一种利用应变片确定电芯膨胀程度的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用应变片确定电芯膨胀程度的方法及装置，方法包括将电芯的膨胀转变为应变片形变，确定应变片形变以确定电芯膨胀程度。装置包括螺栓、螺母、应变片、测量装置和刚性夹具；两片刚性夹具上设有螺栓孔和电芯安装区域；对应的两个螺栓孔连线穿过电芯安装区域；螺栓上设置有应变片布置区，应变片设在应变片布置区且与测量装置连接。有益效果为电芯膨胀力作用于夹具，刚性夹具的螺栓在膨胀力作用下形变，导致应变片形变，通过测量应变片的电阻变化确定其形变，进而确定电芯膨胀程度，根据该膨胀程度能够确定电芯与电芯或电芯与壳体间应预留缝隙大小。通过穿过电芯安装区域的相应连线网格，可确定电芯不同位置的膨胀程度。

Method and device for determining expansion degree of electric core by strain gauge

The invention discloses a method and a device for determining the degree of expansion of an electric core by means of a strain gauge, wherein the method comprises the following steps: the expansion of the electric core is converted into strain sheet deformation, and the deformation of the strain gauge is determined to determine the degree of expansion of the core. Device comprises a bolt, nut, strain gauge, measuring device and rigid fixture; two rigid clamp is provided with a bolt hole and an electric core installation area; two bolt holes corresponding to the wire through the electric core installation area; bolts are arranged on the strain gauge layout area, located in the strain gauge strain gauge layout area and connected with the measurement device. The advantages of the electric core expansion force on the rigid fixture fixture, bolt in the expansion force deformation, resulting in strain deformation, the deformation is determined by measuring the resistance change of strain gauges, and then determine the electric core expansion degree, according to the degree of expansion to determine the electric core and an electric wire or electric core and the casing should be reserved the size of the gap. The expansion degree of the different positions of the electric core can be determined by connecting the corresponding wire mesh through the core mounting area.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池领域，具体涉及一种利用应变片确定电芯膨胀程度的方法和装置。
