一种锂离子电池针刺机

1.本发明涉及电池试验设备技术领域，特指一种锂离子电池针刺机。


背景技术：

2.近年来，随着能源短缺、环境污染等问题的日益突出，世界各国都在大力发展新能源汽车。锂离子作为一种先进能源存储介质，凭借其能量密度大，循环性能优良等优点而被广泛应用于新能源汽车，尤其是电动汽车领域。由于锂离子电池自身固有的易燃，易爆的材料体系也给其安全性能带来了隐患。若电动汽车遭受碰撞、挤压、撞击、尖锐性针刺等较恶劣的环境，很有可能引起锂离子电池系统的火灾爆炸事故，从而对人或物造成伤害。
3.因此在电池生产出厂时，要对电池进行针刺实验，目前，国内外市场上出现了专门的锂电池针刺试验机，但基本是针对小尺寸锂电池，且结构复杂，不易拆卸和操作，无法与其他锂电池测试设备联用。国内外缺乏对大尺寸锂电池及模组开展针刺实验，且操作简便，便拆卸的针刺装置，因此很难揭示当今主流大尺寸锂离子电池及模组针刺条件下的火灾行为特性，无法为提高电动汽车锂电池系统的机械安全性能提供技术支撑。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题在于，提供一种锂离子电池针刺机。所述针刺机为大尺寸锂离子电池及模组针刺机，其结构简单科学，便于拆卸及安装，操作简单，安全性能好，仪器体积小，可放置于封闭防爆燃烧腔体，配合锥形量热仪等联用，可为大尺寸锂电池针刺条件下的火灾和消防测试提供了一种科学、安全的实验平台，可以更加科学准确研究锂电池机械破坏条件下的火灾行为特性，对于提高大尺寸锂电池系统的安全性能具有重大意义。
5.为实现上述目的，本发明公开了一种锂离子电池针刺机,包括固定支架,液压油缸、液压泵、液压油箱、针刺装置、液压油缸固定支板、手动控制箱、电池固定夹具、电池固定支板、限位铁片、限位导杆、位移传感器、固定拉杆。液压油缸、针刺装置、液压油缸固定支板、电池固定夹具和电池固定支板均安装在可拆卸的固定支架上。液压油缸和针刺装置均固定在液压油缸固定支板上；针刺装置与液压油缸连接为一体，所述液压泵与所述手动控制箱电连接。电池固定夹具通过螺杆固定在电池固定支板上。电池固定支板与液压油缸固定支板之间设有四根互相平行设置的固定拉杆和一根平行限位导杆。液压泵与所述液压油缸通过油管连接；所述针刺装置与限位铁片连接为一体，限位铁片设有一个孔口，限位导杆通过孔口穿过限位铁片，限位导杆上设有限位螺丝，能够限定针刺装置的位移；所述位移传感器位于液压油缸的尾部，且与手动控制箱电连接；所述的液压油箱与液压泵之间通过油管连接。
6.所述液压针刺装置的位置可以通过限位导杆调节，位移传感器位于液压油缸的尾部，与针刺装置连接为一体的限位铁片通过铁丝线与位移传感器连接。液压油缸固定支板与电池固定支板通过四根固定拉杆连接固定，电池固定夹具通过螺杆与电池固定支板连
接，所述的固定拉杆和限位导杆为平行设置。
7.所述的位移传感器、液压泵均与手动控制箱电性连接。所述的液压油缸、液压油箱均与液压泵之间通过油管连接。
8.所述针刺装置可旋转调节以适应不同直径的钉针。电池固定夹具的几何中心设有孔口，允许针刺装置上的钉针穿过。
9.本发明的优点在于：包括固定支架,液压油缸、液压泵、液压油箱、针刺装置、液压油缸固定支板、手动控制箱、电池固定夹具、电池固定支板、限位铁片、限位导杆、位移传感器、固定拉杆。所述液压油缸、针刺装置、液压油缸固定支板、电池固定夹具、电池固定支板均安装在可拆卸的固定支架上。液压油缸、针刺装置均固定在液压油缸固定支板上；针刺装置与液压油缸连接为一体，电池固定夹具通过螺杆固定在电池固定支板上，电池固定支板与液压油缸固定支板之间设有四根互相平行设置的固定拉杆和一根平行限位导杆。所述针刺装置与限位铁片连接为一体，限位铁片设有一个孔口，限位导杆通过孔口穿过限位铁片，限位导杆上设有限位螺丝，可限定针刺装置的位移；所述位移传感器位于液压油缸的尾部，且与手动控制箱电连接。所述针刺机体积小可放置于封闭防爆燃烧腔体，配合锥形量热仪等联用，为大尺寸锂电池针刺条件下的火灾和消防测试提供了一种科学、安全的实验平台。
