【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電池測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及動(dòng)態(tài)測(cè)試不同soc和受壓狀態(tài)下電池等效剛度的裝置及方法。
技術(shù)介紹
1、由于電池正負(fù)極的材料特性以及在充放電循環(huán)過(guò)程中鋰離子的嵌入和脫出，會(huì)產(chǎn)生膨脹和收縮，對(duì)外部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生膨脹力而造成損壞等不良狀況。而給電池施加預(yù)緊力不僅是為了確保電池在使用過(guò)程中保持良好的電接觸和機(jī)械穩(wěn)定性，這種預(yù)緊力能夠有效減少電池之間的接觸電阻，確保電流傳導(dǎo)的穩(wěn)定性，避免由于接觸不良引起的發(fā)熱和效率降低，使得電池有更好的循環(huán)特性。另外，在機(jī)械方面，預(yù)緊力可以防止電池在充放電循環(huán)中由于熱膨脹和收縮而松動(dòng)或位移，從而維護(hù)電池組的結(jié)構(gòu)完整性和性能穩(wěn)定性。因此，施加預(yù)緊力的電池會(huì)在充放電循環(huán)過(guò)程中經(jīng)歷不同的受壓狀態(tài)。
2、等效剛度(等效楊氏模量)衡量了電池抵抗變形的能力，是電池彈性變形難易程度的表征，可以用來(lái)評(píng)估該電池的可靠性、安全性和使用壽命。等效剛度受到電池soc和受壓狀態(tài)的影響，同時(shí)受壓狀態(tài)又和此刻壓力、soh相關(guān)，因此，電池在模組中的等效剛度(模量)是soc、soh和此刻壓力有關(guān)的函數(shù)。因此，主要通過(guò)以下方法測(cè)量電池等效剛度：(1)使用剛度測(cè)量?jī)x直接測(cè)量；(2)利用經(jīng)驗(yàn)公式如夾緊力和等效剛度的函數(shù)計(jì)算；(3)利用胡克定理k＝f/x計(jì)算。
3、現(xiàn)有技術(shù)一種鋰離子軟包電池剛度測(cè)量裝置(201922202528.8)，沒(méi)有考慮到電池不同soc的剛度變化，無(wú)法在電池充放電循環(huán)過(guò)程中在不同soc和不同夾緊力下實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)測(cè)量，同時(shí)裝置測(cè)力區(qū)域僅在電池一部分區(qū)域，未考慮整個(gè)軟包電池平面。
1、本專利技術(shù)所為了解決
技術(shù)介紹
中存在的技術(shù)問(wèn)題，目的在于提供了動(dòng)態(tài)測(cè)試不同soc和受壓狀態(tài)下電池等效剛度的裝置及方法。
2、為了解決技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是：
3、一種動(dòng)態(tài)測(cè)試不同soc和受壓狀態(tài)下電池等效剛度的裝置，所述裝置包括：上端固定支撐板、下端固定支撐板、活動(dòng)支撐板、連接螺栓、位移傳感器、壓力傳感器、電池和調(diào)節(jié)螺母；
4、所述上端固定支撐板和下端固定支撐板通過(guò)連接螺栓間隔固定，在所述上端固定支撐板和下端固定支撐板之間安裝活動(dòng)支撐板，所述活動(dòng)支撐板通過(guò)連接螺栓配合上下移動(dòng)；所述位移傳感器的測(cè)量點(diǎn)與活動(dòng)支撐板的上端面接觸，所述壓力傳感器安裝在活動(dòng)支撐板與下端固定支撐板之間，測(cè)量電池所受壓力，所述電池安裝在所述上端固定支撐板與活動(dòng)支撐板之間，所述調(diào)節(jié)螺母安裝在所述連接螺栓上。
5、進(jìn)一步，所述調(diào)節(jié)螺母、上端固定支撐板、活動(dòng)支撐板和下端固定支撐板從上到下依次分布。
6、進(jìn)一步，所述電池采用液態(tài)電池、半固態(tài)電池和固態(tài)電池中的一種。
7、一種動(dòng)態(tài)測(cè)試不同soc和受壓狀態(tài)下電池等效剛度的方法，所述方法應(yīng)用于上述中任一所述的裝置，所述方法包括：
8、s1：測(cè)量電池初始厚度和自由膨脹厚度：不施加初始預(yù)緊力，在0％soc下測(cè)量電池初始厚度，并測(cè)量電池充放電過(guò)程自由膨脹的厚度變化δx自由膨脹；
9、s2：測(cè)量初始預(yù)緊力下的電池厚度：調(diào)節(jié)所述螺母，對(duì)電池施加預(yù)緊力f0，并使上下固定支撐板的間距恒定，然后在0％soc下測(cè)量電池厚度，將未施加力下的電池初始厚度與之相減得出δx外力壓縮，此為外力誘導(dǎo)的可壓縮厚度；
