一种锂离子电池电‑热‑机特性测试支架装置及其应用制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种锂离子电池电‑热‑机特性测试支架装置及其应用，包括底座、电池正面支架、电池反面支架、用于安装传感器的传感器面板以及固定传感器面板的传感器支架，电池正面支架安装在底座上，电池反面支架连接在电池正面支架上，传感器支架通过传感器支架固定块安装在底座上。本发明专利技术采用电涡流位移传感器代替了接触式位移传感器，具有更高的测试精度和更完备的测试方案，可同时进行温度测试和位移形变测试，对充放电过程中电池的电信号、位移形变信号和温度信号进行同步采集，更加全面地分析电池在充放电过程中的变化，解决了已有测试装置普遍存在的测试位点较少的问题，且设计结构具有可扩展性和通用性，可适应不同结构电池的测试需求。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池电-热-机特性测试支架装置及其应用
本专利技术涉及一种锂离子电池测试装置，尤其是涉及一种锂离子电池电-热-机特性测试支架装置及其应用。
技术介绍
锂离子电池由于其具有能量密度大、输出电压高、环境友好等特点，近年来在各个领域的应用越来越广泛。锂离子电池在电动汽车上作为动力能源，成为了电动汽车发展的一个新趋势。但是，锂离子电池的性能受温度的影响很大，温度过高及热量分布不均匀会加速电池性能的衰退，降低电池的使用寿命，甚至可能产生热失控引发安全问题。另一方面，由于充放电过程中锂离子在电池正负极脱嵌与嵌入、电极产热、电池副反应产气等，导致电池在宏观上发生形变，该形变直观表现为电池厚度的变化，会对电池的使用性能及电池的成组使用产生影响。因此，准确地测量在复杂条件下(高倍率充放电、高温工作环境、内部短路引起局部过热、组件或电池故障等)锂离子电池的温度分布及形变量，对于电池的使用和安全设计具有重要的科学指导意义。中国专利CN103487761A公开了一种锂离子电池温控测试装置，包括底座和外壳，电池设置在底座与保护壳空腔之间，其正、负电极分别与置于测试线的测试端子连接，底座设有温控继电器，温控继电器包括温度传感器和测试线，温度传感器与电池相接，但该专利技术仅对温度进行测试。目前的锂离子电池形变测试装置所采用的位移测量方法多基于接触式位移传感器，对所测对象影响较大，测量精度不够高，还没有可以同步采集电信号、温度信号和位移形变信号的锂离子电池测试装置；另一方面，现有测试装置普遍存在测点较少的问题，很难全面地反映锂离子电池在充放电过程中整体的形变和温度变化。专利技术内容本专利技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种锂离子电池电-热-机特性测试支架装置及其应用，通过该测试支架装置可以同步采集电信号、温度信号和位移形变信号，能全面反映锂离子电池在充放电过程中整体形变和温度变化。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种锂离子电池电-热-机特性测试支架装置，该装置包括底座、电池正面支架、电池反面支架、用于安装传感器的传感器面板以及固定传感器面板的传感器支架，所述的电池正面支架安装在底座上，所述的电池反面支架连接在电池正面支架上，所述的传感器支架通过传感器支架固定块安装在底座上。进一步地，所述的电池正面支架与底座之间、电池正面支架与电池反面支架之间、传感器支架固定块与底座之间、传感器支架固定块与传感器支架之间、传感器支架与传感器面板之间，均通过螺栓和螺母固定连接。进一步地，所述的电池正面支架垂直设在底座的中间，所述的底座上设有可调节电池正面支架安装位置的长条形第一调节滑槽，第一调节滑槽的底座下表面设有沉槽，用以放置螺栓的头部，使螺栓的头部不超过所述装置底座的下表面，确保了所述装置可以水平放置。进一步地，所述的电池正面支架与电池反面支架形状相同，呈L型，电池正面支架与电池反面支架设有矩形缺口。进一步地，所述的传感器支架固定块为L型，所述的底座上设有可调节传感器支架固定块安装位置的长条形第二调节滑槽，第二调节滑槽的底座下表面设有沉槽，用以放置螺栓的头部，使螺栓的头部不超过所述装置底座的下表面，确保了所述装置可以水平放置，所述的传感器支架固定块设有与第二调节滑槽对应的第三调节滑槽。进一步地，所述的传感器支架通过传感器支架固定块垂直设在底座上，传感器支架为U型，传感器支架设有可调节传感器面板安装位置的第四调节滑槽。进一步地，所述的传感器支架固定块以及传感器支架成对对称设置，所述的传感器面板呈“凸”型，传感器面板与电池正面支架以及电池反面支架平行，传感器面板的表面设有插入传感器的通孔。进一步地，所述的底座的中间部分向外凸出，底座呈十字状，凸起部分设有加长的第一调节滑槽，可以增大调节范围。将所述的测试装置用于测试锂离子电池，同步采集电信号、温度信号和位移形变信号，使用时，将锂离子电池固定在电池正面支架与电池反面支架上，将电涡流位移传感器安装在传感器面板上，锂离子电池连接热电偶和充放电测试仪，电涡流位移传感器与热电偶连接信号调理仪，信号调理仪连接信号采集仪，信号采集仪连接工作站，进行示波和采样。充放电测试仪的电流输出端与锂离子电池的正负极相连，用于给锂离子电池充放电，同时监控电池端电压，信号调理仪将电涡流位移传感器和热电偶的电信号调理为适合信号采集仪(DASP)采集的范围，信号采集仪(DASP)采集到合适的电信号数据并在工作站上进行示波和处理。