CN102870271B - 用于测试电池单元的测试系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于测试电池单元的测试系统和方法。该系统包括接收电池单元的巢状部件，以及将第一电池极耳紧固在第一和第二连接器之间并且将第二电池极耳紧固在第三和第四连接器之间的夹持装置。该系统进一步包括测量当第一和第二电池极耳分别接触第一和第三连接器时在第一和第三连接器之间的电压水平的伏特计。该系统进一步包括测量当第一电池极耳接触第一连接器时在外壳的第一部分和第一连接器之间的第一电阻水平的欧姆计。

Description

用于测试电池单元的测试系统和方法

技术领域

本申请一般地涉及一种用于测试电池单元的测试系统和方法。

背景技术

相关申请的交叉引用

本申请要求在2010年4月15日在美国提交的美国临时专利申请No.61/324,616和在2011年3月28日在美国提交的美国专利申请No.13/073,333的优先权，其全部内容由此在这里通过引用并入。

本发明人在这里已经认识到，需要对电池单元关于在电池极耳之间的电压和在电池极耳和围绕单元暴露的、薄的铝层之间的电绝缘进行测试，从而证明单元的质量是可接受的。

发明内容

提供了一种根据示例性实施例的、用于电池单元的测试系统。该电池单元具有外壳和从外壳延伸的第一和第二电池极耳。该测试系统包括被配置为在其上接收电池单元的巢状部件。该测试系统进一步包括被配置为将第一电池极耳紧固在第一和第二连接器之间并且将第二电池极耳紧固在第三和第四连接器之间的夹持装置。该测试系统进一步包括伏特计，该伏特计被配置为测量当第一和第二电池极耳分别接触第一和第三连接器时在第一和第三连接器之间的电压水平，并且向计算机发送指示电压水平的电压水平值。该测试系统进一步包括欧姆计，该欧姆计被配置为测量当第一电池极耳接触第一连接器时在外壳的第一部分和第一连接器之间的第一电阻水平并且向计算机发送指示第一电阻水平的第一电阻水平值。该计算机被配置为如果电压水平在所期望的电压水平范围内并且第一电阻水平在第一电阻水平范围内，则产生指示电池单元正在如所期望的那样操作的确认消息。

提供了一种根据另一示例性实施例的、测试被设置在测试系统的巢状部件上的电池单元的方法。该方法包括利用夹持装置将电池单元的第一电池极耳紧固在第一和第二连接器之间。该方法进一步包括利用夹持装置将电池单元的第二电池极耳紧固在第三和第四连接器之间。该方法进一步包括利用伏特计，测量当第一和第二电池极耳分别接触第一和第三连接器时在第一和第三连接器之间的电压水平。该方法进一步包括从伏特计向计算机发送指示电压水平的电压水平值。该方法进一步包括利用欧姆计，测量当第一电池极耳接触第一连接器时在外壳的第一部分和第一连接器之间的第一电阻水平。该方法进一步包括从欧姆计向计算机发送指示第一电阻水平的第一电阻水平值。该方法进一步包括利用计算机，如果电压水平在所期望的电压水平范围内并且第一电阻水平在第一电阻水平范围内，则产生指示电池单元正在如所期望的那样操作的确认消息。

从以下与附图相结合的说明中，这些和其它优点和特征将变得更加明显。

附图说明

图1是根据示例性实施例的、用于测试电池单元的测试系统的示图；

图2是图1的测试系统的部分的放大示图；

图3是图1的测试系统的部分的另一放大示图；

图4是图1的测试系统的部分的截面示图；

图5是图4的截面示图的部分的放大视图；

图6是图1的测试系统的部分的另一截面示图；并且

图7和8是根据另一示例性实施例的、用于测试电池单元的方法的流程图。

具体实施方式

参考图1-6，提供了根据示例性实施例的、用于测试电池单元20的测试系统10。电池单元20包括外壳30，该外壳30具有从外壳30向外延伸的第一和第二电池极耳32、34。在一个示例性实施例中电池单元20是锂离子袋型电池单元。当然，在可替代实施例中，能够利用测试系统10测试本领域技术人员已知的、其它类型的电池单元。