10、s3：測(cè)量在有壓力下的電池厚度：施加預(yù)緊力f0后，對(duì)電池進(jìn)行充電測(cè)試，考慮壓力傳感器位移是可變化的，且有恒定剛度k傳感器，因此電池在壓縮狀態(tài)下發(fā)生膨脹，厚度變厚，充電至一定soc后，得出在相應(yīng)壓力下的電池厚度，根據(jù)此時(shí)的壓力f以及公式f-f0＝k傳感器*δx壓縮下膨脹，計(jì)算得出δx壓縮下膨脹；
11、s4：計(jì)算此soc和此壓力下的電池等效剛度：經(jīng)分析得，δx自由膨脹+δx外力壓縮-δx壓縮下膨脹＝δx膨脹時(shí)受壓，即某soh、某soc、某壓力下的壓縮量，也即電池膨脹時(shí)受壓導(dǎo)致的厚度變化，則此時(shí)電池的等效剛度可用k電池＝f/δx膨脹時(shí)受壓公式計(jì)算；
12、s5：計(jì)算其他情況下的電池等效剛度：改變電池soc，在不同的膨脹情況和壓力下測(cè)量計(jì)算此時(shí)的電池等效剛度，可繪制x軸為soc，y軸為壓力，z軸為電池等效剛度的結(jié)果圖；并且改變電池soh，使用上述方法測(cè)量，可得出三個(gè)因素下的電池等效剛度，通過(guò)此方法以評(píng)估不同狀態(tài)下的電池在復(fù)雜因素下的抵抗外力的能力。
13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：
14、1.本方案設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單測(cè)量電池等效剛度的裝置，不需要采用機(jī)械擠壓裝置(例如萬(wàn)能拉壓試驗(yàn)機(jī))對(duì)電池施加位移，因此可避免電池的機(jī)械濫用。
15、2.本方案在電池充放電時(shí)即可測(cè)量不同soc、不同壓力下的電池等效剛度，在動(dòng)態(tài)情況下就完成快速測(cè)量。
16、3.本方案可以模擬電池在模組中的受力情況，通過(guò)整套裝置獲取的電池剛度數(shù)據(jù)可為電池模組設(shè)計(jì)提供參考。
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1.一種動(dòng)態(tài)測(cè)試不同SOC和受壓狀態(tài)下電池等效剛度的裝置，其特征在于，所述裝置包括：上端固定支撐板(1)、下端固定支撐板(2)、活動(dòng)支撐板(3)、連接螺栓(4)、位移傳感器(5)、壓力傳感器(6)、電池(7)和調(diào)節(jié)螺母(8)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)測(cè)試不同SOC和受壓狀態(tài)下電池等效剛度的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)螺母(8)、上端固定支撐板(1)、活動(dòng)支撐板(3)和下端固定支撐板(2)從上到下依次分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)測(cè)試不同SOC和受壓狀態(tài)下電池等效剛度的裝置，其特征在于，所述電池(7)采用液態(tài)電池、半固態(tài)電池和固態(tài)電池中的一種。
4.一種動(dòng)態(tài)測(cè)試不同SOC和受壓狀態(tài)下電池等效剛度的方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于權(quán)利要求1-3中任一所述的裝置，所述方法包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種動(dòng)態(tài)測(cè)試不同soc和受壓狀態(tài)下電池等效剛度的裝置，其特征在于，所述裝置包括：上端固定支撐板(1)、下端固定支撐板(2)、活動(dòng)支撐板(3)、連接螺栓(4)、位移傳感器(5)、壓力傳感器(6)、電池(7)和調(diào)節(jié)螺母(8)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)測(cè)試不同soc和受壓狀態(tài)下電池等效剛度的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)螺母(8)、上端固定支撐板(1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊曉光，李金翰，劉帥邦，吳迪，姜久春，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京理工大學(xué)深圳汽車研究院電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室深圳研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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