一种穿钉实验设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种穿钉实验设备，包括：试验台，其具有由支柱支撑的互相平行的上台面和下台面以及至少一组电池固定机构，穿钉装置；和定位装置，包括：设置在试验台的下台面上的至少一个第一导轨；可在第一导轨上运动的第一运动件；第一制动件，用于制动第一运动件在第一导轨上的运动；设置在第一运动件上的至少一个第二导轨，其中所述第二导轨垂直于所述第一导轨；可在所述第二导轨上运动的第二运动件，所述穿钉装置固定在所述第二运动件上；第二制动件，用于制动所述第二运动件在第二导轨上的运动。本实用新型专利技术的穿钉实验设备能够方便并精确地移动钉，并能够精确地对电池的指定点进行穿钉。进行穿钉。进行穿钉。

【技术实现步骤摘要】
一种穿钉实验设备


[0001]本技术涉及一种穿钉实验设备，具体地，涉及一种用于对电池进行穿钉实验的设备，尤其是用于车辆的大型高压电池。

技术介绍

[0002]根据GB《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(Electric vehicles traction battery safety requirements)，用于电动车辆的电池在电池发出警报信号之后5分钟之内不会发生着火或爆炸。为测试用于电动车辆的电池、尤其是高压电池(HVB)是否能够满足该安全要求，需要对高压电池进行穿钉实验。
[0003]在穿钉实验中，需要获得高压电池不同部位的实验数据，因此实验开始前首先在高压电池上选取本次实验的穿钉实验点，然后使钢钉从该实验点刺穿电池组，钢钉会击穿电池内模组及电芯的隔膜，引起内短路。由此引发电池的电能转化为热能，并聚集在电池内部，短路造成短时间内能量的集中爆发和释放，导致温度在短时间内急剧上升，继而引发连锁反应，从而导致热失控，有可能产生冒烟、漏液，甚至起火爆炸。实验过程会通过事先安置在高压电池中的传感器(例如压力传感器、温度传感器等)和摄像机采集记录实验数据。试验结束之后，对电池进行灭火等安全处理，然后使钢钉反向运动离开电池。最后，利用实验过程中采集的图像和数据形成与所选取的实验点对应的实验报告。
[0004]动力电池在实际应用场景中，存在由外界物体撞击电池包使之产生形变并导致电池发生内短路的可能，而穿钉测试能够较好较快的触发电池的内短路并模拟实际场景中的极端情况。
[0005]为进行穿钉实验，需要固定高压电池，以便钢钉准确穿入。由于高能量的高压电池尺寸较大，例如为1.7m*1.5m，目前采用的设备是一种普通的单层桌子，桌面上设置有孔。将高压电池固定在桌面上，然后将高压电池直接放置在桌面下方的地面上，通过实验人员肉眼观察，通过移动穿钉机使钢钉从桌面下方通过孔对准选取的穿钉点，然后使钢钉穿入电池中进行实验。
[0006]这种实验设备存在很多缺点。首先，现有设备不能灵活并精确地选择热失控触发位置(即电池上的指定的实验点)，往往需要手动对准，尤其是在针对高续航纯电动车型的高压电池的实验时按现有的方法和设备进行的实验既不准确又不安全。而且由于高压电池直接放置在桌面上，实验场地地面的平整度以及相对于桌面的平行度将影响钢钉是否能垂直穿入电池中。如果钢钉无法垂直穿入高压电池，穿入的钢钉将偏离事先选择的实验点，从而不利地影响实验结果，如果实验设备发生卡死等故障，人为对已经触发的高压电池进行调整的风险是非常高的。第二，现有的方法和设备没有针对触发热失控的钢钉的精确的速度与深度控制。第三，现有的方法和设备没有良好的高温保护措施。第四，现有的方法和设备只能用于特定的实验目标，不适用于多种电池设计种类的实验。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于解决以上技术问题，提供一种穿钉实验设备，其能够方便并精确地移动钉，并能够精确地对电池地指定点进行穿钉。
[0008]本技术的另一目的在于提供一种穿钉实验设备，其能够控制穿钉的速度和深度。
[0009]本技术的还一目的在于提供一种穿钉实验设备，其具有良好的高温保护措施。
[0010]本技术的又一目的在于提供一种穿钉实验设备，其适用于对多种规格的电池进行实验。
[0011]本技术提供一种穿钉实验设备，用于对电池进行穿钉实验，尤其是用于车辆的大型高压电池。所述穿钉实验设备包括：试验台，其具有由支柱支撑的互相平行的上台面和下台面以及至少一组电池固定机构，所述电池在实验时通过所述电池固定机构固定在所述上台面上；穿钉装置，其安装在所述下台面上，所述穿钉装置具有钉，和能够使所述钉垂直于所述上台面运动的动力部件，所述钉的至少一部分由导电材料制成，并与穿钉装置的其它部分绝缘；和定位装置，其包括：设置在试验台的下台面上的至少一个第一导轨；可在第一导轨上运动的第一运动件；第一制动件，用于制动第一运动件在第一导轨上的运动；设置在第一运动件上的至少一个第二导轨，其中所述第二导轨垂直于所述第一导轨；可在所述第二导轨上运动的第二运动件，所述穿钉装置固定在所述第二运动件上；第二制动件，用于制动所述第二运动件在第二导轨上的运动。