测试系统10包括巢状部件50，夹持装置52，第一、第二、第三和第四连接器60、62、64、66，柱体80、板82，第一和第二摇臂组件84、86，第一和第二触点90、92，伏特计110，欧姆计120，计算机122，开关129，柱体致动器130，第一和第二发光装置132、134，显示装置136，和条形码扫描器137。

参考图1和4，巢状部件50被配置为在其中接收电池单元20。巢状部件50包括顶板150，和侧板152、154，底板155和引导部件170、172、174、176。在一个示例性实施例中，顶板150，侧板152、154，底板155和引导部件170、172、174、176由塑料构造。当然，在可替代实施例中，板和引导部件能够由本领域技术人员已知的其它不导电的材料构造。侧板152、154进一步被耦接到顶板150的相对端，并且侧板152、154被耦接到底板155的相对端。引导部件170、174被耦接到顶板150的顶表面并且被相互平行地设置。引导部件170、174被隔开并且被配置为允许使用者在其间定位电池单元20。引导部件172、176分别地邻近于引导部件170、174被耦接到顶板150的顶表面。引导部件172、176被配置为在巢状部件50上限定电池单元20的向前位置。

参考图2和3，夹持装置52被配置为将第一电池极耳32紧固在第一和第二连接器60、62之间并且将第二电池极耳34紧固在第三和第四连接器64、66之间。第一和第三连接器60、64被设置在顶板150上并且由导电的金属或者金属合金构造。夹持装置52包括可旋转板190、可旋转部件191、支撑部件192和枢轴（未示出）。第二和第四连接器62、66被耦接到可旋转板190的底表面并且由导电的金属或者金属合金构造。支撑部件192被耦接到顶板150的顶表面。可旋转板190被耦接到可旋转部件191。可旋转部件191经由被设置在支撑部件192上的枢轴（未示出）而被以可旋转方式耦接到支撑部件192。

参考图2和4，可旋转部件191被以可操作方式耦接到柱体80从而当柱体80处于降低的操作位置时，可旋转部件191将可旋转板190移动到第一操作位置从而可旋转板190被远离第一和第二电池极耳32、34设置。在第一操作位置中，电池单元20能够被设置在巢状部件50中或者被从巢状部件50移除。

此外，参考图3和4，可旋转部件191被以可操作方式耦接到柱体80从而当柱体80处于升高的操作位置时，可旋转部件191将可旋转板190移动到第二操作位置从而可旋转板190被朝向第一和第二电池极耳32、34设置以将第一电池极耳32紧固在第一和第二连接器60、62之间，并且将第二电池极耳34紧固在第三和第四连接器64、66之间。当柱体80处于升高的操作位置时，电池单元20如将在下面更加详细解释地那样测试。

参考图1和4-6，柱体80被耦接到底板155并且被以可操作方式耦接到板82和可旋转部件191。当开关129处于闭合操作位置时，计算机122产生第一控制信号以引起柱体致动器130将柱体80推进到升高的操作位置。替代地，当开关129处于打开操作位置时，计算机122产生第二控制信号以引起柱体致动器130将柱体80推进到降低的操作位置。

第一摇臂组件84被配置为移动第一触点90以接触外壳30的第一部分，从而实现将在下面更加详细地描述的电阻测量。第一摇臂组件84包括板200、枢轴202和弹簧204。板200具有在其中接收枢轴202的、延伸穿过板的孔隙。枢轴202进一步被接收在板82中的孔隙中。此外，弹簧204远离电池单元20地向外偏置板200。第一触点90邻近于电池单元20被设置在板200上。当柱体80从降低的操作位置移动到升高的操作位置时，柱体80向上移动板82，这引起板200朝向电池单元20旋转，从而第一触点90接触外壳30的第一部分。替代地，当柱体80从升高的操作位置移动到降低的操作位置时，柱体80向下移动板82，这引起板200远离电池单元20旋转，从而第一触点90不再接触外壳30的第一部分。

