[发明专利]一种电池电芯外加力学约束参数可调的模组结构

说明书

本发明公开的一种电池电芯外加力学约束参数可调的模组结构，属于能源电池领域。本发明包括控制装置和加载结构，控制装置包括上部件和下部件，加载结构包括左夹板和右夹板，加载结构之间放置电池电芯，左夹板上、下两端分别与上部件和下部件连接，右夹板上、下两端分别与上部件和下部件连接；根据电池电芯的膨胀方向，通过控制上部件、下部件分别驱动左夹板、右夹板的轴向移动，轴向移动为沿着上部件和下部件长度方向的移动，调控电池电芯在循环过程中受到的外加力学约束，从而提高电池模组的使用寿命。调控电池电芯在循环过程中受到的外加力学约束包括主动或被动地调控，主动调控采用主动电动控制或主动液压控制，被动调控采用被动弹簧控制。

技术领域

本发明涉及一种电池电芯外加力学约束参数可调的模组结构，属于能源电池领域。

背景技术

随着人们的生活水平不断提高以及人们的环保意识逐渐的提升，电动设备在日常生活中所占比重变得越来越大并且在一些领域内可能会取代燃油燃气设备，这就对为电动设备提供能源供应的锂电池提出的很高的要求。人们不断提高锂电池的容量，会导致锂电池在充放电过程中产生显著巨大的体积膨胀，如果任由电池发生显著的体积膨胀，则会影响电池及电池模组的使用寿命。对电池模组施加一定的力学约束可以在一定程度上抑制电池的体积膨胀，提升电池及电池模组的循环性能，因此对电池模组外加力学约束显得越来越重要。

目前常用的电池模组只在两侧的电池通过外部模组外壳施加固定的约束，但是在电池之间无约束，这样的模组结构无法实现在电池循环过程中主动调节外加力学约束。电池在不同的循环周次和循环状态下，需要的最佳外加力学约束是不同的，因此为了延长电池及电池模组的使用寿命，开发一种外加力学约束参数可调的模组结构是很重要的。

发明内容

本发明公开的一种电池电芯外加力学约束参数可调的模组结构要解决的技术问题是：具有外加力学约束参数可调的模组结构的电池模组，可以主动或被动地调控电池电芯在循环过程中受到的外加力学约束，从而提高电池模组的使用寿命，外加力学约束包括外加压力约束和外加位移约束。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种电池电芯外加力学约束参数可调的模组结构，包括控制装置和加载结构，所述控制装置包括上部件和下部件，所述加载结构包括左夹板和右夹板，所述加载结构之间放置电池电芯，所述左夹板上、下两端分别与上部件和下部件连接，所述右夹板上、下两端分别与上部件和下部件连接。根据电池电芯的膨胀方向，通过控制上部件、下部件分别驱动左夹板、右夹板的轴向移动，所述轴向移动为沿着上部件和下部件长度方向的移动，调控电池电芯在循环过程中受到的外加力学约束，从而提高电池模组的使用寿命。所述外加力学约束包括外加压力约束和外加位移约束。

作为优选，所述电池电芯为锂离子电池电芯。

调控电池电芯在循环过程中受到的外加力学约束的方式包括主动调控和被动调控。

作为优选，当调控方式为主动调控时，控制方式采用主动电动控制，所述控制装置包括上轨道、下轨道、电机和控制器，所述左夹板上、下两端分别与上轨道和下轨道连接，所述右夹板上、下两端分别与上轨道和下轨道连接。所述控制器与电机、左夹板和右夹板连接。所述电机与上轨道和下轨道连接。根据电池电芯的膨胀方向，所述上轨道和下轨道分别驱动左夹板和右夹板的轴向移动。

为了调控电池电芯的外加压力约束，作为进一步优选，所述左夹板和右夹板设置有压力传感器。

为了调控电池电芯的外加位移约束，作为进一步优选，所述左夹板和右夹板设置有位移传感器。