技术介绍
近几年来电动汽车行业发展迅猛，电动汽车续航里程不断突破，同时新的问题也不断出现，电池系统能否安全运转已逐渐成为最大的隐患。充放电过程电池内部发生化学反应，如果电解质中存在杂质，尤其是水，电池内将会发生剧烈反应并释放气体，导致电池的膨胀，而充放电过程中电池温度升高也是电池膨胀的重要原因。壳体膨胀可能会导致电池模组装配失效，导致电池或模组无法正常工作，当膨胀程度达到一定程度后壳体破裂电解质流出，可能引起燃烧和爆炸等重大安全问题。针对电池膨胀问题，现行电池及模组通常使用预留一定间隙的设计对此进行预防，而间隙的大小则是凭经验设计，电池膨胀程度的测量方法及装置缺失，未能在设计之初做到有理有据，因此急需开发相应的装置为电池及模组的设计提供理论依据。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种利用应变片确定电芯膨胀程度的方法和装置，通过该技术方案能够将测定出电芯充放电时产生的膨胀力，为现行电池及模组预留间隙大小的设计提供依据。为达到上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：一种利用应变片确定电芯膨胀程度的方法，将电芯的膨胀转变为应变片的形变，确定应变片的形变程度以确定电芯的膨胀程度。进一步地，上述利用应变片确定电芯膨胀程度的方法，将电芯的膨胀转变为应变片的形变的方法为，采用连接件连接的两片刚性夹具限制电芯的膨胀，连接件表面贴有应变片。进一步地，上述利用应变片确定电芯膨胀力的方法，所述应变片每两个为一组设置在电芯周边的不同位置，同组的应变片连线跨过电芯所在区域；该利用应变片确定电芯膨胀程度的方法还包括通过应变片形变确定电芯对应于不同应变片组内连线交点处的膨胀程度。进一步地，上述利用应变片确定电芯膨胀程度的方法，所述确定应变片的形变通过测量应变片的电阻变化实现。进一步地，本专利技术还提供了一种利用应变片确定电芯膨胀程度的装置，包括螺栓、螺母、应变片、测量装置和相互配合的两片刚性夹具；所述刚性夹具之间设置有电芯安装区域；两片所述刚性夹具的相对应的位置上设置有螺栓孔；同一刚性夹具上的每个螺栓孔均有另一螺栓孔与之对应，相互对应的两个螺栓孔的连线穿过所述电芯安装区域；所述螺栓上位于两片所述刚性夹具之间的部分设置有应变片布置区，所述应变片设置在所述应变片布置区上且与测量装置连接；所述测量装置为电阻测量装置或应变仪。进一步地，上述利用应变片确定电芯膨胀程度的装置，所述刚性夹具设置四条首尾依次相连的四条边，同一刚性夹具上相互对应的两个螺栓孔分别设置在该刚性夹具相对的两边上。进一步地，上述利用应变片确定电芯膨胀程度的装置，所述刚性夹具的每条边上均设置不少于2个螺栓孔。进一步地，上述利用应变片确定电芯膨胀程度的装置，所述刚性夹具的边缘设置伸出所述边缘的延伸座，每个延伸座上设置有一个所述的螺栓孔。进一步地，上述利用应变片确定电芯膨胀程度的装置，所述电芯安装区域的边缘设置有限位卡槽。进一步地，上述利用应变片确定电芯膨胀程度的装置，螺栓头部与相应刚性夹具之间设置有垫片。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的技术方案中，电芯膨胀时对刚性夹具产生作用，刚性夹具的螺栓在膨胀力的作用下发生形变，导致安装在所述螺栓上的应变片形变，通过测量应变片的电阻变化确定其形变，该变形量与螺栓变形相同，进而可确定电芯膨胀程度，根据该膨胀程度能够确定电芯与电芯或电芯与壳体间应预留缝隙大小。对应的螺栓连线穿过电芯安装区域，通过该相应的连线网格，可以具体确定电芯不同位置的膨胀程度。附图说明图1为本专利技术利用应变片确定电芯膨胀程度的装置的结构示意图；图2为本专利技术具体实施例中利用上述装置测量电芯膨胀位置的示意图。上述附图中，1、刚性夹具；2、电芯极柱；3、应变片；4、限位卡槽；5、螺栓；6、螺母；7、垫片；8、夹具支脚；9、带测试样；10、延伸座。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术提供了一种利用应变片确定电芯膨胀程度的装置，利用电芯膨胀力导致附着于螺栓5上的应变片形变，通过对应变片测量达到确定电芯膨胀程度的目的。