第二摇臂组件86被配置为移动第二触点92以接触外壳30的第二部分，从而实现将在下面更加详细地描述的电阻测量。第二摇臂组件86包括板240、枢轴242和弹簧（未示出）。板240具有在其中接收枢轴242的、延伸穿过板的孔隙。枢轴242进一步被接收在板82中的孔隙中。弹簧远离电池单元20地向外偏置板240。此外，第二触点92邻近于电池单元20被设置在板240上。当柱体80从降低的操作位置移动到升高的操作位置时，柱体80向上移动板82，这引起板240朝向电池单元20旋转，从而第二触点92接触外壳30的第二部分。替代地，当柱体80从升高的操作位置移动到降低的操作位置时，柱体80向下移动板82，这引起板240远离电池单元20旋转，从而第二触点92不再接触外壳30的第二部分。

参考图1和2，伏特计110被电耦接到第一和第三连接器60、64。当连接器60、64被电耦接到第一和第二电池极耳32、34时，伏特计110测量在电池极耳32、34和连接器60、64之间的电压水平。伏特计110被配置为向计算机122发送指示电压水平的电压水平值。

欧姆计120被电耦接到第一和第三连接器60、64并且被电耦接到第一和第二触点90、92。欧姆计120测量当第一电池极耳32接触第一连接器60时在外壳30的第一部分和第一连接器60之间的第一电阻水平并且向计算机122发送指示第一电阻水平的第一电阻水平值。欧姆计120还测量当第二电池极耳34接触第三连接器64时在外壳30的第一部分和第三连接器64之间的第二电阻水平并且向计算机122发送指示第二电阻水平的第二电阻水平值。此外，欧姆计120测量在外壳30的第一部分和外壳30的第二部分之间的第三电阻水平并且向计算机122发送指示第三电阻水平的第三电阻水平值。

计算机122被以可操作方式耦接到伏特计110、欧姆计120、开关129、柱体致动器130、第一发光装置132、第二发光装置134、显示装置136和条形码扫描器137。计算机122控制伏特计110、欧姆计120、柱体致动器130、第一发光装置132、第二发光装置134和显示装置136的操作以如将在下面更加详细解释地对于电池单元20执行电压测试和电阻测试。

柱体致动器130被以可操作方式耦接到柱体80和计算机122。柱体致动器130从计算机122接收第一控制信号并且引起柱体80向上移动。替代地，柱体致动器130从计算机122接收第二控制信号并且引起柱体80向下移动。

条形码扫描器130被邻近于电池单元20设置并且扫描被设置在电池单元20上的条形码。条形码扫描器130能够向计算机122发送从条形码获得的包括电池单元标识符的条形码数据。计算机122能够基于电池单元标识符从存储器装置138检索与电池单元20相关联的所期望的操作参数（例如，第一电阻水平范围、第二电阻水平范围、第三电阻水平范围和电压范围）。

参考图1和7-8，现在将解释根据另一示例性实施例的、用于利用测试系统10测试电池单元20的方法的流程图。

在步骤300，巢状部件50在其中接收电池单元20。该电池具有外壳30和从外壳30延伸的第一和第二电池极耳32、34。

在步骤302，夹持装置52被移动到第一位置以将第一电池极耳32紧固在第一和第二连接器60、62之间并且将第二电池极耳34紧固在第三和第四连接器64、66之间。

在步骤304，计算机122产生第一控制信号以引起柱体致动器130向上移动柱体80以引起第一和第二摇臂组件84、86在其上分别地移动第一和第二触点90、92，从而第一和第二触点90、92分别接触外壳30的第一和第二部分。第一和第二触点90、92被电耦接到欧姆计120。

在步骤306，伏特计110测量当第一和第二电池极耳32、34分别接触第一和第三连接器60、64时在第一和第三连接器60、64之间的电压水平，并且向计算机122发送指示电压水平的电压水平值。

在步骤308，欧姆计120测量当第一电池极耳32接触第一连接器60时在外壳30的第一部分和第一连接器60之间的第一电阻水平并且向计算机122发送指示第一电阻水平的第一电阻水平值。

在步骤310，欧姆计120测量当第二电池极耳34接触第三连接器64时在外壳30的第一部分和第三连接器64之间的第二电阻水平并且向计算机122发送指示第二电阻水平的第二电阻水平值。

