7、直線位移傳感器安裝支架8以及直線位移傳感器固定支架11；所述鋁塑膜電池夾緊模塊4的中心線與底座2重合，其結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括電池底部定位墊塊、以及結(jié)構(gòu)相同的兩個電池側(cè)邊定位架；其中，所述直線位移傳感器7依次通過直線位移傳感器安裝支架8、直線位移傳感器固定支架11與側(cè)邊支撐架固定連接，該直線位移傳感器7的感測頭與待測鋁塑膜鋰離子電池直接接觸，待測待測鋁塑膜鋰離子電池底部通過電池底部定位墊塊與底座2固定連接，待測鋁塑膜鋰離子電池兩側(cè)邊分別通過1個電池側(cè)邊定位架與底座2固定連接。

所述各部件的具體實現(xiàn)方式及其功能分別說明如下：

所述腳座1與底座2以螺栓固定連接，形成半工字型穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

所述左側(cè)厚度變化測量模塊3與右側(cè)厚度變化測量模塊5結(jié)構(gòu)相同，現(xiàn)以左側(cè)厚度變化測量模塊3為例對其進行說明，結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中，所述側(cè)邊支撐架包括兩個結(jié)構(gòu)相同且對稱設置的L型支撐板6、10，頂部U型支撐板9和底部U型支撐板12，兩L型支撐板的一面分別開有腰孔23，所述頂部U型支撐板9的結(jié)構(gòu)與底部U型支撐板12相同，其兩側(cè)分別與對應的L型支撐板6、10以螺栓固接，底部U型支撐板12的底面還開有與底座2螺栓固接的通孔；所述直線位移傳感器7采用Keyence GT2-P12K型號傳感器，其精度是1μm，分辨率是0.1μm，其感測頭的最大彈力小于1.2N，直線位移傳感器7以直線位移傳感器安裝支架8安裝在直線位移傳感器固定支架11上，該直線位移傳感器7可沿著自身軸線方向前后移動調(diào)整位置，調(diào)至合適位置后，通過直線位移傳感器固定支架11固定在兩個L型支撐板6、10帶腰孔的側(cè)壁上；此外，可根據(jù)不同尺寸電池的測量需求使直線位移傳感器固定支架11沿著腰孔23上下移動，從而調(diào)整直線位移傳感器7距底座2的高度；測量時，需保證直線位移傳感器的感測頭與待測鋁塑膜鋰離子電池的兩個接觸點處于同一高度位置。

所述電池底部定位墊塊的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括主動夾板17和固定夾板18，其中，固定夾板18上開有兩個沉頭孔，用內(nèi)六角螺栓25與底座2固定連接，要求螺栓頭的上平面在固定夾板18上平面的下方，以防螺栓頭觸碰到鋁塑膜電池28；主動夾板17以螺栓26固定在固定夾板18一側(cè)。

所述兩個電池側(cè)邊定位架的結(jié)構(gòu)相同，如圖3所示，均包括兩個L型定位塊和兩個電池邊緣夾板，現(xiàn)以其中一個電池側(cè)邊定位架為例進行說明，電池側(cè)邊定位架的第一L型定位塊13的一個側(cè)壁與底座2以螺栓方式連接，螺栓穿過底座2上的腰孔24，第一L型定位塊13的另一個側(cè)壁與第一電池邊緣夾板14以內(nèi)六角螺栓固接；第二L型定位塊16與底座2和第二電池邊緣夾板15的連接方式與上面所述相同，與第一L型定位塊13上的圓形螺栓孔不同的是，第二L型定位塊16上開有橢圓調(diào)整孔27(如圖4所示)，使得第二L型定位塊15不僅可以沿著底座2的腰孔24平移，還可以沿著橢圓調(diào)整孔27輪廓進行微調(diào)整；第一電池邊緣夾板14上開有通孔，第二電池邊緣夾板15的對應位置進行螺紋攻絲，第一、第二電池邊緣夾板之間以螺栓方式連接，所述電池側(cè)邊定位架固定好后保證與待測鋁塑膜鋰離子電池的側(cè)邊緊密貼合。

本發(fā)明的具體裝配順序如下：

測量前，先將兩個電池側(cè)邊定位架的第一L型定位塊13和19、第二L型定位塊16和21分別與底座2之間的連接螺栓松開，并將它們沿著腰孔24反向移動到極限位置；略微松開螺栓26使得待測鋁塑膜鋰離子電池底部邊緣的主動夾板17與固定夾板18之間有約2mm的間隙使得鋁塑膜鋰離子電池28下塑封邊緣可以插入此縫隙中；將待測鋁塑膜鋰離子電池28的下塑封邊緣的中心點位置與固定夾板18的中心位置重合，擰緊螺栓26使得待測鋁塑膜鋰離子電池28下邊緣固定；接著扶穩(wěn)該電池，分別將兩側(cè)的兩個電池邊緣夾板14、15和兩個電池邊緣夾板20、22往電池方向移動，至夾板能夠緊密貼合待測鋁塑膜鋰離子電池28的左右塑封邊緣為止；接著擰緊邊緣夾板14、15和邊緣夾板20、22之間的連接螺栓，使塑封邊緣固定；再緊固四個L型定位塊13、16、19、21與底座2之間的連接螺栓，使其與底座2之間的位置固定；

將待測鋁塑膜鋰離子電池28安裝至電池夾緊模塊4后，調(diào)節(jié)兩個厚度變化測量模塊3、5中的直線位移傳感器固定支架11，使得直線位移傳感器7處于合適位置后固定；最后，調(diào)節(jié)直線位移傳感器7的軸向位置，使其與待測鋁塑膜鋰離子電池28表面接觸，利用直線位移傳感器安裝支架8固定直線位移傳感器7的位置；整個厚度變化測試裝置組裝后應如圖1所示。

所述厚度變化測試裝置需與恒定高低溫控制設備結(jié)合，以消除溫度對待測電池厚度的影響。

所述厚度變化測試裝置中的待測鋁塑膜鋰離子電池28的正負極與電池充放電設備連接，以便給電池充放電測試。

如圖5為本發(fā)明實施例中實際測試的三個不同點的位置示意圖。本實施例中的三個點均選取在待測鋁塑膜鋰離子電池28的中軸線上。

如圖6為本發(fā)明實施例的測試結(jié)果，實施例中，結(jié)合電池的充放電設備，對①、②、③三個點各進行了三次充放電循環(huán)。具體的，先將鋰離子電池28按照其出廠規(guī)格書將電量放空，然后以C/3的電流大小恒流恒壓充電至規(guī)定電壓，充滿后將電池擱置1h，以C/3的電流大小恒流放電至規(guī)定電壓，再進行擱置1h，以上為一個循環(huán)?？梢钥吹?，對①、②、③三點的厚度變化測試中，重復性精度較好，且測試精度誤差能夠達到設計精度1μm以內(nèi)。其中，處于中間位置的點①與處于上面位置的點③處的厚度變化曲線形狀基本一致，僅僅是點③的厚度變化量更大一些。但是，處于下面位置的點②的厚度變化曲線形狀與另外兩點的變化曲線形狀相差較大。因此，該實施例也驗證了背景技術(shù)中提及的鋁塑膜軟包電池在充放電過程中各個位置的厚度變化不同的觀點。綜上，本發(fā)明對檢測車用鋁塑膜電池使用過程中的厚度變化，包括不同位置的厚度變化具有有益效果。