[0012]由于本技术的试验台具有互相平行的双台面结构，待测试的电池和用于穿钉的穿钉装置分别设置在两个台面上，因此能够使得钉垂直穿入到电池中，而与试验台放置于其上的地面的平面度、倾斜度无关。由于设置如上所述的定位装置，因此方便并精确地移动钉，并能够精确地对电池地指定点进行穿钉。
[0013]优选的，所述上台面包括可拆卸的台板，优选的，所述台板具有通孔形成的点阵。台板可根据使用情况进行更换，而不必更换实验设备的其它部件，因此节省实验成本。
[0014]优选的，所述试验台具有用于不同型号的电池的多组电池固定机构或通用的电池固定机构，因此本技术的设备适用于对多种规格的电池进行实验。
[0015]优选的，所述试验台具有电池安装定向指示件，便于电池在吊装时正确地定向。
[0016]优选的，所述试验台具有可制动的脚轮，便于试验台移动和定位。
[0017]优选的，所述试验台具有连接装置，用于与运输设备连接，以搬运和布置本技术的实验设备。
[0018]优选的，所述动力部件为电动推杆。
[0019]优选的，所述钉固定在由例如特氟龙的绝缘材料制成的柱上，该柱进而固定在动力部件上。
[0020]优选的，所述钉的下部设置有防护板，该防护板上布置有防火材料层，例如石棉。在进行穿钉实验时，该石棉层能够有效阻塞从穿孔中喷出的火焰。该石棉层可根据使用情况更换。
[0021]优选的，所述穿钉装置能够控制所述钉的前进速度和前进行程，以便于以受控的方式穿钉。
[0022]优选的，所述定位装置还设置有与所述第一导轨平行的第一丝杠，所述第一运动件具有第一螺母，该第一螺母与所述第一丝杠啮合，因此所述第一丝杠的旋转引起所述第一运动件的运动，所述第一丝杠可以手动旋转或通过外部动力旋转。
[0023]优选的，所述定位装置还设置有与所述第二导轨平行的第二丝杠，所述第二运动件具有固定在其底部的第二螺母，该第二螺母与所述第二丝杠啮合，因此所述第二丝杠的旋转引起所述第二运动件的运动，所述第二丝杠可以手动旋转或通过外部动力旋转。
[0024]优选的，在所述第二运动件的至少一侧还可设置有可伸缩的保护罩，所述保护罩的一端固定在所述第一运动件的一端上，另一端固定在所述第二运动件的一端上，因此当第二运动件沿着所述第二导轨在第一运动件上运动时，保护罩相应地缩短或伸长。该保护罩能够防止火星等落到运动件和导轨上。
[0025]优选的，所述定位装置还具有对准指示器，例如激光发射器，用于指示钉是否与电池上的指定点对准。
[0026]优选的，激光发射器设置在横向离开钉一定距离处，例如固定在从所述穿钉装置横向地伸出的支撑件上，所述激光发射器相对于水平方向倾斜一定的角度，使得当所述钉与安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种穿钉实验设备，用于对电池进行穿钉实验，其特征在于，所述穿钉实验设备包括：试验台，其具有由支柱支撑的互相平行的上台面和下台面以及至少一组电池固定机构，所述电池在实验时通过所述电池固定机构固定在所述上台面上；穿钉装置，其安装在所述下台面上，所述穿钉装置具有钉，和能够使所述钉垂直于所述上台面运动的动力部件，所述钉的至少一部分由导电材料制成，并与穿钉装置的其它部分绝缘；和定位装置，其包括：设置在试验台的下台面上的至少一个第一导轨；可在第一导轨上运动的第一运动件；第一制动件，用于制动第一运动件在第一导轨上的运动；设置在第一运动件上的至少一个第二导轨，其中所述第二导轨垂直于所述第一导轨；可在所述第二导轨上运动的第二运动件，所述穿钉装置固定在所述第二运动件上；第二制动件，用于制动所述第二运动件在第二导轨上的运动。2.根据权利要求1所述的穿钉实验设备，其特征在于，所述上台面包括可拆卸的台板。3.根据权利要求1或2所述的穿钉实验设备，其特征在于，所述试验台具有用于不同型号的电池的多组电池固定机构或通用的电池固定机构。4.根据权利要求1所述的穿钉实验设备，其特征在于，所述试验台具有电池安装定向指示件。5.根据权利要求1所述的穿钉实验设备，其特征在于，所述试验台具有可制动的脚轮。6.根据权利要求1所述的穿钉实验设备，其特征在于，所述试验台具有连接装置，用于与运输设备连接。7.根据权利要求1所述的穿钉实验设备，其特征在于，所述动力部件为电动推杆。8.根据权利要求1所述的穿钉实验设备，其特征在于，所述钉固定在由绝缘材料制成的柱上，该柱进而固定在动力部件上。9.根据权利要求1所述的穿钉实验设备，其特征在于，所述钉的下部设置有防护板，该防护板上布置有防火材料层。10.根据权利要求1所述的穿钉实验设备，其特征在于，所述穿钉装置能够控制所述钉的前进速度和前进行程。11.根据权利要求1所述的穿钉实验设备，其特征在于，所述定位装置还设置有与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈铮，魏志强，
申请(专利权)人：华晨宝马汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：