專利名稱：針刺實驗機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電池行業(yè)中的安全性測試設備，更具體地說，涉及一種對 電池電芯進行針刺測試的針刺實驗機。
背景技術：
電池電芯通常需要進行過充、過放、擠壓、外部短路、針刺等一系列破壞 性檢測試驗。其中針刺測試用來測試電池的安全性能，通常使用針刺實驗機來 對電池電芯進行針刺測試。針刺實驗機通常包括機架、用于固定電芯的電芯夾 具、鋼針模具和液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)驅動鋼針^t具上的鋼針沖向待測電芯，并 將待測電芯刺穿，在待測電芯中停留很短時間后從待測電芯內抽出，再觀測電 芯是否爆炸或起火，從而完成針刺檢測試驗。當鋼針模具上的鋼針沖向待測電 芯時，由于鋼針的中心線與待測電芯的最高母線存在一定的對中性偏差，使得待測電芯對鋼針會產(chǎn)生巨大的轉矩和彎矩，使得鋼針容易被折斷；同時，鋼針 將受到的巨大轉矩直接沖擊液壓系統(tǒng)中的液壓缸，使得液壓缸壽命變短。實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術中針刺實驗機存在鋼針 容易折斷、液壓缸壽命短的缺陷，提供一種鋼針能夠平穩(wěn)運行、鋼針不直接沖 節(jié)液壓缸的針刺實驗機。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是構造一種針刺實驗機， 包括機架、電芯夾具、設有鋼針的鋼針模具和液壓系統(tǒng)，所述機架包括底板和 頂板、固定在頂板和底板之間且位于底板四周的導向柱、位于頂板和底板之間 且套設在導向柱上的滑板，所述鋼針模具設置在滑板的下側，所述電芯夾具設 置在底板上側正對鋼針才莫具處，所述液壓系統(tǒng)設置在頂板上并驅動連接所述滑 板沿導向柱上下滑動。在本實用新型所述針刺實驗機中，所述滑板上設有與導向柱相匹配的導向孔，所述導向孔內嵌有無油襯套，所述村套套設在導向柱上。在本實用新型所述針刺實驗機中，所述導向柱為四個，分別設置在滑板的四個角。在本實用新型所述針刺實驗機中，所述頂板前側設有放置攝像頭的第一缺 口 ，所述滑4反前側設有與所述第 一缺口相匹配的第二缺口 。在本實用新型所述針刺實驗機中，所述液壓系統(tǒng)包括固定在頂板上的液壓 缸、向液壓缸供液的液壓站、連接在液壓缸和液壓站之間的連通管，所述液壓 缸的活塞桿尾端連接在滑板上側，所述連通管上設有節(jié)流閥。在本實用新型所述針刺實驗機中，還包括測速裝置，所述測速裝置包括固 定在頂板上的標桿、沿標桿滑動設置且下端連接在所述滑板上的測速桿、以及 固定在標桿上的感應器、芯片和顯示裝置，所述感應器將感應到的標桿和測速 桿之間相對位置的信息輸送給芯片，芯片再根據(jù)兩個位置的位置差計算出測速 桿在預設周期內的平均速度并輸送給顯示裝置顯示出來。在本實用新型所述針刺實驗機中，所述電芯夾具包括設置在底板上的V 形塊，所述V形塊上設有V形槽，所述V形槽的對稱中性面通過所述鋼針。在本實用新型所述針刺實驗機中，所述V形塊上方設有兩根平行所述V形槽的夾緊棒，所述鋼針正對于所述兩根夾緊棒之間，所述底板上設有固定所 述夾緊棒的支撐板。在本實用新型所述針刺實驗機中，所述鋼針模具包括固定在滑板下側的上模、螺紋連接在上模下端的下模和固定在下模下端設置的中心孔內的鋼針，所 述上模下端和下模上端之間的連接處設有相互匹配的導向柱面。