[发明专利]适用于不同尺寸规格的电池充放电测量装置及方法

说明书

本发明公开了适用于不同尺寸规格的电池充放电测量装置及方法，该装置包括底座、设置在底座上的柱体、能够沿柱体上下移动的横梁、用于夹持待测试电池的夹持机构、用于接通导线和待测试电池的连接件以及用于将连接件挤顶在待测试电池表面的挤顶件。本发明的测量装置具有一定的通用性，其宽度和高度可在一定范围内任意调节，可覆盖目前市场几乎所有尺寸的方形锂离子电池；采用本发明的测量装置，电池夹持后仍保持良好的散热条件，便于开展锂离子电池在恒温环境下的充放电试验测量；电池极耳接触位置设计有温度测量元件快插结构，易于准确测量充放电过程中电池极柱区域的温度变化。

技术领域

本发明属于电池测试技术领域，尤其涉及目前市场上规模化使用的锂离子电池领域，具体涉及一种适用于不同尺寸规格的电池充放电测量装置及方法。

背景技术

随着电动汽车产业的快速发展和推广，主机厂对动力锂离子电池的能量密度、安全性、成本及电池管理技术均提出了更高的要求。方形锂离子电池具有结构简单、能量密度高、安全性好、易于成组和扩容、电池组能量效率高和管理系统简单等优点，逐渐成为电动汽车(尤其是电动商用车)动力系统最主要的储能元件之一。目前，规模化使用的方形锂离子电池尺寸型号众多，根据我国2017年制定的电动汽车方形电池尺寸标准《GB/T 34013-2017电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》，当前市场应用的方形锂离子电池尺寸型号仍有100余种，而面向方形锂离子电池的通用型充放电测试夹具在当前市场上较为少见。

动力锂离子电池在出厂前的化成、分容阶段，以及动力电池成组前的设计、选型阶段，均需要对锂离子电池进行必要的充放电试验测量，以获得电池的容量、倍率性能、高低温性能、发热率等方面的数据指标；同时，在各研究机构进行锂离子电池相关基础研究时，电池充放电测试也常常是其必做的基础实验。在进行锂离子电池充放电试验测试时，通常利用专用测试夹具将电池与充放电测试设备连接，进一步测量锂离子电池的电压、电流和温度三个基本参数。

目前，车用方形锂离子电池单体连接已很少采用锁螺栓固定的连接方式(因其成组空间和接触电阻较大，且振动时易于松动等缺点)，大多采用铝排或铜排将锂离子电池极柱焊接组成模组，该方形锂离子电池极柱一般小于5mm，当前开展其充放电试验测试时需在电池极柱焊接汇流片(镍片或铜片)，以便采用鳄鱼夹与充放电设备连接。显然，采用上述方法进行锂离子电池充放电测量时，焊接后的汇流片对电池造成不可逆损坏且难以拆除，测试后的电池难以进行后续的成组使用；同时，汇流片焊接通常采用激光焊接方式，该焊接方法技术要求较高且具有一定的安全风险，需具备专用焊接设备和专业技术人员才可完成。因此，当前亟需设计一种适用于方形锂离子电池的充放电测试夹具，以服务于电池厂、整车厂以及研究机构快速开展方形锂离子电池充放电试验。

此外，由于锂离子电池的极耳形状和位置对于其内的电流分布、产热和散热都有着极其重要的影响，同时由于较大的极耳电阻和极柱焊接电阻，电池极柱亦可能成为电池充放电过程中的高温区域。因此，在开展方形锂离子电池充放电实验时通常需要测试其正负极柱区域的温度，以便在电池结构设计时完成对其极柱位置和尺寸的最优设计。然而，目前市场仍缺少在线测量方形锂离子电池极柱温度的实验装置，而直接在极柱位置粘贴测温元件(如：热电阻等)又因存在测量误差大(由较大的接触热阻引起)、可靠性差(如：测量过程中测温元件因受热而易发生掉落等)、安全性差等技术缺陷。因此，在方形锂离子电池充放电测量夹具中亟需融入其极柱温度的在线测量设计，以服务于电动汽车大尺度方形锂离子电池结构设计和优化。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种适用于不同尺寸规格的电池充放电测量装置及方法，尤其适用于目前市场上规模化使用的方形锂离子电池，解决现有的方形锂离子电池在充放电测试后需要焊接汇流片对电池造成损坏、工艺复杂以及缺少电池极柱温度测量的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：