电池膨胀力测量装置及测量方法

摘要

本发明公开了一种电池膨胀力测量装置及测量方法。电池膨胀力测量装置包括：支撑台架；至少两个导杆；第一可移动平板和第二可移动平板；力传感器；微位移调整装置；力传感器阵列，力传感器阵列设置于第一可移动平板的底面，力传感器阵列适于检测电池表面的力分布；和数据采集处理装置。电池膨胀力测量方法包括：放置电池；压紧电池直至达到预定的预紧力；对电池进行充放电；移动可移动平板，使得保持预定的预紧力。该电池膨胀力测量装置及测量方法可以帮助研发人员在设计动力电池的电池模组时，能够选择合适的预紧力、精确的预留电芯间距以及合适的弹性填充材料，并能够测量膨胀力在电芯表面不同位置的分布，其结构简单、重量轻、易于安装。

权利要求

1.一种电池膨胀力测量方法，所述电池膨胀力测量方法采用的电池膨胀力测量装置包括：

支撑台架，所述支撑台架包括底座、设置在所述底座上的至少两个侧壁和设置在所述侧壁上的顶壁，所述底座、所述侧壁和所述顶壁围绕并限定出测量空间，所述测量空间适于电池放置于其中且支撑在所述底座上；

至少两个导杆，所述导杆竖直地设置在所述顶壁和所述底座之间；

第一可移动平板和第二可移动平板，所述第一可移动平板和第二可移动平板垂直于所述导杆设置并分别穿设于所述导杆，所述第一可移动平板适于与放置于所述第一可移动平板和所述底座之间的电池接触；

力传感器，所述力传感器设置在所述第一可移动平板和所述第二可移动平板之间，所述力传感器适于检测电池表面的力；

微位移调整装置，所述微位移调整装置设置在所述顶壁上，所述微位移调整装置包括执行杆，所述执行杆穿过所述顶壁并进入所述测量空间，所述微位移调整装置适于控制所述执行杆将所述第一可移动平板和所述第二可移动平板沿所述导杆的方向移动，所述微位移调整装置还适于检测所述第一可移动平板和所述第二可移动平板的位移；

力传感器阵列，所述力传感器阵列设置于所述第一可移动平板的底面，所述力传感器阵列适于检测电池表面的力分布；和数据采集处理装置，所述数据采集处理装置分别与所述力传感器、所述力传感器阵列和所述微位移调整装置电连接，所述数据采集处理装置适于接收来自所述力传感器的力信号、来自所述力传感器阵列的力分布信号和来自所述微位移调整装置的位移信号，并适于向所述微位移调整装置发送控制信号，其特征在于，所述电池膨胀力测量方法包括：S1：将电池放置在所述第一可移动平板和所述底座之间；

S2：所述微位移调整装置控制所述执行杆将所述第一可移动平板和所述第二可移动平板向电池移动，并使得所述第一可移动平板压紧电池，直到所述力传感器检测到的力达到预定的预紧力；

S3：对电池进行充放电；

S4：所述力传感器检测到的力被转化为力信号并被传输到数据采集处理装置，所述数据采集处理装置将该力信号转化为控制信号发送到所述微位移调整装置，所述微位移调整装置响应于该控制信号而控制所述执行杆将所述第一可移动平板和所述第二可移动平板远离电池移动，并使得所述力传感器检测到的力保持在预定的预紧力的水平。

2.一种电池膨胀力测量方法，所述电池膨胀力测量方法采用的电池膨胀力测量装置包括

支撑台架，所述支撑台架包括底座、设置在所述底座上的至少两个侧壁和设置在所述侧壁上的顶壁，所述底座、所述侧壁和所述顶壁围绕并限定出测量空间，所述测量空间适于电池放置于其中且支撑在所述底座上；

至少两个导杆，所述导杆竖直地设置在所述顶壁和所述底座之间；

第一可移动平板和第二可移动平板，所述第一可移动平板和第二可移动平板垂直于所述导杆设置并分别穿设于所述导杆，所述第一可移动平板适于与放置于所述第一可移动平板和所述底座之间的电池接触；

