用于测试端板的装置和方法制造方法及图纸

提供了一种用于测试端板强度的装置和方法。根据本公开的实施例的装置被配置用于测试安装在电池模块上的端板。该测试装置包括：存储器单元，被配置用于存储指示包括在电池模块中的电池单体的数量的第一参数，指示电池单体的弹簧常数的第二参数，以及指示端板的弹簧常数的第三参数；以及控制单元，被配置用于基于第一参数生成与电池模块相关联的一维模型，基于第二参数、第三参数和一维模型计算第一F‑D曲线，并且将指示第一F‑D曲线的第一参考数据存储在存储器单元中。第一F‑D曲线对应于根据由第一参数指示的电池单体的数量的端板的变形量和载荷之间的关系。

Devices and methods for testing end plates

A device and method for testing end plate strength are provided. The device according to an embodiment of the present disclosure is configured to test an end plate mounted on a battery module. The test device includes: a memory unit configured to store the first parameter indicating the number of battery cells included in the battery module, a second parameter indicating the spring constant of the battery cell, and a third parameter indicating the spring constant of the end plate; and a control unit configured to generate a one-dimensional model associated with the battery module based on the first parameter, and a second parameter indicating the spring constant of the battery cell. Two parameters, three parameters and one-dimensional model are used to calculate the first F_D curve, and the first reference data indicating the first F_D curve is stored in the memory unit. The first F_D curve corresponds to the relationship between the end plate deformation and the load according to the number of cell units indicated by the first parameter.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测试端板的装置和方法
本公开涉及用于测试端板的装置和方法，并且更具体地，涉及用于测试用于制造电池模块的一对端板的装置和方法。本申请要求于2017年4月13日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2017-0048064的优先权，其公开内容通过引用被合并在此。
技术介绍
最近，对诸如膝上型计算机、摄像机和移动电话的便携式电子产品的需求急剧增长，并且随着电动车辆、用于储能的蓄电池、机器人和卫星的广泛开发，正在对能够被重复地再充电的高性能电池进行许多研究。目前，商业上可用的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等，并且其中，锂电池具有很少或没有记忆效应，并且由于其的自由充电/放电、低自放电和高能量密度的优点，因此它们比镍基电池更受关注。特别地，为了高输出和大容量，在电动车辆或能量存储系统(ESS)中使用的电池模块包括多个电池单体。另外，设置在电池模块中的一对端板在两个方向上支撑多个电池单体的堆叠体，从而限制堆叠体的移动并保护堆叠体免受外力的影响。同时，通过电池单体中产生的气体或填充在负电极中的锂的浓度差可能在电池单体中发生膨胀。膨胀导致电池单体的形状变化。也就是说，随着电池单体反复充电和放电，厚度随着气体量的增加而逐渐增加。因此，随着堆叠体的电池单体劣化，从堆叠体传递到一对端板的载荷增加。而且，电池单体的温度、充电状态和开路电压(OCV)越高，膨胀越严重。与此相关，当端板的刚度太低时，端板可能容易因电池堆的变形而损坏。另外，当一对端板的刚度太高时，包括在电池堆中的电池单体的膨胀非常受限制，并且存在电池单体可能爆炸的风险。
技术实现思路
技术问题本公开旨在解决上述问题，并且因此本公开旨在提供一种用于测试端板是否具有合适刚度以在两个方向上支撑电池模块的堆叠体的装置和方法。本公开的这些和其他目的和优点将通过以下描述得以理解，并且根据本公开的实施例将显而易见。此外，将容易理解的是，本公开的目的和优点通过所附权利要求及其组合中阐述的手段来实现。技术解决方案用于实现上述目的的本公开的各种实施例如下。根据本公开的一个方面的测试装置被配置成测试安装在电池模块中的端板。该测试装置包括存储器单元，该存储器单元被配置成存储表示包括在电池模块中的电池单体的数量的第一参数、表示电池单体的弹簧常数的第二参数和表示端板的弹簧常数的第三参数；以及控制单元，该控制单元被配置成基于第一参数生成与电池模块相关联的一维模型，基于第二参数、第三参数和一维模型计算第一力-距离(F-D)曲线，并且将表示第一F-D曲线的第一参考数据存储在存储器单元中。在这种情况下，第一F-D曲线对应于根据由第一参数表示的电池单体的数量的端板的变形量和载荷之间的关系。另外，一维模型模拟其中电池堆的前表面和后表面由端板支撑的结构，电池堆包括按顺序堆叠的由第一参数表示的数量的电池单体。另外，控制单元被配置成使用以下等式1计算一维模型的等效弹簧常数：<等式1>其中，Keq是等效弹簧常数，n是电池单体的数量，K1是电池单体的弹簧常数，并且K2是端板的弹簧常数。另外，控制单元被配置成使用以下等式2计算第一F-D曲线：<等式2>F＝Keq×n×Δxc＝K2×Δxe其中，F是施加到端板的载荷，Δxc是电池单体的变形量，并且Δxe是端板的变形量。