一種電池測試夾具的制作方法

本實用新型涉及一種電池測試夾具，屬于夾具工裝技術領域。

背景技術：

動力電池行業近些年來發展迅猛，從企業到科研院校都對動力電池展開了各種測試研究，在企業可以使用大型自動化設備對電池進行性能參數測試，但是在科研院校或者在企業的試驗階段卻需要小型測試裝置對電池進行性能參數測試，此處所提到的性能參數測試是指，對電池進行充放電以及對電池進行電壓、電流和溫升等進行監測。

要精確的測量電池的各項性能參數，就需要保證每次進行測量時的環境溫度和環境濕度是一致的，即要求在恒溫恒濕箱（以下簡稱恒溫箱）內進行測試操作，這樣就要求測試裝置的體積盡可能小。但是，要對電池性能參數進行統計分析，就需要對大量的電池進行測試，但是為了提高測試效率，縮短測試周期，就要求一次測試的電池數量越多越好。此外，由于每一塊電池都需要有對應的充放電線、電壓采集線和溫度傳感線，當電池越多時，線路也就越多，此種情況下就不能在恒溫箱內進行反復接線，也就是需要將線路都連接好，每次只拆裝電池，不動線路，而且電池的拆裝要做到既快捷有可靠。

當然，也可能會有些在不需要恒溫恒濕的開放環境中進行的電池測試，因此，測試裝置最好能夠兼容這兩種不同的測試環境。

動力電池按照封裝形式可以分為三大類：方形、圓柱形和軟包，顯然不同的封裝形式對于測裝置的結構有著決定性影響， 中國專利CN102967732 A、CN103825043 A、CN202502118 U是對方形電池進行測試，CN105990701 A專利是對圓柱形電池進行測試，CN 205404615 U是對軟包電池進行測試。

現有的測試裝置存在著測試效率低的問題，一套裝置通常只針對一塊電池進行測試，尤其不適合在恒溫恒濕箱內對電池進行批量測試，所說的測試包括對電池進行充放電、電壓監控及溫度測量，比如CN102967732 A，CN103825043 A。

現有技術多數無法或不適合對動力電池進行充放電，尤其是使用大電流（1C以上）進行充放電。

中國專利CN102967732A公開了一種電池測內阻夾具，如圖1所示，該實用新型是用于電池測內阻，該套裝置不適合同時測量多塊電池，并且由于電池的底端（圖中方框的右邊界）沒有限位，完全依靠電池表面與承載板1的摩擦來保證測試端子21與電池的接觸，這種情況下接觸電阻會很大，并且無法使用該裝置進行電池充放電。

中國專利CN202502118U公開了滑片式高速四線制電池專用測量夾具，如圖2所示，該專利相對更適合批量測量，但是只適合于針對電極分居在兩端的電池，對于電極在同一側的電池不適用，不能用于動力電池充放電，電池固定不夠可靠，存在脫落風險。

中國專利CN103825043A公開了重力式電池化成專用夾具，如圖3所示，該實用新型是電池化成（化成是指以≤0.2C的電流對電池進行初次充電）專用夾具，適用于批量生產，能夠對動力電池進行充放電，但是存在如下問題：1、電池安放過程中定位不夠準確可靠，需要依靠人為的經驗，并且如果在恒溫恒濕箱內批量測量電池，電池的安裝位置會變得不可見，無法對電池進行準確的安裝，而如果以手的觸摸為判斷依據，是不安全的，效率也會降低；2、電池被零件1完全遮住了底部，被左負極彈簧片3、右負極彈簧片4遮住了側面的一部分，無法對被遮住的部分進行溫度信號采集；3、批量測試時線路散亂無約束，而且存在著接觸電阻大的問題。

中國專利CN205404615U公開了一種用于測試電池電流的夾具，如圖4所示，只適合測量軟包電池。

中國專利CN105990701A公開了大電流極柱型電池夾具，只適合測量圓柱型電池。

技術實現要素：

為克服現有技術存在的缺陷，解決上述技術問題，本實用新型的目的是：1、本實用新型要求可以使用一套夾具來實現多塊電池的測試，可以在較小空間的恒溫恒濕箱內使用一套或者多套夾具進行電池批量測試，要可以兼容非恒溫恒濕的開放性測試環境；2、本實用新型要求裝拆方便，測試效率高；3、本實用新型要可以對電池進行大電流（1C以上）充放電；4、本實用新型要可以對方形電池的六個面進行溫度信號采集，并且使電池表面盡可能多的暴露出來，為電池表面溫度測量提供盡可能多的測量點；5、本實用新型要求測試裝置的接觸電阻要小，解決現有裝置存在接觸電阻大的問題；6、本實用新型做適當變形后可以用于圓柱形電池的測試。

本實用新型采用如下技術方案：一種電池測試夾具，其特征在于，包括測試基座、電池裝夾組件，所述電池裝夾組件設置于所述測試基座的上方，所述電池裝夾組件的底部通過緊固件與所述測試基座的頂部相連接。

優選地，測試基座包括基座底板一、基座底板二、探針安裝板一、探針安裝板二；基座底板二設置于基座底板一的正上方，基座底板二與基座底板一之間還設置有對稱分布的底板支撐板，基座底板二與底板支撐板、底板支撐板與基座底板一均通過緊固件連接；探針安裝板一設置于基座底板二的上方，探針安裝板二設置于探針安裝板一的上方，基座底板二與探針安裝板一之間設置有分隔板一、若干連接板，基座底板二的上表面通過緊固件分別與分隔板一的底部、連接板的底部相連接，探針安裝板一的下表面通過緊固件分別與分隔板一的頂部、連接板的頂部相連接，基座底板二與探針安裝板二之間還設置有若干分隔板二，分隔板二通過緊固件分別與基座底板二、探針安裝板二相連接，探針安裝板一與探針安裝板二之間設置有分隔板三，分隔板三通過緊固件分別與探針安裝板一、探針安裝板二相連接，探針安裝板二上還設置有分隔板四、定位安裝塊，分隔板四、定位安裝塊分別通過緊固件與探針安裝板二相連接，探針安裝板二通過若干組內六角螺釘螺母以及套筒與探針安裝板一固定連接。

優選地，探針安裝板一上開設有若干個探針安裝孔，探針安裝孔內安裝有相配合的探針，探針的外周面分別套設有相配合彈簧和墊片，彈簧設置于探針的底部，探針采用鍍錫紫銅，探針的頂端為半球形，可以保證探針具備很強的適應性，即使在電池端子表面與探針不垂直，或者電池端子表面不夠光滑的情況下，也能夠使探針與電池端子接觸良好，并且彈簧要有足夠大的彈力，這樣有利于減小接觸電阻；分隔板一分別與連接板、分隔板二水平呈直角連接，分隔板二與分隔板三水平呈直角連接，分隔板四與分隔板三平行設置，分隔板一、連接板、分隔板二、分隔板三以及分隔板四起到隔離探針的作用，避免電極之間短接。

優選地，定位安裝塊上設置有臺階，用于將電池裝夾組件裝在測試基座上時進行定位。

優選地，基座底板二的兩側對稱開設有若干等間距分布的矩形槽，底板支撐板的底部設置有若干等間距分布的矩形槽，基座底板二上的矩形槽與底板支撐板的矩形槽中安裝有線纜，實現了約束線纜的路徑，使得線纜整齊分明的作用。

優選地，底板支撐板、基座底板一、基座底板二之間形成空間，用于線纜與測試設備連接時走線，線纜包括充放電線和電壓信號采集線。

優選地，基座底板一的兩側對稱開設有若干等間距分布的矩形槽，基座底板一上的矩形槽用于將測試基座固定在恒溫恒濕箱托板或其他盛放面上。

優選地，電池裝夾組件包括電池限位底板、電池限位中板、電池限位頂板、若干絲桿，電池限位中板設置于電池限位底板的上方，電池限位頂板設置于電池限位中板的上方，電池限位底板通過絲桿與電池限位中板固定連接，電池限位中板通過絲桿與電池限位頂板固定連接，電池限位底板與電池限位頂板之間設置有若干等間距排列的電池，電池限位底板與電池限位中板上均設置有與電池相配合的卡槽一，電池限位頂板上設置有與電池相配合的卡槽二；電池嵌套設置于電池限位底板和電池限位中板的卡槽一中，電池的頂端緊貼電池限位頂板上的卡槽二，卡槽一的寬度大于卡槽二的寬度；電池為方形電池或者圓柱形電池或者軟包電池，卡槽一與卡槽二的形狀為與電池相匹配的方形或者圓柱形。

優選地，絲杠與電池限位底板的上端、電池限位中板的上下端、電池限位頂板上下端的連接處均設置有螺母和墊片。

優選地，電池限位頂板上還設置有若干頂板加強筋，頂板加強筋通過緊固件與電池限位頂板相連接，頂板加強筋用來避免電池限位頂板在壓緊過程中產生明顯彎曲。

本實用新型所達到的有益效果：（1）本實用新型可以使用一套夾具來實現多塊電池的測試，可以在較小空間的恒溫恒濕箱內使用一套或者多套夾具進行電池批量測試，并且兼容非恒溫恒濕的開放性測試環境，裝拆方便，測試效率高；（2）本實用新型可以對方形電池的六個面進行溫度信號采集，并且電池遮擋面積小于7%（電池限位中板可以調節，不計算遮擋面積），這樣就使得電池表面盡可能多的暴露出來，為電池表面溫度測量提供盡可能多的測量點；（3）本實用新型中的探針具備自適應性，即使在電池端子表面與探針不垂直，或者表面不夠光滑的情況下，也能夠使探針與電池端子充分接觸，并且接觸電阻非常小，其值為0.2±0.05；（4）本實用新型將所有探針都分離開來，提高測試安全性及可靠性，避免短接風險；（5）本實用新型將電力電子線纜進行充分合理的約束，使走線清晰有條理，方便線路追蹤檢查；（6）本實用新型中與電池、電力電子元件相接處的零部件（探針除外）均為絕緣材料或做絕緣處理，保證安全性。

附圖說明

圖1是現有的一種電池測內阻夾具的結構示意圖。

圖2是現有的滑片式高速四線制電池專用測量夾具的結構示意圖。

圖3是現有的重力式電池化成專用夾具的結構示意圖。

圖4是現有的一種用于測試電池電流的夾具的結構示意圖。

圖5是本實用新型的安裝后的結構示意圖。

圖6是本實用新型的拆卸后的結構示意圖。

圖7是本實用新型的測試基座的一個實施例的爆炸視圖的結構示意圖。

圖8是本實用新型的電池裝夾組件的結構示意圖。

圖9是本實用新型用于開放環境下的一個實施例的結構示意圖。

圖10是本實用新型用于圓柱形電池的一個實施例的爆炸視圖的結構示意圖。

圖中標記的含義：1-測試基座，2-電池裝夾組件，3-帶墊螺釘，111-基座底板一，112-基座底板二，113-底板支撐板，12-線纜，121-絕緣帽，122-絕緣墊圈，123-負極座，131-分隔板一，132-連接板，133-分隔板二，134-分隔板三，135-分隔板四，141-探針安裝板一，142-彈簧，143-探針，144-探針安裝板二，15-套筒，16-定位安裝塊，21-電池限位底板，22-絲桿，23-電池限位中板，24-電池，25-電池限位頂板，26-頂板加強筋。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。

圖5是本實用新型的安裝后的結構示意圖。圖6是本實用新型的拆卸后的結構示意圖。本實用新型包括測試基座1和電池裝夾組件2，兩者之間通過帶墊螺釘3進行連接。本實用新型的測試夾具可以在恒溫恒濕箱（以下簡稱恒溫箱）內使用，也可以不在恒溫箱內使用，兩種情況下的使用方式有所差異。首先就該夾具在恒溫箱內使用時的方法進行詳細介紹。測試基座1先行組裝好后，固定于恒溫箱內，然后將電池裝夾組件2通過帶墊螺釘3與之固連。每次更換電池時將電池裝夾組件2取下，在恒溫箱外更換好電池后，再將電池裝夾組件2與測試基座1進行固連。帶墊螺釘3的拆卸可以通過棘輪扳手或者電動扳手進行，操作簡便，既不耗費時間，又不需要較大的操作空間。

圖7是本實用新型的測試基座的一個實施例的爆炸視圖的結構示意圖。測試基座1包括基座底板一111、基座底板二112以及2塊底板支撐板113通過沉頭螺釘連接在一起。基座底板一111上的矩形槽用于將測試基座1固定在恒溫箱托板或其他盛放面上，基座底板二112與底板支撐板113上的矩形槽用于約束線纜12的路徑，通過這種約束使得線纜12整齊分明，2塊底板支撐板113之間的空間用于線纜12與測試設備連接時走線，線纜12包括充放電線和電壓信號采集線。基座底板二112與1個分隔板一131、4個連接板132通過沉頭螺釘固連，4個連接板132與探針安裝板一141通過沉頭螺釘固連，探針安裝板一141與分隔板三134通過沉頭螺釘固連，8個彈簧142及墊片套在8個探針143上，再將探針143裝進探針安裝板141的對應孔中，分隔板四135及4個定位安裝塊16通過沉頭螺釘與探針安裝板二144固連，再將探針安裝板144通過4組內六角螺釘螺母以及4個套筒15與探針安裝板一141固連，分隔板二133通過沉頭螺釘與基座底板二112、探針安裝板二144固連。分隔板一131、連接板132、分隔板二133、分隔板三134以及分隔板四135起到隔離探針的作用，避免電極之間短接。探針143采用鍍錫紫銅，頂端為半球形，底部裝有彈簧142，這樣的設計可以保證探針具備很強的適應性，即使在電池端子表面與探針不垂直，或者表面不夠光滑的情況下，也能夠使探針與電池端子接觸良好，并且彈簧142要有足夠大的彈力，這樣有利于減小接觸電阻。定位安裝塊16上有一個臺階，用于將電池裝夾組件2裝在測試基座1上時進行定位。