力传感器，所述力传感器设置在所述第一可移动平板和所述第二可移动平板之间，所述力传感器适于检测电池表面的力；

微位移调整装置，所述微位移调整装置设置在所述顶壁上，所述微位移调整装置包括执行杆，所述执行杆穿过所述顶壁并进入所述测量空间，所述微位移调整装置适于控制所述执行杆将所述第一可移动平板和所述第二可移动平板沿所述导杆的方向移动，所述微位移调整装置还适于检测所述第一可移动平板和所述第二可移动平板的位移；

力传感器阵列，所述力传感器阵列设置于所述第一可移动平板的底面，所述力传感器阵列适于检测电池表面的力分布；和数据采集处理装置，所述数据采集处理装置分别与所述力传感器、所述力传感器阵列和所述微位移调整装置电连接，所述数据采集处理装置适于接收来自所述力传感器的力信号、来自所述力传感器阵列的力分布信号和来自所述微位移调整装置的位移信号，并适于向所述微位移调整装置发送控制信号，其特征在于，所述电池膨胀力测量方法包括：S1：将所设计模组中的软包电芯电池之间加入弹性填充材料，然后将处理过软包电芯放置在所述第一可移动平板和所述底座之间；

S2：所述微位移调整装置控制所述执行杆将所述第一可移动平板和所述第二可移动平板向电池移动，并使得所述第一可移动平板压紧电池，直到所述力传感器检测到的力达到预定的预紧力；

S3：对电池进行充放电循环测试，电池达到所预设的循环次数，同时保持所述第一可移动平板的位移不发生变化，测量最后的膨胀力；

S4：改变预设的预紧力，重复S2和S3，研究不同预紧力下达到所预设的循环次数后的电池性能，最终得到最佳电池性能下的预紧力。

3.根据权利要求1或2所述的电池膨胀力测量方法，其特征在于，所述电池膨胀力测量装置还包括底部支撑板，所述底部支撑板设置在所述底座上，且适于支撑电池。

4.根据权利要求3所述的电池膨胀力测量方法，其特征在于，所述电池膨胀力测量装置还包括电绝缘垫片，所述电绝缘垫片设置在所述底部支撑板上，且适于使电池与所述底座支撑板电绝缘。

5.根据权利要求1或2所述的电池膨胀力测量方法，其特征在于，所述支撑台架的所述底座、所述侧壁和所述顶壁是一体成型的。

6.根据权利要求1或2所述的电池膨胀力测量方法，其特征在于，所述电池膨胀力测量装置包括四个导杆，所述第一可移动平板和所述第二可移动平板为矩形，且所述第一可移动平板的四个角中的每个角和所述第二可移动平板的四个角中的每个角分别穿设于所述四个导杆中的对应导杆。

7.根据权利要求1或2所述的电池膨胀力测量方法，其特征在于，所述力传感器固定于所述第一可移动平板或者固定于所述第二可移动平板。

8.根据权利要求1或2所述的电池膨胀力测量方法，其特征在于，所述力传感器阵列包括垫片和设置在所述垫片上的力检测电阻阵列。

9.根据权利要求8所述的电池膨胀力测量方法，其特征在于，所述力传感器阵列还包括设置在力检测电阻阵列各行电阻之间的信号传输线，所述力传感器阵列通过所述信号传输线与所述数据采集处理装置电连接。

10.根据权利要求1或2所述的电池膨胀力测量方法，其特征在于，所述数据采集处理装置适于基于接收到的来自所述力传感器阵列的力分布信号来显示电池表面的力分布。

说明书

电池膨胀力测量装置及测量方法

技术领域

[0001] 本发明涉及动力电池领域，特别涉及一种电池膨胀力测量装置及测量方法。

背景技术

[0002] 目前，新能源汽车正处于大力发展时期，作为新能源汽车动力源的动力电池一直是新能源汽车领域的重点研究对象。

[0003] 动力电池通常包括多个电池模组，每个电池模组主要由多个电芯和壳体组成。电芯在充放电过程中，由于其内部发生化学反应，会对电芯表面产生压力，电芯会出现膨胀。
一般，会通过电池模组的壳体对其中的电芯施加一定的预紧力，从而限制电芯膨胀并由此
改善电芯的性能。对动力电池在充放电过程中的膨胀力进行测量，可以有助于对动力电池
进行设计。

