CN102721929B - 一种电池放电测试设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池放电测试设备和方法，设备包括主控制电路和放电测试电路，主控制电路包括电池识别器、定时控制单元、结果输出单元、放电控制单元和控制器，放电测试电路包括电池测试接口和放电电阻，电池测试接口与对应的放电电阻和常开放电开关串联形成测试回路。本发明结构简单、操作方便，设备和方法都不需要对试验设备、试验条件和技术人员等提出过高要求，电池生产和检验等环节的不同技术人员能够随时、随地进行检测，从而及时了解电池中可能存在的质量问题，确保电池的合格率和生产效率。

Description

一种电池放电测试设备及方法

技术领域

本发明涉及蓄电池领域，尤其涉及一种电池放电测试设备及方法。

背景技术

电池生产过程中需要对电池进行多种测试，例如充电性能试验、放电性能试验、内阻检查、容量检查、气密性检查、外观检查等。其中，放电性能测试用于检测电池放电性能的好坏，其直接决定到电池的质量和使用寿命，因此是判定电池合格率的一个重要指标。

鉴于该指标的重要性，实际生产过程中，生产员工、现场管理员、质检员可能随时都需要检测电池的放电性能，然而，通过试验进行检测的方式相对比较复杂，其对试验设备、试验条件和技术人员等提出较高要求，电池生产和检验等环节的不同技术人员难以随时、随地进行检测，因而无法及时了解电池中可能存在的质量问题，对电池的合格率和生产效率造成一定影响。

因此，亟待一种操作简单、使用方便的电池放电测试设备及方法，以便不同技术人员随时了解电池的放电性能，避免产生产品质量问题并提高生产效率。

发明内容

本发明提供一种操作简单、使用方便的电池放电测试设备及方法。

根据本发明的第一方面，本发明提供一种电池放电测试设备,包括：

主控制电路，该主控制电路包括：

电池识别器，具有至少一个电压信号输出端；

定时控制单元，具有定时信号输入端和常开定时开关；

至少一个结果输出单元；

至少一个放电控制单元，每个放电控制单元具有放电控制端和常开放电开关；

控制器，具有时间控制接口、定时信号输出接口、至少一个结果输出接口、至少一个电压信号输入接口和至少一个放电控制接口，分别与对应的所述常开定时开关、定时信号输入端、结果输出单元、电压信号输出端和放电控制端连接；

放电测试电路，该放电测试电路包括:

至少一个放电电阻；

至少一组电池测试接口，所述电池测试接口与对应的放电电阻和常开放电开关串联形成测试回路。

一种实施例中，所述主控制电路还包括启动开关，所述控制器还具有启动信号输入接口，所述启动信号输入接口与所述启动开关连接。

一种实施例中，所述结果输出单元包括合格指示灯和报警器，所述结果输出接口具有两个，分别与所述合格指示灯和报警器对应连接。

所述测试回路中还连接电流检测单元。

一种实施例中，所述定时控制单元包括第一继电器和定时器，所述定时器的常开触点为所述常开定时开关，所述第一继电器的线圈端子为所述定时信号输入端，所述第一继电器的一个常开触点与所述定时器串联组成定时回路。

一种实施例中，还包括运行控制电路，所述运行控制电路包括运行指示灯和所述定时回路，所述运行指示灯和所述第一继电器的另一常开触点串联组成与所述第一回路并联的运行指示回路。

一种实施例中，还包括具有多个档位的电池主选择开关，所述电池主选择开关还与所述电池识别器连接，所述放电控制单元、控制器的放电控制接口、放电电阻都具有多个，各放电控制接口与对应的放电控制单元的放电控制端连接，至少一个放电电阻与所述电池测试接口、对应的放电控制单元的常开放电开关串联形成测试回路。

一种实施例中，所述电池识别器的电压信号输出端、控制器的电压信号输入接口都具有多个，所述电池测试接口具有多组，各电压信号输出端与对应的电压信号输入接口连接，各组电池检测接口与对应的至少一个放电电阻和放电控制单元的常开放电开关串联形成测试回路。