實施本實用新型的針刺實驗機，具有以下有益效果通過設置機架包括底 板和頂板，并在頂板和底板之間設置導向柱，從而架構了整個針刺實驗機的框 架，牢固地將各個裝置固定在機架的各個位置，使得針刺實驗機在工作時穩(wěn)定 可靠；在頂板和底板之間設置由液壓系統(tǒng)驅動的沿導向柱可上下滑動的滑板， 再將鋼針模具設置在滑板下側，導向柱對滑板起到導向的作用，在調試好電芯 夾具的位置后，鋼針在下沖的過程中不容易發(fā)生偏移，能夠對準待測電芯的最 高母線，從而盡可能地減小了待測電芯給鋼針帶來的轉矩和彎矩，保證了鋼針 不容易折斷；同時鋼針模具設置在滑板下側，而液壓系統(tǒng)設置在頂板上，鋼針 受到的巨大轉矩先被傳遞給滑板，在位于滑板四周的導向柱抵消大部分轉矩后 再傳遞給液壓系統(tǒng)的液壓缸，此時液壓缸受到的沖擊大大減小，從而延長了液 壓缸的使用壽命。下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。


圖1是本實用新型所述針刺實驗機優(yōu)選實施例的立體圖； 圖2是本實用新型所述針刺實驗機優(yōu)選實施例的半剖視圖； 圖3是本實用新型所述針刺實驗機優(yōu)選實施例中電芯夾具的立體結構示 意圖；圖4是本實用新型所述針刺實驗機優(yōu)選實施例中鋼針模具的立體結構示意圖；圖5是本實用新型所述針刺實驗機優(yōu)選實施例中鋼針模具的上模的結構 示意圖；圖6是本實用新型所述針刺實驗機優(yōu)選實施例中鋼針模具的下模的結構 示意圖。
具體實施方式
如圖1、 2所示，在本實用新型的針刺實驗機的優(yōu)選實施例中，包括機架 10、電芯夾具20、鋼針模具30、液壓系統(tǒng)40和測速裝置50。其中，機架IO 用于將設備固定在基礎上，并將設備的各個部分牢固地固定在各自的位置上， 包括底板11、頂板12、導向柱13和滑板14。底板11上可設有固定連接結構， 以便底板ll能夠固定在基礎上。導向柱13豎直設置在底板11的四周，其兩 端分別固定在底板11和頂板12上，從而形成針刺實驗^L的整個框架。液壓系 統(tǒng)40設置在頂板12上側，鋼針模具30固定在滑板14下側，電芯夾具20固 定在底板11上并正對于鋼針模具30。在本優(yōu)選實施例中，優(yōu)選導向柱13為 四根，底板ll為矩形，四根導向柱13分別設置在底板11的四個角上?；?14設置在頂板12和底板11之間，滑板14上對應導向柱13的位置上設有通 孔，通孔內最好嵌有套設在導向柱13上的無油襯套15，使得滑板14能夠沿 導向柱13在頂板12和底板11之間滑動，并且滑動時不會在導向柱上留下潤 滑油，保證實驗時操作人員的衛(wèi)生清潔。如圖1所示，在機架頂板的前側設有第一缺口 16,該第一缺口用來設置 攝像頭，方便對實驗過程進行跟蹤錄像，滑板的前側對應第一缺口 16處設有對應的第二缺口 17，該第二缺口 17保證滑板不擋住揚z像頭的^L野，以便攝像 頭能夠直接對位于滑板下側的鋼針沖刺電芯的過程進行攝像。如圖3所示，電芯夾具20包括固定在底寺反11上的V形塊21、設置在V 形塊21側面的支撐板22、設置在支撐板22上的兩根夾緊棒23。其中，V形 塊21上設有V形槽24，該V形槽24的對稱中性面正好通過鋼針模具30上豎 直設置的鋼針。當待測電芯1放置在V形槽24中時，待測電芯1與V形槽24 的兩斜面形成線接觸，這兩條接觸線相對于通過鋼針的中性面對稱，在鋼針沖 向待測電芯1時，兩條接觸線均分了鋼針帶來的沖擊力，使得待測電芯1不會 因受力不均而從夾具中彈出，確保了試驗能夠有效地進行。支撐板22最好設置在V形槽24兩端開口處，當待測電芯1發(fā)生爆炸時， 其碎片沿V形槽24竄動時能夠被支撐板22擋住，避免其傷人。夾緊棒23平 行V形塊的V形槽24，當待測電芯l放置在V形槽24內時，調節(jié)夾緊棒23 兩端在支撐板22上的位置，使得鋼針模具上的鋼針針對于兩根夾緊棒23之間 的間隙，以便鋼針能沖向待測電芯1進行針刺試驗。