定制的原位压力测量夹具的主要作用是通过严格限制轴向变形来复制真实电池模块的刚性物理约束。通过使用固定端板和高强度紧固螺栓，该夹具创造了一个受控的机械环境，迫使电池像在商用电池组中一样运行，而不是自由膨胀。
核心要点 准确监测电池退化不仅需要传感器，还需要精确的机械背景。该夹具建立了必要的基础硬件，将内部膨胀力转化为线性的、准确的信号，用于长期分析。
复制模块环境
要了解此夹具的价值，首先必须了解棱柱形电池模块的机械现实。在现实世界中，电池紧密堆叠，无法自由膨胀。
模拟固定边界
该夹具使用由高强度紧固螺栓固定的固定端板。这在电池单元周围形成了一个刚性笼。
限制轴向变形
这种刚性结构有一个特定目的：在循环过程中限制轴向变形。通过防止电池单元向外膨胀，该夹具模仿了实际电池模块内部存在的机械压缩力。
确保数据精度
压力监测的挑战不仅在于限制电池，还在于准确测量这种限制力。该夹具采用特定机制来解决这个问题。
活动板的功能
一个集成的活动板位于电池单元和压力传感器之间。该板充当机械接口。
均匀的力传递
活动板确保在充电和放电过程中产生的膨胀力均匀地传递到传感器的接收表面。没有这个板，力的分布可能不均匀，导致局部压力峰值扭曲数据。
线性和准确性
这种设置确保了内部压力到外部电子信号的转换保持线性和准确性。它为长期、实时监测机械退化建立了可靠的基线。
理解关键要求
虽然概念很简单，但夹具的有效性取决于其组件的完整性。
刚性的必要性
“固定”端板和螺栓必须具有高强度。如果夹具本身在电池膨胀的压力下变形，模拟就会受到损害，压力读数将人为地偏低。
接口的作用
活动板不是被动的间隔件。它是信号调理的关键组件。如果板移动不平稳或力传递不均匀，电池内部状态与传感器输出之间的关系将变得非线性。
为您的目标做出正确的选择
在设计或选择用于 LFP 棱柱形电池分析的夹具时，请考虑您的具体目标：
- 如果您的主要重点是真实模拟：优先考虑端板和螺栓的刚性，以确保轴向变形像在目标模块中一样受到严格限制。
- 如果您的主要重点是数据保真度：确保集成的活动板经过精密工程设计，能够将膨胀力均匀地传递到传感器，防止信号失真。
最终目标是建立一个基础硬件，使内部机械变化透明且可测量。
摘要表：
| 特性 | 模拟中的作用 | 分析优势 |
|---|---|---|
| 固定端板 | 复制刚性模块边界 | 限制轴向变形以实现真实的膨胀 |
| 高强度螺栓 | 保持结构完整性 | 防止夹具弯曲以确保数据一致性 |
| 活动板 | 充当机械接口 | 确保力均匀分布到传感器 |
| 压力传感器 | 实时信号转换 | 提供线性准确的长期监测 |
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参考文献
- Shuaibang Liu, Xiaoguang Yang. Expansion Pressure as a Probe for Mechanical Degradation in LiFePO4 Prismatic Batteries. DOI: 10.3390/batteries11110391
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