一种实施例中，还包括电源，所述控制器为单片机或可编程控制器，所述控制器还具有第一公共接口和第二公共接口，所述电池识别器和常开定时开关还与所述第一公共接口连接，所述电源与所述第二公共接口连接，所述放电控制单元、定时控制单元和结果输出单元还与所述电源连接。

本发明还公开了一种电池测试方法，包括以下步骤：

步骤A:将被测电池连接在放电测试电路中；

步骤B:控制器从电池识别器读取被测电池的电压信号，并向定时控制单元和放电控制单元分别输出计时信号和放电信号，所述定时控制单元开始计时，所述放电控制单元通过常开放电开关导通放电测试电路中的测试回路，所述被测电池开始放电；

步骤C:定时时间届满，所述定时控制单元通过常开定时开关向所述控制器输入停止计时信号，控制器再次从电池识别器读取被测电池的电压信号，并向结果输出单元输出测试结果。

本发明的有益效果是：与现有技术中采用放电试验测试电池的放电性能的方式相比，本发明只需通过以上所述的电池放电测试设备和方法即可完成独立的放电测试，其结构简单、操作方便，设备和方法都不需要对试验设备、试验条件和技术人员等提出过高要求，电池生产和检验等环节的不同技术人员能够随时、随地进行检测，从而及时了解电池中可能存在的质量问题，确保电池的合格率和生产效率。

附图说明

图1为本发明一种实施例的电池放电测试设备的主控制电路；

图2为本发明一种实施例的电池放电测试设备的放电测试电路；

图3为本发明一种实施例的电池放电测试设备的运行控制电路。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

在本发明实施例中，电池放电测试设备可用于对锂电池、铅酸蓄电池等各类电池的放电性能进行测试,该设备主要包括主控制电路和放电测试电路。

其中，主控制电路用于对整个测试过程进行控制，例如启动控制、定时控制、放电测试电路通断控制、结果输出控制等，其主要包括电池识别器、定时控制单元、至少一个结果输出单元、至少一个放电控制单元和控制器。具体地，电池识别器用于测量被测电池的电压，其具有至少一个电压信号输出端，定时控制单元具有定时信号输入端和常开定时开关，每个放电控制单元具有放电控制端和常开放电开关，控制器具有时间控制接口、定时信号输出接口、至少一个结果输出接口、至少一个电压信号输入接口和至少一个放电控制接口，各接口分别与对应的常开定时开关、定时信号输入端、结果输出单元、电压信号输出端和放电控制端连接。

为了便于操作，主控制电路还包括可包括启动开关，控制器还具有启动信号输入接口，该接口与启动开关连接。为了准确输出测试结果，结果输出单元包括合格指示灯和报警器，结果输出接口具有两个，分别与合格指示灯和报警器对应连接。定时控制单元可由第一继电器和定时器组成，定时器的常开触点为常开定时开关，第一继电器的线圈端子为定时信号输入端，第一继电器的一个常开触点与定时器串联组成定时回路，工作过程中，第一继电器的线圈端子接受控制器的定时信号输出接口输入的计时信号后，闭合其一个常开触点而导通定时回路，使定时器开始计时，定时器在定时时间届满后闭合常开定时开关，从而向控制器的时间控制接口输入停止计时信号。当然，定时控制单元还采用时间继电器。

放电测试电路主要包括至少一组电池测试接口和至少一个放电电阻，电池测试接口、对应的放电电阻和常开放电开关串联形成测试回路。测试回路中还可连接电流检测单元，用于检测被测电池的放电电流的大少，便于技术人员与主控制电路中的结果输出单元相结合，对被测电池合格或不良状态作出更客观的判断。对不同类型的电池进行放电测试时，电池测试接口和电流检测单元与不同的放电电阻、不同放电控制单元的常开放电开关串联形成测试回路，或者对不同系列的电池进行放电测试时，电流检测单元与不同的电池测试接口、不同的放电电阻、不同放电控制单元的常开放电开关串联形成测试回路。电流检测单元可灵活采用多种能够测试电流的装置，例如可由分流器、电流显示表和稳压器组成。

进一步地，设备还可包括运行控制电路，运行控制电路包括运行指示灯和以上定时回路，运行指示灯和第一继电器的另一常开触点串联组成与第一回路并联的运行指示回路。

优选地，设备还可包括具有多个档位的电池主选择开关，设备中各组成部分的选择和连接方式可根据具体灵活设置，能够对多种不同类型的电池进行放电测试，该电池主选择开关还与电池识别器连接，放电测试电路的电池测试接口也可具有多组，用于对不同系列的电池进行测试，因此使用范围很广。例如需要测试同一系列不同类型（额定电压相同、额定电流不同）的电池时，设备放电控制单元、控制器的放电控制接口、放电电阻都具有多个时，各放电控制接口与对应的放电控制单元的放电控制端连接，至少一个放电电阻与电池测试接口、对应的放电控制单元的常开放电开关串联形成测试回路。例如需要测试不同系列不同型号（额定电压不同、额定电流不同）的电池时，电流检测单元的电池测试接口具有多组，不同组对应于不同系列的电池，电池识别器的电压信号输出端、控制器的电压信号输入接口也具有多个，各电压信号输出端与对应的电压信号输入接口连接，各组电池检测接口与电流检测单元、至少一个放电电阻、对应的放电控制单元的常开放电开关串联形成测试回路。

设备还可包括柜体，主控制电路、放电测试电路和运行控制电路都固定在柜体内。

本实施例的电池放电测试设备的测试方法如下：

首先，将被测电池连接在放电测试电路中对应的电池测试接口，在具有启动开关的情况下，用于可闭合该启动开关向启动信号输入接口输送启动信号开始测试，当然也可不设置启动开关，当被测电池连接好之后直接开始测试。

接着，控制器通过其电压信号输入接口从电池识别器的电压信号输出端读取被测电池的电压信号。控制器对该信号进行处理后，通过其定时信号输出接口向定时控制单元的定时信号输入端输入计时信号通知其开始计时，同时，控制器通过其放电控制接口向放电控制单元的放电控制端输出放电信号，使其闭合常开放电开关，从而导通放电测试电路中的测试回路，被测电池开始放电，被测电池中的电流从其正极经常开放电开关、对应的一个或多个放电电阻和分流器回到电源负极。

定时时间届满，定时控制单元闭合常开定时开关，从而向控制器的时间控制接口输入停止计时信号，控制器再通过其电压信号输入接口从电池识别器的电压信号输出端读取被测电池的电压信号，对该电压信号进行处理后，通过结果输出接口向结果输出单元输出测试结果，如果电压信号满足要求，则可向合格指示灯HL1输出信号使其点亮，否则，向报警器输出信号使其发出报警信号。

第一实施例：

本实施例的电池放电测试设备可用于对额定电压为6V和12V的两个系列的电池进行放电性能测试，其中对于额定电压为12V的电池系列，还可具有三种不同的额定电流。

如图1所示，本实施例的主控制电路中，控制器为PLC,型号为FX1S—14MR,当然还可采用单片机或其他控制单元。PLC的输入接口X0、X1为电压输入接口，输入接口X2、X3和输出接口Y0分别为启动信号接口、时间控制接口、定时信号输出接口，输出接口Y1、Y2为结果输出接口，输出接口Y3、Y4、Y5接口都是放电控制接口。PLC还包括输入COM接口和输出COM接口，分别为第一公共接口和第二公共接口。电池识别器为6V/12V电压识别器，具有两个电压输出接口，分别用于输出额定电压为6V和12V的电压信号。启动开关QA为脚踏开关，当然还可选用其他开关，例如手动开关。定时控制单元由第一继电器KA1和定时器KT组成,放电控制单元包括交流接触器KM1、KM2,还有一放电控制单元，包括第二继电器KA2、交流接触器KM3、KM4以及三位选择开关SA,KA2的一个线圈端子作为定时信号输出端，KA1和KA2都为中间继电器。各交流接触器的一个线圈端子作为放电控制端。主控制电路还包括交流AC220V电源和两个单向断路器，结果输出单元包括合格指示灯HL1和报警器。

主控制电路的连接方式为：电池识别器的公共线、QA的一端子、KT的常开定时开关的一端子并接到输入COM接口，电池识别器的两个电压输出接口、QA的另一端子、KT的常开定时开关的一端子依次连接在X0、X1、X2、X3接口。KA1线圈的一端子、HL1、报警器、KM1线圈的一端子、KM2线圈的一端子、KA2线圈的一端子依次连到Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5接口，KA1线圈的另一端子、HL1、报警器、KM1线圈的另一端子、KM2线圈的另一端子、KA2线圈的另一端子通过一个单相断路器连接到AC220V电源的零线端，输出COM接口通过另一个单相断路器连接到AC220V电源的火线端。

如图2所示，本实施例的放电测试电路中，放电测试电路的电池测试接口也可具有两组，分别用于测试6V和12V两个系列的被测电池。放电电阻具有四个，分别为R1、R2、R3、R4。KM1、KM4、KM3、KM4的常开触点分别作为四个常开放电开关。电流检测单元由分流器、电流显示表和型号为7815的稳压器组成，电流显示表的工作电压为DC6V-15.5V,测试范围为0-50.0A。放电测试电路的还包括DC24V电源。

放电测试电路的连接方式为：6V系列被测电池对应的电池测试接口与KM1的常开触点、R4、分流器用导线串联；12V系列被测电池对应的电池测试接口与KM2的常开触点、R3、R4、分流器用导线串联；12V系列被测电池对应的电池测试接口与KM3的常开触点、R2、R3、R4、分流器用导线串联；12V系列被测电池对应的电池测试接口与交流接触器KM4的常开触点、R1、R2、R3、R4、分流器用导线串联。分流器的两个端子与电流显示电流表的控制线相并联，电流显示电流表还通过稳压器连接在DC24V电源上。

请参考图3，运行控制电路中，选择开关SA用于选择与交流接触器KM3或KM4的线圈端子接通，从而选择对12V/40A和12V/50A的电池进行放电测试，其与电池主选择开关相连。运行控制电路的连接方式为：运行指示灯HL2的一端子、KT线圈的一端子、KM3线圈的一端子、KM4线圈的一端子通过单向断路器并接到AC220V的零线端；HL2的另一端子、KT线圈的另一端子分别与KA1的两个常开触点的一端子相连；KM3线圈的另一端子、KM4线圈的另一端子分别与SA的两端相连，SA的另一端与KA2的常开触点的一端相连，KA1、KA2的常开触点的另一端通过另一单向断路器并接到AC220V的火线端。

本实施例放电检测设备还包括与电池主选择开关，其档位包括6V/30A、12V/30A、12V/40A、12V/50A。以上各电路都固定在一柜体内，柜体包括安装导轨、固定螺丝、固定电木板、固定钢板条、前侧面盖板、后侧面盖板，前侧面盖板、后侧面盖板分别固定在固定电木板的前后两端形成一个壳体，包含电路的线路板固定在固定电木板上，壳体通过固定螺丝安装在安装导轨上。

本实施例的放电测试设备对6V/30A铅酸蓄电池进行放电性能测试的过程如下：

首先做好测试准备：合上两个单相断路器开关和电源开关，电源指示灯亮，说明电路已有工作所需的交流AC220V电源。

将6V/30A被测铅酸蓄电池放置在设备的测试平台，将电池主选择开关的档位转到6V/30A位置，然后将放电测试电路的6V系列的电池测试接口连接到被测电池的插孔上。踩下QA将启动信号送入PLC的X2接口，电池识别器开始检测被测电池的电压，并将所测得的电压信号送入X0接口，PLC对X0和X2接口的输入信号利用内部程序进行处理。与此同时，PLC的Y3接口输出放电信号使KM1动作，其常开触点闭合，被测电池中的放电电流从正极经过KM1的常开触点、R4、分流器回到电源负极，YO接口也输出计时信号使KA1动作，其常开触点闭合使HL1点亮且KT开始计时，当KT定时时间届满时，其常开触点闭合向PLC的X3接口输入停止计时信号，通知PLC被测电池的放电时间已到。PLC再次通过X0接口从电池识别器读取被测电池的电压信号，如果电压信号为0，说明被测电池的放电性能不良，则通过Y2接口输出报警信号，通过报警器通知技术人员该被测电池不良；如果X0接口读取的电压信号为1，说明被测电池的放电性能良好，则通过Y1接口点亮HL1。

第二实施例：

本实施例的放电测试设备对12V/30A铅酸蓄电池进行放电性能测试的过程如下：

类似于实施例一，做好测试准备后，将12V/30A被测铅酸蓄电池放置在设备的测试平台，将电池主选择开关的档位转到12V/30A位置，然后将放电测试电路的12V系列的电池测试接口连接到被测电池的插孔上。踩下QA将启动信号送入PLC的X2接口，电池识别器开始检测被测电池的电压，并将所测得的电压信号送入X1接口，PLC对X1和X2接口的输入信号利用内部程序进行处理。与此同时，PLC的Y4接口输出放电信号使KM2动作，其常开触点闭合，被测电池中的放电电流从正极经过KM2的常开触点、R3、R4、分流器回到电源负极，Y0接口也输出计时信号使KA1动作，其常开触点闭合使HL1点亮且KT开始计时，当KT定时时间届满时，其常开触点闭合向PLC的X3接口输入停止计时信号，通知PLC被测电池的放电时间已到。PLC再次通过X1接口从电池识别器读取被测电池的电压信号，如果电压信号为0，说明被测电池的放电性能不良，则通过Y2接口输出报警信号，通过报警器通知技术人员该被测电池不良；如果X1接口读取的电压信号为1，说明被测电池的放电性能良好，则通过Y1接口点亮HL1。

第三实施例：

本实施例的放电测试设备对12V/40A铅酸蓄电池进行放电性能测试的过程如下：

类似于实施例一，做好测试准备后，将12V/40A被测铅酸蓄电池放置在设备的测试平台，将电池主选择开关的档位转到12V/40A位置，然后将放电测试电路的12V系列的电池测试接口连接到被测电池的插孔上。踩下QA将启动信号送入PLC的X2接口，电池识别器开始检测被测电池的电压，并将所测得的电压信号送入X1接口，PLC对X1和X2接口的输入信号利用内部程序进行处理。与此同时，PLC的Y5接口输出放电信号使KA2动作，其常开触点闭合通过SA使KM3动作，KM3的常开触点闭合使被测电池中的放电电流从正极经过KM3的常开触点、R2、R3、R4、分流器回到电源负极，Y0接口也输出计时信号使KA1动作，其常开触点闭合使HL1点亮且KT开始计时，当KT定时时间届满时，其常开触点闭合向PLC的X3接口输入停止计时信号，通知PLC被测电池的放电时间已到。PLC再次通过X1接口从电池识别器读取被测电池的电压信号，如果电压信号为0，说明被测电池的放电性能不良，则通过Y2接口输出报警信号，通过报警器通知技术人员该被测电池不良；如果X1接口读取的电压信号为1，说明被测电池的放电性能良好，则通过Y1接口点亮HL1。

第四实施例：

类似于实施例一，做好测试准备后，将12V/50A被测铅酸蓄电池放置在设备的测试平台，将电池主选择开关的档位转到12V/50A位置，然后将放电测试电路的12V系列的电池测试接口连接到被测电池的插孔上。踩下QA将启动信号送入PLC的X2接口，电池识别器开始检测被测电池的电压，并将所测得的电压信号送入X1接口，PLC对X1和X2接口的输入信号利用内部程序进行处理。与此同时，PLC的Y5接口输出放电信号使KA2动作，其常开触点闭合通过SA使KM4动作，KM4的常开触点闭合使被测电池中的放电电流从正极经过KM4的常开触点、R1、R2、R3、R4、分流器回到电源负极，Y0接口也输出计时信号使KA1动作，其常开触点闭合使HL1点亮且KT开始计时，当KT定时时间届满时，其常开触点闭合向PLC的X3接口输入停止计时信号，通知PLC被测电池的放电时间已到。PLC再次通过X1接口从电池识别器读取被测电池的电压信号，如果电压信号为0，说明被测电池的放电性能不良，则通过Y2接口输出报警信号，通过报警器通知技术人员该被测电池不良；如果X1接口读取的电压信号为1，说明被测电池的放电性能良好，则通过Y1接口点亮HL1。