[0004] 现有技术中已经提出了能够测量电池膨胀力的装置。例如，CN106981693A公开了一种电池模组强度测试系统包括电芯单元、测试装置及计算机。所述电芯单元包括多个电
芯单体。所述测试装置包括多个测试模块，每个测试模块用于感测一个对应的电芯单体在
使用周期内的膨胀力，并将感测到的膨胀力输出给所述计算机。所述计算机包括CAE软件，
所述CAE软件包括建模模块及强度计算模块。所述建模模块用于建立电池模组的有限元模
型，所述电池模组包括所述电芯单元及收容所述电芯单元的壳体。所述强度计算模块用于
根据每个测试模块感测到的对应的电芯单体在使用周期内的膨胀力来计算所述壳体在所
述电芯单元的使用周期内各个部分的强度。还例如，CN107124907A公开了一种感知电池单
元膨胀的系统和方法。CN107534191A公开了一种包括用于检测电池单体的膨胀的探针的电
池模块。

[0005] 然而，尤其对于软包动力电池，现有的电池膨胀力测量装置只能测量电芯表面整个力或压力大小，或者只能测量整个电芯的体积变化大小，而不能测量膨胀力在电芯表面
不同位置的分布。

[0006] 因此，有需求提出一种新的方案以克服现有技术中存在的上述问题。

发明内容

[0007] 本发明的目的就在于针对现有技术中存在的上述问题，提供一种新型的电池膨胀力测量装置及测量方法，该电池膨胀力测量装置及测量方法可以帮助研发人员在设计动力
电池(尤其是软包动力电池)的电池模组时，能够选择合适的预紧力、精确的预留电芯间距
以及合适的弹性填充材料，并能够测量膨胀力在电芯表面不同位置的分布，而且其结构简
单、重量轻、易于安装。

[0008] 根据本发明的一个方面，本发明提供一种电池膨胀力测量装置，所述电池膨胀力测量装置包括：支撑台架，所述支撑台架包括底座、设置在所述底座上的至少两个侧壁和设
置在所述侧壁上的顶壁，所述底座、所述侧壁和所述顶壁围绕并限定出测量空间，所述测量
空间适于电池放置于其中且支撑在所述底座上；至少两个导杆，所述导杆竖直地设置在所
述顶壁和所述底座之间；第一可移动平板和第二可移动平板，所述第一可移动平板和第二
可移动平板垂直于所述导杆设置并分别穿设于所述导杆，所述第一可移动平板适于与放置
于所述第一可移动平板和所述底座之间的电池接触；力传感器，所述力传感器设置在所述
第一可移动平板和所述第二可移动平板之间，所述力传感器适于检测电池表面的力；微位
移调整装置，所述微位移调整装置设置在所述顶壁上，所述微位移调整装置包括执行杆，所
述执行杆穿过所述顶壁并进入所述测量空间，所述微位移调整装置适于控制所述执行杆将
所述第一可移动平板和所述第二可移动平板沿所述导杆的方向移动，所述微位移调整装置
还适于检测所述第一可移动平板和所述第二可移动平板的位移；力传感器阵列，所述力传
感器阵列设置于所述第一可移动平板的底面，所述力传感器阵列适于检测电池表面的力分
布；和数据采集处理装置，所述数据采集处理装置分别与所述力传感器、所述力传感器阵列
和所述微位移调整装置电连接，所述数据采集处理装置适于接收来自所述力传感器的力信
号、来自所述力传感器阵列的力分布信号和来自所述微位移调整装置的位移信号，并适于
向所述微位移调整装置发送控制信号。

[0009] 在某些优选形式中，所述电池膨胀力测量装置还包括底部支撑板，所述底部支撑板设置在所述底座上，且适于支撑电池。

[0010] 在某些优选形式中，所述电池膨胀力测量装置还包括电绝缘垫片，所述电绝缘垫片设置在所述底部支撑板上，且适于使电池与所述底座支撑板电绝缘。

[0011] 在某些优选形式中，所述支撑台架的所述底座、所述侧壁和所述顶壁是一体成型的。

[0012] 在某些优选形式中，所述电池膨胀力测量装置包括四个导杆，所述第一可移动平板和所述第二可移动平板为矩形，且所述第一可移动平板的四个角中的每个角和所述第二
可移动平板的四个角中的每个角分别穿设于所述四个导杆中的对应导杆。