本具体实施方式的装置包括螺栓5、螺母6、应变片3、测量装置和相互配合的两片刚性夹具1；刚性夹具1之间设置电芯安装区域；两片所述刚性夹具1的相对应的位置上设置有螺栓孔；同一刚性夹具1上每个螺栓孔均有另一螺栓孔与之对应，相互对应的两个螺栓孔的连线穿过所述电芯安装区域；所述螺栓5上位于两片所述刚性夹具1之间的部分设置有应变片布置区，所述应变片3设置在所述应变片布置区上且与测量装置连接。所述刚性夹具1设置有四条首尾依次相连的四条边，优选为矩形，同一刚性夹具1上相互对应的两个螺栓孔分别设置在该刚性夹具1相对的两边上。所述测量装置为电阻测量装置或应变仪。在本实施例中采用的测量装置为电阻测量装置。通过螺栓5、螺母6和刚性夹具1上螺栓孔的配合实现电池或模组固定，保证电池或模组与配套的刚性夹具1之间接触，对各个螺栓5施加相同扭矩后在螺栓5表面粘贴应变片3，充放电过程电芯内部发生化学反应，电池或模组膨胀并将膨胀力通过外壳传递给刚性夹具1，夹紧两块夹具的螺栓5则会产生一定的形变，引起粘贴在螺栓5上各组应变片电阻值的变化，通过应变仪可将各处应变片3的电阻值转化为应变，以此测量膨胀力的大小并确定何处膨胀程度最大。为便于电池或模组充电，所述刚性夹具1的电池极柱处预留出充电线空间。基于上述方案，为了进一步确定电池或模组中各部分膨胀程度，本专利技术的技术方案还具有如下特征：刚性夹具1上至少有一条边上设置不少于2个螺栓孔。所述刚性夹具1的每条边上均设置不少于2个螺栓孔。如此，由于同一刚性夹具1上相对的两边上的螺栓孔一一对应，且所述一一对应的螺栓孔连线穿过电芯安装区域，则对于安装在所述电芯安装区域的电池或模组，具有多条对应的螺栓孔连线穿过，比较各个对应的螺栓5上应变片3的电阻，确定膨胀程度最大的相交的两条连线的交点所对应的电池或模组的位置即为膨胀力最大的位置。图2提供了一种具体实施例，在刚性夹具1边缘均匀设置了16个螺栓孔，按照上述方式安装好螺栓5、螺母6和应变片3后，按顺时针给图中应变片3编号为a-p，其中应变片d、h、l和p所在的螺栓5分别安装在刚性夹具1的四个角，其余螺栓5均匀分布在刚性夹具1的4个边上。对应的螺栓孔连线a-k、b-j、c-i、d-h、o-e、n-f、m-g、l-p均穿过电芯安装区域。为了更好确定形变位置，避免相邻螺栓5的影响，所述刚性夹具1的边缘设置伸出所述边缘的延伸座10，每个延伸座10上设置有一个螺栓孔。所述电芯安装区域的边缘设置有限位卡槽4，防止测量过程中电池或模组移动。螺栓头部与相应刚性夹具1之间设置有垫片7，便于对螺母6施加扭力。本具体实施方式采用的利用形变片确定电芯膨胀程度的方法为将电芯的膨胀转变为应变片的形变，确定应变片的形变程度以确定电芯的膨胀程度。将电芯的膨胀转变为应变片的形变的方法为，采用连接件连接的两片刚性夹具限制电芯的膨胀，连接件表面贴有应变片。进一步地，为确定电芯不同位置的膨胀程度，所述应变片每两个为一组设置在电芯周边的不同位置，同组的应变片连线跨过电芯所在区域；通过应变片形变确定电芯对应于不同应变片组内连线交点处的膨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用应变片确定电芯膨胀程度的方法，其特征在于，将电芯的膨胀转变为应变片的形变，确定应变片的形变以确定电芯的膨胀程度。

【技术特征摘要】
1.一种利用应变片确定电芯膨胀程度的方法，其特征在于，将电芯的膨胀转变为应变片的形变，确定应变片的形变以确定电芯的膨胀程度。2.如权利要求1所述的利用应变片确定电芯膨胀程度的方法，其特征在于，将电芯的膨胀转变为应变片的形变的方法为，采用连接件连接的两片刚性夹具限制电芯的膨胀，连接件表面贴有应变片。3.如权利要求1所述的利用应变片确定电芯膨胀程度的方法，其特征在于，所述应变片每两个为一组设置在电芯周边的不同位置，同组的应变片连线跨过电芯所在区域；该利用应变片确定电芯膨胀程度的方法还包括通过应变片形变确定电芯对应于不同应变片组内连线交点处的膨胀程度。4.如权利要求1-3任一所述的利用应变片确定电芯膨胀程度的方法，其特征在于，所述确定应变片的形变通过测量应变片的电阻变化实现。5.一种利用应变片确定电芯膨胀程度的装置，其特征在于，包括螺栓(5)、螺母(6)、应变片(3)、测量装置和相互配合的两片刚性夹具(1)；所述刚性夹具(1)之间设置有电芯安装区域；两片所述刚性夹具(1)的相对应的位置上设置有螺栓孔；同一刚性夹具(1)上的每个螺栓孔均有另一螺栓...

【专利技术属性】
技术研发人员：王会，盛力，
申请(专利权)人：常州普莱德新能源电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32