在調節(jié)夾緊棒23時，應 盡量保證夾緊棒23不接觸放置在V形槽24上的待測電芯1，以防止夾緊棒23 影響待測電芯1最高母線相對于鋼針的位置，進而影響到V形塊21的定位精 度。當鋼針返回時，夾緊棒23阻礙待測電芯1隨鋼針上移，使得待測電芯1 能夠從鋼針上脫落下來。在測試方形電芯時，可在V形槽24上防止一塊中心帶孔的平板，將孔對 準鋼針，再將電芯置于平板上即可。還可以在V形槽24的斜面上設置缺口 ， 缺口形成放置該平板的平臺，從而固定該平板，定位非常方便快捷。在本優(yōu)選實施例中，支撐板22上設有滑槽25,夾緊棒23的兩端分別設 置在對應的支撐板上的滑槽25內。當待測電芯1尺寸不同時，夾緊棒23能夠沿滑槽25滑動，獲得不同的相對于V形槽24的距離，適應不同井見格待測電芯 1的針刺試驗。如圖4、 5、 6所示，鋼針模具30包括上模31、下模32和固定在下模32 下端的鋼針33。其中，上模31上端可設置沉頭孔311,通過沉頭螺釘將上模 31固定在滑板14上；上模31下端開設有與上模中心線重合的螺紋孔312,螺 紋孔312開口處設有帶錐度的內導向柱面313。下模32上端設有與所述上模 的螺紋孔312相配合的螺紋柱面322，該螺紋柱面322的中心線與下模32的 中心線平行，在螺紋柱面322的尾端設有與所述螺紋孔312的內導向柱面313 相匹配的外導向柱面323，當螺紋柱面322和螺紋孔312相配合時，內導向柱 面313和外導向柱面323相互定位，使得下模32的中心線能夠與上模31的中 心線平行。在下模32的下端開設中心孔321，該中心孔321的中心線與下模 螺統(tǒng)柱面322的中心線平行。鋼針33與該中心孔321過渡配合，鋼針33的中 心線與中心孔321的中心線重合。中心孔321 ^側壁上設有鎖緊螺釘34，用 于固定插入中心孔321的鋼針33，方便鋼針33的拆卸或更換。這樣，鋼針33 的中心線能夠與上模的內導向柱面313的中心線平行，只要保證上模31中帶 錐度的內導向柱面313與上模31頂部平面垂直，就能夠保證鋼針33與上模 31的頂部平面垂直。使得鋼針33與滑板14移動方向平行，減小了鋼針33在 沖向待測電芯1時產(chǎn)生巨大的彎矩，避免鋼針被折斷。在本優(yōu)選實施例中，液壓系統(tǒng)40 i殳置在頂板12上，包括液壓缸41、向 液壓缸41提供液體的液壓站、控制液壓缸41的進液速度的節(jié)流閥42。其中 液壓缸41缸體固定在頂板12上，液壓缸41的活塞桿穿過頂板12上設置的通 孔連接在滑板14的上側，以驅動滑板14上下移動。液壓站通過連通管43連 接至液壓泵，節(jié)流閥42設置在連通管43上。液壓站最好采用定量泵，以穩(wěn)定液壓缸41的出軸速度，使得與活塞桿連接的滑板14能夠沿導向柱13勻速滑 動，方便測速裝置50進行測速。通過調節(jié)節(jié)流閥42，使得滑板14獲得合理 的滑動速度。測速裝置50設置在頂板12上，包括測速桿51、標桿52、感應器53、芯 片、顯示裝置54,標桿52固定在頂板12上，測速桿51設置在標桿52的滑 槽內且沿該滑槽可上下滑動，感應器53和顯示裝置54固定在標桿52上。測 速桿51的下端連接在滑板14上，當滑板14上下滑動時，帶動測速桿51在標 桿52的滑槽內滑動。當測速裝置進行測速時，芯片在測速周期開始時觸發(fā)感應器53,感應器 53感應測速桿51的位置并輸送到芯片；芯片在測速周期結束時再觸發(fā)感應器 53,感應器53再次感應測速桿51的位置并輸送至芯片；芯片才艮據(jù)兩個測速桿 51的兩個位置計算處在測速周期內測速桿51的位移量，從而計算處測速桿51 的速度，并將該速度值顯示在顯示裝置54上，從而完成整個測速過程。由于 測速桿51與滑板14連接，而鋼針模具30固定在滑板14上，因此測速裝置 50測得的速度即為鋼針33的速度。通過該測速裝置50反饋的鋼針速度，可 及時調節(jié)液壓系統(tǒng)中的節(jié)流閥42,使得鋼針運動速度達到具體實驗時的要求。