[0013] 在某些优选形式中，所述力传感器固定于所述第一可移动平板或者固定于所述第二可移动平板。

[0014] 在某些优选形式中，所述力传感器阵列包括垫片和设置在所述垫片上的力检测电阻阵列。

[0015] 在某些优选形式中，所述力传感器阵列还包括设置在力检测电阻阵列各行电阻之间的信号传输线，所述力传感器阵列通过所述信号传输线与所述数据采集处理装置电连
接。

[0016] 在某些优选形式中，所述数据采集处理装置适于基于接收到的来自所述力传感器阵列的力分布信号来显示电池表面的力分布。

[0017] 根据本发明的另一个方面，本发明提供一种电池膨胀力测量方法，所述电池膨胀力测量方法采用上述的电池膨胀力测量装置，所述电池膨胀力测量方法包括：S1：将电池放
置在所述第一可移动平板和所述底座之间；S2：所述微位移调整装置控制所述执行杆将所
述第一可移动平板和所述第二可移动平板向电池移动，并使得所述第一可移动平板压紧电
池，直到所述力传感器检测到的力达到预定的预紧力；S3：对电池进行充放电；S4：所述力传
感器检测到的力被转化为力信号并被传输到数据采集处理装置，所述数据采集处理装置将
该力信号转化为控制信号发送到所述微位移调整装置，所述微位移调整装置响应于该控制
信号而控制所述执行杆将所述第一可移动平板和所述第二可移动平板远离电池移动，并使
得所述力传感器检测到的力保持在预定的预紧力的水平。

[0018] 根据本发明的另一个方面，本发明提供一种电池膨胀力测量方法，所述电池膨胀力测量方法采用上述的电池膨胀力测量装置，所述电池膨胀力测量方法包括：S1：将所设计
模组中的软包电芯电池之间加入弹性填充材料，然后将处理过软包电芯放置在所述第一可
移动平板和所述底座之间；S2：所述微位移调整装置控制所述执行杆将所述第一可移动平
板和所述第二可移动平板向电池移动，并使得所述第一可移动平板压紧电池，直到所述力
传感器检测到的力达到预定的预紧力；S3：对电池进行充放电循环测试，电池达到所预设的
循环次数，同时保持所述第一可移动平板的位移不发生变化，测量最后的膨胀力；S4：改变
预设的预紧力，重复S2和S3，研究不同预紧力下达到所预设的循环次数后的电池性能，最终
得到最佳电池性能下的预紧力。

[0019] 本发明的电池膨胀力测量装置及测量方法主要包括以下有益效果：

[0020] 1、该电池膨胀力测量装置及测量方法可以帮助研发人员在设计动力电池的电池模组(尤其是软包动力电池)时，能够选择合适的预紧力、精确的预留电芯间距以及合适的
弹性填充材料。

[0021] 2、该电池膨胀力测量装置及测量方法可以测量电池在不同温度、不同SOC，不同工况、不同循环时间下膨胀力的变化和电池表面的力分布。

[0022] 3、该电池膨胀力测量装置结构简单、重量轻、易于安装。

[0023] 4、该电池膨胀力测量装置及测量方法可以通过动力电池非正常的表面膨胀力变化和分布，在设计电池模组时，通过一些预处理，一定程度上抑制电池寿命衰减和结构的不
可逆形变。

[0024] 5、该电池膨胀力测量装置及测量方法还可以帮助研发人员研究动力电池或电池模组的机械边界，发现预紧力与膨胀厚度和循环寿命的函数关系。

[0025] 从以下结合附图对优选实施例的详细描述中，上述优点和其它优点和特征将变得明白易懂。

附图说明

[0026] 为了更完整地理解本发明，现在应该参考在附图中更详细示出并且下面通过本发明的示例描述的实施例，其中：

[0027] 图1为根据本发明的示例性实施方式的电池膨胀力测量装置的结构示意图；

[0028] 图2为根据本发明的示例性实施方式的电池膨胀力测量装置的传感器阵列的结构示意图；

[0029] 图3为根据本发明的示例性实施方式的电池膨胀力测量装置的微位移调整装置的结构示意图；

[0030] 图4为根据本发明的示例性实施方式的电池膨胀力测量方法的示意图；

[0031] 图5为根据本发明的示例性实施方式的电池膨胀力测量方法的示意图。

具体实施方式

[0032] 如本领域的普通技术人员将理解的，参照任何一个附图示出和描述的实施例的各种特征可以与一个或更多其它附图中示出的特征组合以产生没有明确示出或描述的其它
实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，对于特定的应用或实现，
可以期望与本公开内容的教导一致的对特征进行各种组合和修改。

[0033] 应理解，本文中使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等词只是为了描述方便，并不构成对本申请范围的限制。

[0034] 图1为根据本发明的示例性实施方式的电池膨胀力测量装置1的结构示意图。如图1所示，在图示的实施方式中，电池膨胀力测量装置1主要包括支撑台架2、四个导杆4、第一
可移动平板6、第二可移动平板8、力传感器10、微位移调整装置12、力传感器阵列14和数据
采集处理装置16。

[0035] 如图1所示，在图示的实施方式中，支撑台架2包括底座18、设置在底座18上的两个侧壁20和设置在侧壁20上的顶壁22。底座18、侧壁20和顶壁22围绕并限定出测量空间24，测
量空间24能够允许电池26放置于其中且支撑在底座18上。

[0036] 如图1所示，在图示的实施方式中，电池膨胀力测量装置1还包括底部支撑板28，底部支撑板28设置在底座18上，且能够支撑电池26。通过设置底部支撑板28，可以使得电池26
在测量空间24中放置得更加稳固。

[0037] 如图1所示，在图示的实施方式中，电池膨胀力测量装置1还包括电绝缘垫片30，电绝缘垫片30设置在底部支撑板28上，且能够使电池26与底部支撑板28电绝缘。电绝缘垫片
30是由电绝缘材料制成的，且其厚度不随外部温度或受力发生变化。

[0038] 如图1所示，在图示的实施方式中，支撑台架2的底座18、侧壁20和顶壁22是一体成型的。也就是说，支撑台架2是一体成型。由此，支撑台架2的整体强度较高，能够承受很高的
电池膨胀力，整个电池膨胀力测量装置1的使用更加安全。

[0039] 如图1所示，在图示的实施方式中，四个导杆4竖直地设置在支撑台架2的顶壁22和底座18之间。第一可移动平板6和第二可移动平板8垂直于导杆4设置并分别穿设于导杆4。
第一可移动平板6能够与放置于第一可移动平板6和底座18之间的电池26接触。具体的，在
图示的实施方式中，第一可移动平板6和第二可移动平板8为矩形，且第一可移动平板6的四
个角中的每个角和第二可移动平板8的四个角中的每个角分别穿设于四个导杆4中的对应
导杆。应理解，第一可移动平板和第二可移动平板的形状也可以为除了矩形以外的其它形
状。此外，也可以设置其它数量的导杆。为了保证第一可移动平板和第二可移动平板可以稳
定地穿设在导杆上，导杆的数量需要为两个以上。

[0040] 如图1所示，在图示的实施方式中，力传感器10设置在第一可移动平板6和第二可移动平板8之间。力传感器10能够检测电池26表面的力。力传感器10分别与第一可移动平板
6和所述第二可移动平板8连接。然而，应理解，力传感器10与第一可移动平板6和第二可移
动平板8的连接并非是刚性连接，第一可移动平板6和第二可移动平板8两者中的一者相对
于另一者可以发生一定的位移，以使得力传感器10可以检测力。力传感器10可以是电容型
传感器或者是电阻型传感器，并能将检测到电池26表面的力转化为力信号，然后发送到数
据采集处理装置16。