本专利技术测试装置设置了多个调节滑槽，方便调节固定安装的位置，使装置具有可扩展性和通用性，可适应不同结构电池的测试需求；装置设置传感器面板，传感器面板上设置多个用于安置传感器的通孔，可同时安装多个测试设备，可同时采集电信号、温度信号和位移形变信号，能全面反映锂离子电池在充放电过程中整体形变和温度变化，解决普遍存在测点较少的问题，测试结果能够更加全面地反映所测锂离子电池的温度及位移变化情况，所得数据具有更高的价值；装置使用时，采用电涡流位移传感器代替接触式位移传感器，提高测试精度，使测试结果更加准确，测试方案更加完备。与现有技术相比，本专利技术主要有以下优点：(1)本专利技术测试时采用电涡流位移传感器代替了接触式位移传感器，使得位移测量精度能达到0.1μm，大大提高了测试精度，避免了接触式传感器对测试系统的影响，是一种更完备的测试方案。(2)本专利技术装置设置了多种传感器的固定位置，可进行电信号、温度信号和位移形变信号的同步采集，可以获取电池在充放电过程中的特性变化，进而综合分析电-热-机多物理场耦合特性。(3)本专利技术装置设置的传感器面板，可以灵活布置传感器测点，全面地捕捉锂离子电池在充放电过程中的温度及位移的整体分布情况，对于电池的性能分析和故障诊断具有重要意义。(4)本专利技术装置结构设置了多个调节滑槽，可满足不同结构电池的测试需求；本专利技术不仅能满足电池常规功率、内阻特性测试，还能实现电-热-机耦合特性测试，同时，配合其他物理量测试装置，亦可实现散热流场、磁场下电池特性测试。因此，本装置具有通用性和可扩展性。附图说明图1为本专利技术实施例测试装置的爆炸示意图；图2为本专利技术实施例测试装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例传感器面板的结构示意图；图4为本专利技术实施例测试装置使用的工作过程示意图；图5为本专利技术实施例同步采集的电信号、位移形变信号和温度信号的曲线图；图中：101-装置底座；1011-第一调节滑槽；1012-第二调节滑槽；102-电池正面支架；1021-第一通孔；1022-第二通孔；103-电池反面支架；1031-第三通孔；104-传感器支架固定块；1041-第四通孔；1042-第三调节滑槽；1043-第五通孔；105-传感器支架；1051-第六通孔；1052-第四调节滑槽；106-传感器面板；1061-第七通孔；1062-传感器置入孔；107-M1螺栓；108-M10螺母；109-M8螺栓；110-M8螺母。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例，所举实例只用于解释本专利技术专利，并非用于限定本专利技术的范围。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点和功效，本专利技术还可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池电‑热‑机特性测试支架装置，其特征在于，该装置包括底座、电池正面支架、电池反面支架、用于安装传感器的传感器面板以及固定传感器面板的传感器支架，所述的电池正面支架安装在底座上，所述的电池反面支架连接在电池正面支架上，所述的传感器支架通过传感器支架固定块安装在底座上。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池电-热-机特性测试支架装置，其特征在于，该装置包括底座、电池正面支架、电池反面支架、用于安装传感器的传感器面板以及固定传感器面板的传感器支架，所述的电池正面支架安装在底座上，所述的电池反面支架连接在电池正面支架上，所述的传感器支架通过传感器支架固定块安装在底座上。2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电-热-机特性测试支架装置，其特征在于，所述的电池正面支架与底座之间、电池正面支架与电池反面支架之间、传感器支架固定块与底座之间、传感器支架固定块与传感器支架之间、传感器支架与传感器面板之间，均通过螺栓和螺母固定连接。3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电-热-机特性测试支架装置，其特征在于，所述的电池正面支架垂直设在底座的中间，所述的底座上设有可调节电池正面支架安装位置的长条形第一调节滑槽，第一调节滑槽的底座下表面设有沉槽。4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池电-热-机特性测试支架装置，其特征在于，所述的电池正面支架与电池反面支架形状相同，呈L型，电池正面支架与电池反面支架设有矩形缺口。5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池电-热-机特性测试支架装置，其特征在于，所述的传感器支架固定块为L型，所述的底座上设有可调节传感器支架固定块安装位置的长条形第二调节滑槽，第二调节滑槽的底座下表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立军，程洪正，李濯宇，孟德建，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31