另外，存储器单元还可以被配置成存储表示第二F-D曲线的第二参考数据。控制单元可以被配置成基于第一参数和第二F-D曲线计算第三F-D曲线。在这种情况下，第二F-D曲线对应于电池单体的变形量与电池单体的反作用力之间的关系，并且第三F-D曲线对应于电池堆的变形量与电池堆的反作用力之间的关系。另外，控制单元可以被配置成计算第一F-D曲线和第三F-D曲线的交点的坐标，并且基于交点的坐标，确定通过由第一参数表示的数量的电池单体的膨胀引起的端板的变形量和载荷。另外，控制单元可以被配置成当交点的坐标在预设参考范围内时输出第一测试结果信号。第一测试结果信号可以通知端板通过预定义的设计标准。另外，控制单元可以被配置成当交点的坐标在预设参考范围之外时输出第二测试结果信号。第二测试结果信号可以通知端板未通过预定义的设计标准。另外，控制单元可以被配置成当交点的坐标在预设参考范围之外时调整第一参数。另外，控制单元可以被配置成当交点的坐标在预设参考范围之外时调整第三参数。技术效果根据本公开的至少一个实施例，能够在没有实际制造电池模块的情况下确定端板是否具有足够的刚度以承受由堆叠体中包括的多个电池单体的膨胀引起的载荷。另外，根据本公开的至少一个实施例，能够在没有实际制造电池模块的情况下预先识别由堆叠体中包括的多个电池单体的膨胀引起的端板的变形量。本公开的效果不限于上述效果，并且本领域的技术人员将从所附权利要求中清楚地理解本文未提及的其他效果。附图说明附图图示本公开的优选实施例，并且与下面描述的本公开的详细描述一起用作提供对本公开的技术方面的进一步理解，并且因此，本公开不应该被解释为限于附图。图1是根据本公开的实施例的电池模块的示意图。图2是沿图1的线A-A'截取的电池单体的示意性横截面图。图3是图示根据本公开的实施例的测试装置的配置的示意图。图4是沿着图1的B-B'线截取的电池模块的示意性横截面图。图5是根据本公开的实施例的用于模拟电池模块的变形的一维模型的示意图。图6是示出与受限状态下的单个电池单体的厚度变形量和反作用力之间的关系对应的第二F-D曲线的曲线图。图7是示出电池堆的厚度变形量与反作用力的关系的曲线图。图8是关于通过根据本公开的实施例的测试装置测试端板的操作的图。图9是根据本公开的另一实施例的用于测试端板的方法的示意性流程图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解，说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般和词典含义，而是基于允许专利技术人适当地定义术语以获得最佳解释的原则基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。因此，这里描述的实施例和附图中示出的图示仅仅是本公开的最优选实施例，但是并不旨在完全描述本公开的技术方面，因此应理解的是，在提交申请时可以对其进行各种其它的等同和修改。另外，在描述本公开时，当认为相关已知元件或功能的详细描述使本公开的关键主题不明确时，在此省略详细描述。包括诸如“第一”、“第二”等的序数的术语用于在各种元件中区分一个元件与另一个元件，但是不旨在通过术语限制元件。除非上下文另有明确说明，否则将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprise)”或“包括(include)”指定所陈述的元件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他元件。另外，这里使用的术语“控制单元”指的是至少一个功能或操作的处理单元，并且这可以由硬件或软件单独或组合实现。另外，在整个说明书中，将进一步理解，当一个元件被称为“连接到”另一个元件时，它能够被直接连接到另一个元件，或者可以存在中间元件。图1是根据本公开的实施例的电池模块100的示意图。参考图1，电池模块100包括电池堆110和壳体120。电池模块100可以安装在诸如混合动力电动车辆的车辆中，以供应用于驱动设置在车辆中的电动机的电能。当然，电池模块100也可以安装在能量存储系统和智能手机中。在图1中，假设H1轴对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试安装在电池模块中的端板的装置，包括：存储器单元，所述存储器单元被配置成存储表示包括在所述电池模块中的电池单体的数量的第一参数、表示所述电池单体的弹簧常数的第二参数和表示所述端板的弹簧常数的第三参数；以及控制单元，所述控制单元被配置成基于所述第一参数生成与所述电池模块相关联的一维模型，基于所述第二参数、所述第三参数和所述一维模型计算第一F‑D曲线，并且将表示所述第一F‑D曲线的第一参考数据存储在所述存储器单元中，其中，所述第一F‑D曲线对应于根据由所述第一参数表示的所述电池单体的数量的所述端板的变形量和载荷之间的关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.13 KR 10-2017-00480641.一种用于测试安装在电池模块中的端板的装置，包括：存储器单元，所述存储器单元被配置成存储表示包括在所述电池模块中的电池单体的数量的第一参数、表示所述电池单体的弹簧常数的第二参数和表示所述端板的弹簧常数的第三参数；以及控制单元，所述控制单元被配置成基于所述第一参数生成与所述电池模块相关联的一维模型，基于所述第二参数、所述第三参数和所述一维模型计算第一F-D曲线，并且将表示所述第一F-D曲线的第一参考数据存储在所述存储器单元中，其中，所述第一F-D曲线对应于根据由所述第一参数表示的所述电池单体的数量的所述端板的变形量和载荷之间的关系。2.根据权利要求1所述的用于测试端板的装置，其中，所述一维模型模拟其中电池堆的前表面和后表面由所述端板支撑的结构，所述电池堆包括按顺序堆叠的由所述第一参数表示的数量的所述电池单体。3.根据权利要求2所述的用于测试端板的装置，其中，所述控制单元被配置成使用以下等式1计算所述一维模型的等效弹簧常数：<等式1>其中，keq是所述等效弹簧常数，n是所述电池单体的数量，K1是所述电池单体的弹簧常数，并且K2是所述端板的弹簧常数。4.根据权利要求3所述的用于测试端板的装置，其中，所述控制单元被配置成使用以下等式2计算所述第一F-D曲线：<等式2>F＝Keq×n×Δxc＝K2×Δxe其中，F是施加到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔智洵，孔镇鹤，金东延，崔容硕，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR