(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211021412.4 (22)申请日 2022.08.24 (71)申请人 西安交通大 学 地址 710049 陕西省西安市碑林区咸宁西 路28号 (72)发明人 徐俊　姜轶辉　刘蒙蒙　梅雪松　 (74)专利代理 机构 西安通大专利代理有限责任 公司 6120 0 专利代理师 范巍 (51)Int.Cl. G01R 31/392(2019.01) G01R 1/04(2006.01) G01R 1/02(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种能够同时测量电池压力和厚度的测量 装置 (57)摘要 本发明公开了一种能够同时测量电池压力 和厚度的测量装置， 包括： 安装支架、 位移传感测 试组件和预紧机构； 在结构简化方面， 通过创新 的预紧结构的设计， 使 得压力施加不需要通过电 机进行控制， 只需要将弹性件上拉后更换不同厚 度的垫片即可 实现压力的调整， 从而通过压力传 感器测试获得电池组的压力数据， 通过位移传感 测试组件测得电池组的厚度数据。 而在测量精度 保障方面， 当通过上述创新的预紧机构施加完预 紧力后， 测量装置中电池间压力的演变只与电池 厚度变化有关， 避免了通过螺纹结构维持施加压 力时因螺纹变形、 磨损和滑动引起的电池间压力 变化， 减小了试验误差。 因此可 以实现同时测量 电池间压力和电池厚度变化的目的。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115389963 A 2022.11.25 CN 115389963 A 1.一种能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 其特征在于， 包括： 安装支架(10)、 位移传感测试组件(20)和预紧机构(3 0)； 所述位移传感测试组件(20)设于安装支架(10)外部， 且能够沿着所述安装支架(10)竖 直方向移动； 所述预紧机构(30)设于所述安装支架(10)内腔中， 包括定位螺栓(301)、 第一限位板 (302)、 第二限位板(303)和第三限位板(304)， 在第一限位板(302)和第二限位板(303)之间 设有弹性件， 所述第一限位板(302)、 第二限位板(303)与第三限位板(304)上均开设有与定 位螺栓(301)配合的通孔， 第一限位板(302)、 弹性件和第二限位板(303)通过定位螺栓 (301)固定安装于支 架(10)内腔中， 第三限位板(3 04)与所述 安装支架(10)上端面连接； 待测电池(50)置于所述安装支架(10)的内腔中， 待测电池(50)的上端与第二限位板 (303)接触， 在安装支架(10)的内腔底部设有压力传感器(60)， 压力传感器(60)上端固定有 压力传感器上端板(601)， 待测电池(50)与压力传感器上端板(601)之间空腔用于填充垫片 (602)。 2.根据权利要求1所述的能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 其特征在于， 所述 定位螺栓(301)由方形头螺栓和方形螺母组成， 第一限位板(302)、 第二限位板(303)与第三 限位板(3 04)上开设有供 该方形头螺栓通过的通 孔。 3.根据权利要求2所述的能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 其特征在于， 所述 第二限位板(303)底部开设有用于供方形头螺栓旋转卡入的凹槽， 弹性件、 第一限位板 (302)和第二限位板(3 03)通过方形头螺栓和螺母固定在安装支 架(10)的内腔上部 。 4.根据权利要求1所述的能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 其特征在于， 所述 位移传感测试组件(20)包括磁性件(201)， 所述磁性件(201)设置在安装支 架(10)的外壁。 5.根据权利要求4所述的能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 其特征在于， 磁性 件(201)有两个， 对称设置在安装支 架(10)的外壁两侧。 6.根据权利要求5所述的能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 其特征在于， 所述 位移传感测试 组件(20)还包括位移传感器(203)和位移传感器支架(202)， 所述位移传感器 支架(202)与所述磁性件(201)连接， 位移传感器(20 3)固定在位移传感器支 架(202)上。 7.根据权利要求1所述的能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 其特征在于， 所述 磁性件(201)为磁铁 。 8.根据权利要求1所述的能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 其特征在于， 所述 弹性件为弹簧(40)。 9.根据权利要求8所述的能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 其特征在于， 通过 更换弹簧(40)刚度实现测量装置的刚度可调。 10.根据权利要求1所述的能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 其特征在于， 通 过更换垫片(6 02)的厚度实现预紧力可调。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115389963 A 2一种能够同时测量电池压力和厚度的测量装 置 技术领域 [0001]本发明属于电气技术领域， 具体涉及一种能够同时测量电池压力和厚度的测量装 置。 背景技术 [0002]为了对电池进行约 束以及提高电池包的能量密度， 锂离子动力电池在成组时会对 电池模组施加 一定的预紧力， 从而使电池包中各电池单体之间产生沿成组方向的压力。 同 时， 锂电池在充放电时由于锂离子的嵌入和脱出会引起电极的膨胀和回缩， 大倍率充电时 的温升也会引起热膨胀， 电池的厚度变化在固定装置的约束下也转化为变化的电池间压 力。 [0003]然而研究发现， 外部压力对电池的阻抗和循环寿命都存在巨大的影响， 因此， 测试 电池模组最佳预紧力的大小， 探究电池模组中电池间压力的演变规律， 模拟整个电池模组 全生命周期的厚度变化对提高电池系统的能量密度、 安全性和循环寿命都具有重要意 义。 [0004]现有的电池间压力和厚度测量装置主要包括两种加压方式。 一种是通过伺服电机 控制给电池施加的压力， 伺服电机成本太高且结构过于复杂， 难以在大批量的电池老化实 验中进行应用。 另一种 是通过手动调整螺栓在螺杆上 的位置对电池进行加力， 手动螺栓加 力无法测量电池厚度， 这种方式随着实验的长期进行会因为螺纹的老化和变形导致 实验误 差， 电池厚度和电池间压力的测量精度较差 。 发明内容 [0005]为了克服上述现有技术的缺点， 本发明的目的在于提供一种能够同时测量电池压 力和厚度的测量装置， 以简单的结构和较低的制造成本实现电池厚度(微米级)和电池间压 力的高精度的同时测 量， 满足电池加压老化及特性测试在实际中大批量同时进行需求， 减 小电池测试耗费的时间和资源。 [0006]为了达到上述目的， 本发明采用以下技 术方案予以实现： [0007]本发明公开的一种能够同时测量电池压力和厚度的测量装置， 包括： 安装支架、 位 移传感测试组件和预紧机构； [0008]所述位移传感测试组件设于安装支架外部， 且能够沿着所述安装支架竖直方向移 动； [0009]所述预紧机构设于所述安装支架内腔中， 包括定位螺栓、 第一限位板、 第二限位板 和第三限位板， 在第一限位板和 第二限位板 之间设有弹性件， 所述第一限位板、 第二限位板 与第三限位板上均开设有与定位螺栓配合的通孔， 第一限位板、 弹性件和第二限位板通过 定位螺栓固定安装于支 架内腔中， 第三限位板与所述 安装支架上端面连接； [0010]待测电池置于所述安装支架的内腔中， 待测电池的上端与第二限位板接触， 在安 装支架的内腔底部设有压力传感器， 压力传感器上端固定有压力传感器上端板， 待测电池 与压力传感器上端板之间的空腔用于填充垫片。说　明　书 1/5 页 3 CN 115389963 A 3