圖8是本實用新型的電池裝夾組件的結構示意圖。電池裝夾組件2包括電池限位底板21與電池限位中板23通過4個絲桿及16組螺母和墊片固連，電池限位頂板25與2個頂板加強筋26通過10個沉頭螺釘固連，4塊電池24放入到電池限位底板21和電池限位中板23相應的卡槽中，再用電池限位底板25通過4組螺母和墊片壓緊電池。電池限位底板21上的四個小孔用于電池裝夾組件2與測試基座1之間的固連。電池限位中板23的作用是方便電池安裝定位，其位置可調，所以不會影響電池側面溫度信號采集。頂板加強筋26可以根據電池限位頂板25所使用的材料決定是否使用，如果是使用剛性好的表面做過絕緣處理的材料，則可以不使用頂板加強筋26；而如果使剛性較弱的絕緣材料，則需要使用頂板加強筋26避免電池限位頂板25在壓緊過程中產生明顯彎曲。

圖9是本實用新型用于開放環境下的一個實施例的結構示意圖。將本實用新型置于開放環境中使用，則只需要將電池限位頂板25拆下，將電池24取出和更換后，再將電池限位頂板25用螺母和墊片壓緊即可。

圖10是本實用新型用于圓柱形電池的一個實施例的爆炸視圖的結構示意圖。本實施例中的電池為圓柱形電池24，電池限位底板21與電池限位中板23上均設置有與圓柱形電池24相配合的卡槽一，電池限位頂板25上設置有與圓柱形電池24相配合的卡槽二，卡槽二內設置有負極座123；圓柱形電池24嵌套設置于電池限位底板21和電池限位中板23的卡槽一中，圓柱形電池24的負極緊貼電池限位頂板25上的卡槽二內的負極座123，卡槽一的寬度大于卡槽二的寬度；卡槽一與卡槽二的形狀為與圓柱形電池24相匹配的圓柱形。電池裝夾組件2還包括絕緣帽121、絕緣墊圈122，絕緣帽121套接在線纜12的接頭上，絕緣墊圈122與負極座123套接在一起與圓柱形電池的底平面貼合，絕緣帽121起到防護作用，絕緣墊圈122起到拉緊負極座123的作用，負極座123為鍍錫紫銅，與圓柱形電池24底平面貼合，用于充放電和電壓信號采集。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：（1）整套結構由測試基座和電池裝夾組件兩部分組成，兩者之間通過螺釘固連，每次更換電池時根據實際需要，將電池裝夾組件拆下進行更換；亦可以將頂部的電池限位板拆下后更換電池；（2）基座底板一上有矩形槽，用于將測試基座固定在恒溫箱托板或其他盛放面上，基座底板二與底板支撐板上有矩形槽用于約束線纜的路徑，通過這種約束使得線纜整齊分明；（3）使用多塊分隔板保證每一個探針都被獨立分隔開來，避免短接風險，保證安全；（4）探針采用鍍錫紫銅，頂部為半球形，底部裝有足夠大彈力的彈簧，保證探針與電池端子接觸良好，并且有足夠大的壓緊力；（5）測試基座上裝有四個定位安裝塊，每個定位安裝塊上都有一個臺階，該臺階用于將電池裝夾組件裝在測試基座上時進行定位；（6）上中下三塊電池限位板使得本實用新型可以同時測量多塊電池；（7）上下兩塊限位板只約束了電池的四個棱邊，每個棱邊的兩個垂直面被覆蓋的深度不超過3mm，電池限位中板的作用是方便電池安裝定位，其位置可調，不會影響電池側面溫度信號采集；（8）頂板加強筋可以保證在使用剛性較小的絕緣板材時，頂板不會因為壓緊電池而產生明顯的彎曲。

以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本實用新型的保護范圍。