權利要求1、一種針刺實驗機，包括機架、電芯夾具、設有鋼針的鋼針模具和液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述機架包括底板和頂板、固定在頂板和底板之間且位于底板四周的導向柱、位于頂板和底板之間且套設在導向柱上的滑板，所述鋼針模具設置在滑板的下側，所述電芯夾具設置在底板上側正對鋼針模具處，所述液壓系統(tǒng)設置在頂板上并驅動連接所述滑板沿導向柱上下滑動。
2、 根據(jù)權利要求1所述針刺實驗機，其特征在于，所述滑板上設有與導 向柱相匹配的導向孔，所述導向孔內嵌有無油襯套，所述襯套套設在導向柱上。
3、 根據(jù)權利要求2所述針刺實驗機，其特征在于，所述導向柱為四個， 分別設置在滑板的四個角。
4、 根據(jù)權利要求1所述針刺實驗機，其特征在于，所述頂板前側設有放 置攝像頭的第一缺口 ，所述滑板前側設有與所述第一缺口相匹配的第二缺口 。
5、 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述針刺實驗機，其特征在于，所述液 壓系統(tǒng)包括固定在頂板上的液壓缸、向液壓缸供液的液壓站、連接在液壓缸和 液壓站之間的連通管，所述液壓缸的活塞桿尾端連接在滑板上側，所述連通管 上設有節(jié)流閥。
6、 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述針刺實驗機，其特征在于，還包括 測速裝置，所述測速裝置包括固定在頂板上的標桿、沿標桿滑動設置且下端連 接在所述滑板上的測速桿、以及固定在標桿上的感應器、芯片和顯示裝置，所 述感應器將感應到的標桿和測速桿之間相對位置的信息輸送給芯片，芯片再根 據(jù)兩個位置的位置差計算出測速桿在預設周期內的平均速度并輸送給顯示裝 置顯示出來。
7、 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述針刺實驗機，其特征在于，所述電 芯夾具包括設置在底板上的V形塊，所述V形塊上設有V形槽，所述V形槽的 對稱中性面通過所述鋼針。
8、 根據(jù)權利要求7所述針刺實驗機，其特征在于，所述V形塊上方設有 兩根平行所述V形槽的夾緊棒，所述鋼針正對于所述兩根夾緊棒之間，所述底 板上設有固定所述夾緊棒的支撐板。
9、 根據(jù)權利要求1至4中任一項所述針刺實驗機，其特征在于，所述鋼 針模具包括固定在滑板下側的上模、螺紋連接在上模下端的下模和固定在下模 下端設置的中心孔內的鋼針，所述上模下端和下模上端之間的連接處設有相互 匹配的導向柱面。
專利摘要本實用新型涉及一種針刺實驗機，包括機架、電芯夾具、設有鋼針的鋼針模具和液壓系統(tǒng)，機架包括底板和頂板、導向柱和滑板，鋼針模具設置在滑板的下側，電芯夾具設置在底板上側正對鋼針模具處，液壓系統(tǒng)設置在頂板上并驅動連接所述滑板沿導向柱上下滑動。通過設置在頂板和底板之間設置由液壓系統(tǒng)驅動的沿導向柱可上下滑動的滑板，導向柱對滑板起到導向的作用。鋼針在下沖的過程中不容易發(fā)生偏移，保證了鋼針不容易折斷；同時，位于滑板四周的導向柱能夠抵消大部分鋼針產(chǎn)生轉矩后再傳遞給液壓系統(tǒng)的液壓缸，此時液壓缸受到的沖擊大大減小，從而延長了液壓缸的使用壽命。
文檔編號G01R31/36GK201096874SQ200720171928
公開日2008年8月6日 申請日期2007年9月21日 優(yōu)先權日2007年9月21日
發(fā)明者彭德貴, 王耀會 申請人:深圳市比克電池有限公司