[0041] 如图1所示，在图示的实施方式中，微位移调整装置12设置在顶壁22上。微位移调整装置12包括执行杆32，执行杆32穿过顶壁22并进入测量空间24。执行杆32是嵌入焊接在
第二可移动平板8的。微位移调整装置12能够控制执行杆32将第一可移动平板6和第二可移
动平板8沿导杆4的方向移动。微位移调整装置12还能够检测第一可移动平板6和第二可移
动平板8的位移。微位移调整装置12能将检测到的第一可移动平板6和第二可移动平板8的
位移转化为位移信号，然后发送到数据采集处理装置16。

[0042] 应理解，微位移调整装置12是市售可得的。图3示出了根据本发明的示例性实施方式的电池膨胀力测量装置1的微位移调整装置12的结构示意图。如图3所示，在图示的实施
方式中，该微位移调整装置12主要包括主机34、电动马达36、驱动轮38、弹性基底40、空转辊
柱42、执行杆44和空气轴承46。其结构和工作方式为本领域技术人员所知晓，故不再赘述。

[0043] 如图1所示，在图示的实施方式中，力传感器阵列14设置于第一可移动平板6的底面。力传感器阵列14能够检测电池26表面的力分布。图2示出了根据本发明的示例性实施方
式的电池膨胀力测量装置1的传感器阵列的结构示意图。如图2所示，在图示的实施方式中，
力传感器阵列14包括垫片48和设置在垫片48上的力检测电阻阵列50。力传感器阵列14还包
括设置在力检测电阻阵列50各行电阻之间的信号传输线52，力传感器阵列14通过信号传输
线52与数据采集处理装置16电连接。力传感器阵列14可以是电容型传感器阵列或者是电阻
型传感器阵列，并能将检测到的电池26表面的力分布转化为力分布信号，然后发送到数据
采集处理装置16。

[0044] 如图1所示，在图示的实施方式中，数据采集处理装置16分别与力传感器10、力传感器阵列14和微位移调整装置12电连接。数据采集处理装置16能够接收来自力传感器10的
力信号、来自力传感器阵列14的力分布信号和来自微位移调整装置12的位移信号。并且，数
据采集处理装置16能够向微位移调整装置12发送控制信号。而且，数据采集处理装置16还
能够基于接收到的来自力传感器阵列14的力分布信号来显示电池26表面的力分布。

[0045] 以下描述采用该电池膨胀测量装置对电池膨胀力进行测量的电池膨胀力测量方法。图4为根据本发明的示例性实施方式的电池膨胀力测量方法的示意图。如图4所示，在图
示的实施方式中，该测量方法包括以下步骤：

[0046] 步骤101：将电池26放置在第一可移动平板6和底座18之间；

[0047] 步骤102：微位移调整装置12控制执行杆32将第一可移动平板6和第二可移动平板8向电池26移动，并使得第一可移动平板6压紧电池26，直到力传感器10检测到的力达到预
定的预紧力；

[0048] 步骤103：对电池26进行充放电；

[0049] 步骤104：力传感器10检测到的力被转化为力信号并被传输到数据采集处理装置16，数据采集处理装置16将该力信号转化为控制信号发送到微位移调整装置12，微位移调
整装置12响应于该控制信号而控制执行杆32将第一可移动平板6和第二可移动平板8远离
电池26移动，并使得力传感器10检测到的力保持在预定的预紧力的水平。

[0050] 在包括底部支撑板28的实施方式中，在步骤101中，电池26放置在第一可移动平板6和底部支撑板28之间。在包括底部支撑板28和设置在底部支撑板28上的电绝缘垫片30的
实施方式中，在步骤101中，电池26放置在第一可移动平板6和电绝缘垫片30之间。

[0051] 在上述测量方法中，可以设定不同的预定的预紧力，并通过上述测量方法使得第一可移动平板6和第二可移动平板8即时同步调整，从而使得力传感器10检测到的力保持在
预定的预紧力的水平。由此，可以研究不同初始预紧力对电池寿命和安全性的影响。