本发明的设备和方法可用于测试一种或者多种不同类型的电池，例如还可对24V、36V等其他系列的电池进行放电性能测试。本发明不仅限于铅酸蓄电池生产领域，其他类电池，或电池的其他检测环境中例如如汽车修配厂也可使用。

本发明放电测试设备结构简单、成本低廉，测试方法操作方便、可靠性强，车间生产员工、现场管理员、质检员都可通过该设备，随时对铅酸蓄电池作单独的放电性能试验，随时了解和把握产品质量的信息，使铅酸蓄电池产品质量问题明显得到改善。通过随时、随意使用本发明对电池作放电性能试验，不同工作环节的技术人员可方便地将检测到不合格电池剔除出去，间接地降低了生产线的材料损耗和作业时间的浪费，降低了电池的批量生产成本，提升了单位产品成本的利润空间。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (7)

1.一种电池放电测试设备,其特征在于,包括主控制电路、放电测试电路和运行控制电路；

所述主控制电路包括：

电池识别器，具有至少一个电压信号输出端；

定时控制单元，具有定时信号输入端和常开定时开关；

至少一个结果输出单元；

至少一个放电控制单元，每个放电控制单元具有放电控制端和常开放电开关,所述定时控制单元包括第一继电器（KA1）和定时器（KT），所述定时器（KT）的常开触点为所述常开定时开关，所述第一继电器（KA1）的线圈端子为所述定时信号输入端，所述第一继电器（KA1）的一个常开触点与所述定时器（KT）串联组成定时回路；

控制器，具有时间控制接口、定时信号输出接口、至少一个结果输出接口、至少一个电压信号输入接口和至少一个放电控制接口，分别与对应的所述常开定时开关、定时信号输入端、结果输出单元、电压信号输出端和放电控制端连接；

所述放电测试电路包括:

至少一个放电电阻；

至少一组电池测试接口，所述电池测试接口与对应的放电电阻和常开放电开关串联形成测试回路;

所述运行控制电路包括运行指示灯（HL2）和所述定时回路，所述运行指示灯（HL2）和所述第一继电器（KA1）的另一常开触点串联组成与所述定时回路并联的运行指示回路。

2.如权利要求1所述的电池放电测试设备,其特征在于，所述主控制电路还包括启动开关（QA），所述控制器还具有启动信号输入接口，所述启动信号输入接口与所述启动开关（QA）连接。

3.如权利要求1所述的电池放电测试设备,其特征在于，所述结果输出单元包括合格指示灯（HL1）和报警器，所述结果输出接口具有两个，分别与所述合格指示灯（HL1）和报警器对应连接。

4.如权利要求1所述的电池放电测试设备,其特征在于，所述测试回路中还连接电流检测单元。

5.如权利要求1所述的电池放电测试设备,其特征在于，还包括具有多个档位的电池主选择开关，所述电池主选择开关还与所述电池识别器连接，所述放电控制单元、控制器的放电控制接口、放电电阻都具有多个，各放电控制接口与对应的放电控制单元的放电控制端连接，至少一个放电电阻与所述电池测试接口、对应的放电控制单元的常开放电开关串联形成测试回路。

6.如权利要求5所述的电池放电测试设备,其特征在于，所述电池识别器的电压信号输出端、控制器的电压信号输入接口都具有多个，所述电池测试接口具有多组，各电压信号输出端与对应的电压信号输入接口连接，各组电池检测接口与对应的至少一个放电电阻和放电控制单元的常开放电开关串联形成测试回路。

7.如权利要求1至6中任一项所述的电池放电测试设备，其特征在于，还包括电源，所述控制器为单片机或可编程控制器，所述控制器还具有第一公共接口和第二公共接口，所述电池识别器和常开定时开关还与所述第一公共接口连接，所述电源与所述第二公共接口连接，所述放电控制单元、定时控制单元和结果输出单元还与所述电源连接。