附图说明
10.图1为本发明一种大尺寸锂电池针刺机的结构示意图；
11.图2为本发明一种大尺寸锂电池针刺机的主体结构正视图；
12.图3为本发明一种大尺寸锂电池针刺机的主题结构俯视图；
13.图中附图标记含义为：1为液压油缸，2为固定支架，3为固定拉杆，4为限位导杆，5为电池固定支板，6为测试电池或模组，7为电池固定夹具，8为针刺装置，9为液压油缸固定支板，10为液压泵，11为手动控制箱，12为液压油箱，13为位移传感器，14为限位铁片。
具体实施方式
14.下面结合附图以及具体实施方式进一步说明本发明。
15.如图1、图2和图3所示，本发明公开了一种大尺寸锂离子电池针刺机，其包括液压油缸1、固定支架2、固定拉杆3、限位导杆4、电池固定支板5、测试电池或模组6、电池固定夹具7、针刺装置8、液压油缸固定支板9、液压泵10、手动控制箱11、液压油箱12、位移传感器13、限位铁片14。所述液压油缸1、针刺装置8、液压油缸固定支板9、电池固定夹具7、电池固定支板5均安装在可拆卸的固定支架2上；液压油缸1、针刺装置8均固定在液压油缸固定支板上9；针刺装置8与液压油缸1连接为一体，所述液压泵10与所述手动控制箱11电连接。电池固定夹具7通过螺杆固定在电池固定支板5上。电池固定支板5与液压油缸固定支板9之间设有四根互相平行设置的固定拉杆3和一根平行限位导杆4。液压泵10与所述液压油缸1通过油管连接；所述针刺装置8与限位铁片14连接为一体，限位铁片设有一个孔口，限位导杆4通过孔口穿过限位铁片，限位导杆上设有限位螺栓，可限定针刺装置8的位移；所述位移传感器13位于液压油缸1的尾部，且与手动控制箱11电连接。
16.电池固定夹具7用于固定测试电池或模组6。针刺装置8可旋转调节以适应不同直径的钉针。
17.所述液压针刺装置8的位置可以通过限位导杆4调节，位移传感器13位于液压油缸1的尾部，与针刺装置8连接为一体的限位铁片14通过铁丝线与位移传感器13连接。液压油缸置固定支板9与电池固定支板5通过四根固定拉杆连3接固定，电池固定夹具7通过螺杆与电池固定支板5连接，所述的固定拉杆3和限位导杆4为平行设置。
18.所述的位移传感器13、液压泵10均与手动控制箱11电性连接。所述的液压油缸1、液压油箱12均与液压泵10之间通过油管连接。
19.所述针刺装置8可旋转调节以适应不同直径的钉针，电池固定夹具7的几何中心设有孔口，允许针刺装置上的钉针穿过。
20.本发明的针刺机可放置于封闭防爆燃烧腔体，配合锥形量热仪等联用。
21.测试流程：
22.此台针刺试验机可单独开展针刺试验，针刺试验是将待测大尺寸电池或模组与针刺装置8上的钉针垂直放置在液压油缸固定支板与电池固定支板之间的针刺平台上，可根据待测电池或模组体积大小选择是否需要调整高度，然后电池固定夹具7把电池或模组固定后，实验人员退出装夹区域，通过点击手动控制箱11的启动按钮，液压泵系统工作，挤压油缸1推动针刺装置使其上安装的钉针向测试电池或模组方向进行针刺，通过铁细线与针刺装置连接的位移传感器开始计算针刺位移，通过限位导杆4上限位螺栓可设置钉针刺入电池的位移，针刺深度达到限位导杆设定的位移后暂停针刺，待测试结束后，通过手动控制箱上复位按钮或者返回按钮伸回针刺装置，点击关机按钮结束针刺实验。
23.以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括与本发明专利申请范围内。