[0052] 除了采用上述的测量方法外，还可以采用其它测量方法。例如，在完成上述步骤101(将电池26放置在第一可移动平板6和底座18之间)、步骤102(微位移调整装置12控制执
行杆32将第一可移动平板6和第二可移动平板8向电池26移动，并使得第一可移动平板6压
紧电池26，直到力传感器10检测到的力达到预定的预紧力)和步骤103(对电池26进行充放
电)之后，微位移调整装置12可以控制执行杆32将第一可移动平板6和第二可移动平板8保
持在初始压紧位置不动，然后通过力传感器10检测电池26表面的力，得到在电池26充放电
过程中，电池26表面的力的变化。

[0053] 还例如，在完成上述步骤101(将电池26放置在第一可移动平板6和底座18之间)之后，微位移调整装置12可以控制执行杆32将第一可移动平板6和第二可移动平板8向电池26
移动，并使得第一可移动平板6与电池26保持一定的间隙。然后对电池26进行充放电。随着
电池26发生膨胀，电池26的膨胀厚度增大，电池26开始接触第一可移动平板6并进而对第一
可移动平板6施加作用力。微位移调整装置12可以控制执行杆32将第一可移动平板6和第二
可移动平板8保持在初始位置不动，然后通过力传感器10检测电池26表面的力，以得到在该
情形下在电池26充放电过程中，电池26表面的力的变化。

[0054] 图5为根据本发明的示例性实施方式的电池膨胀力测量方法的示意图。如图5所示，在图示的实施方式中，该测量方法包括以下步骤：

[0055] 步骤201：将所设计模组中的软包电芯电池之间加入弹性填充材料(比如泡棉等)，然后将处理过的软包电芯(电芯数量取决于所设计模组)放置在第一可移动平板6和底座18
之间；

[0056] 步骤202：微位移调整装置12控制执行杆32将第一可移动平板6和第二可移动平板8向电池移动，并使得第一可移动平板6压紧电池，直到力传感器10检测到的力达到预定的
预紧力；

[0057] 步骤203：对电池进行充放电循环测试，电池达到所预设的循环次数，同时保持第一可移动平板6的位移不发生变化，测量最后的膨胀力；

[0058] 步骤204：改变预设的预紧力，重复步骤202和步骤203，研究不同预紧力下达到所预设的循环次数后的电池性能，最终得到最佳电池性能下的预紧力。

[0059] 此方法还可以研究不同厚度或不同弹性填充材料的预紧力设置，从而帮助研发人员选择合适的填充材料。

[0060] 电池膨胀力测量装置1还可以放置在环境箱(未示出)中。对充放电的充放电可以通过外接的充放电测试仪(未示出)进行。微位移调整装置12、数据采集处理装置16、环境箱
和充放电测试仪可以通过CAN、LIN等进行通信。环境箱可以设置不同的环境温度，充放电测
试仪可以设置不同的工况，从而可以测量电池在不同温度、不同剩余电量(SOC)、不同工况、
不同循环时间下膨胀力的变化。进一步的，通过分析整理温度数据、电流数据、电压数据等，
可以研究电池在不同温度、不同SOC，不同工况、不同循环时间下膨胀力的变化和电池表面
的力分布。

[0061] 该电池膨胀力测量装置可以帮助研发人员在设计动力电池的电池模组(尤其是软包动力电池)时，能够选择合适的预紧力、精确的预留电芯间距以及合适的弹性填充材料。

[0062] 该电池膨胀力测量装置结构简单、重量轻、易于安装。该电池膨胀力测量装置可以通过动力电池非正常的表面膨胀力变化和分布，在设计电池模组时，通过一些预处理，一定
程度上抑制电池寿命衰减和结构的不可逆形变。

[0063] 该电池膨胀力测量装置还可以帮助研发人员研究动力电池或电池模组的机械边界，发现预紧力与膨胀厚度和循环寿命的函数关系。

[0064] 应理解，上文中所称的电池既可以是单个电芯，也可以是多个电芯堆叠形成的电芯组件。应理解，上文中涉及的力传感器和力传感器阵列也可以为压力传感器和压力传感
器阵列。相应的，压力传感器和压力传感器阵列测量的是压力。

[0065] 本领域技术人员将从这样的讨论中以及从附图和权利要求中容易认识到，在不脱离由以下权利要求定义的本发明的真实精神和合理范围的情况下，可以在其中进行各种改
变、修改和变化。