在步骤312，欧姆计120测量在外壳30的第一部分和外壳30的第二部分之间的第三电阻水平并且向计算机122发送指示第三电阻水平的第三电阻水平值。

在步骤314，计算机122关于电压水平是否在所期望的电压水平范围内，并且第一电阻水平是否在第一电阻水平范围内，并且第二电阻水平是否在第二电阻水平范围内，并且第三电阻水平是否在第三电阻水平范围内，做出确定。如果步骤314的值等于“是”，则该方法前进到步骤316。否则，该方法前进到步骤320。

在步骤316，计算机122产生引起第一发光装置132发出指示电池单元20正在如所期望的那样操作的光的确认信号。在步骤316之后，该方法前进到步骤318。

在步骤318，计算机122产生指示电池单元20正在如所期望的那样操作的确认消息并且引起显示装置136显示该确认消息。在步骤318之后，该方法前进到步骤324。

再次参考步骤314，如果步骤314的值等于“否”，则该方法前进到步骤320。在步骤320，计算机122产生引起第二发光装置134发出指示电池单元20并非如所期望的那样操作的光的失败信号。在步骤320之后，该方法前进到步骤322。

在步骤322，计算机122产生指示电池单元20并非如所期望的那样操作的失败消息并且引起显示装置136显示该失败消息。在步骤322之后，该方法前进到步骤324。

在步骤324，计算机122产生第二控制信号以引起柱体致动器130向下移动柱体80以引起第一和第二摇臂组件84、86分别地移动第一和第二触点90、92，从而第一和第二触点90、92不再分别接触外壳30的第一和第二部分。在步骤324之后，该方法前进到步骤326。

在步骤326，夹持装置52被移动到第二位置以从第一和第二连接器60、62解锁第一电池极耳32，并且从第三和第四连接器64、66解锁第二电池极耳34。

用于测试电池单元的该测试系统和方法提供优于其它系统和方法的显著优点。特别地，该测试系统和方法提供了在电池单元被保持在巢状部件内时测量在电池极耳之间的电压和在电池极耳和电池单元的外壳之间的电阻这两者从而快速和有效地测试电池单元的技术效果。

虽然已经仅仅结合有限数目的实施例详细描述了本发明，但是应该易于理解，本发明不限于这种公开的实施例。实际上，本发明能够被修改为结合至此未予描述的、但是与本发明的精神和范围相称的任何数目的变化、更改、替代或者等效布置。另外地，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是应该理解，本发明的方面可以仅仅包括所描述实施例中的某些实施例。相应地，本发明不被视为受到前面的说明的限制。

Claims (10)

1.一种用于在测试系统中的电池单元的测试系统，所述电池单元具有外壳和从所述外壳延伸的第一和第二电池极耳，所述测试系统包括：

巢状部件，被配置为在其上接收所述电池单元；

夹持装置，被配置为将所述第一电池极耳紧固在第一和第二连接器之间并且将所述第二电池极耳紧固在第三和第四连接器之间；

伏特计，被配置为测量当所述第一和第二电池极耳分别接触所述第一和第三连接器时在所述第一和第三连接器之间的电压水平，并且向计算机发送指示所述电压水平的电压水平值；

第一摇臂组件，包括能够朝向所述电池单元旋转的板；

第一触点，被设置在被所述第一摇臂组件包括的所述板上，所述第一摇臂组件被配置为移动所述第一触点以接触所述外壳的第一部分；

欧姆计，被配置为测量当所述第一电池极耳接触所述第一连接器时在所述外壳的第一部分和所述第一连接器之间的第一电阻水平，并且向所述计算机发送指示所述第一电阻水平的第一电阻水平值；以及

所述计算机，被配置为如果所述电压水平在所期望的电压水平范围内并且所述第一电阻水平在第一电阻水平范围内，则产生指示所述电池单元正在如所期望的那样操作的确认消息。

2.根据权利要求1所述的测试系统，其中所述欧姆计进一步被配置为测量当所述第二电池极耳接触所述第三连接器时在所述外壳的第一部分和所述第三连接器之间的第二电阻水平，并且向所述计算机发送指示所述第二电阻水平的第二电阻水平值。

3.根据权利要求2所述的测试系统，其中所述计算机进一步被配置为如果所述电压水平在所述所期望的电压水平范围内、并且所述第一电阻水平在所述第一电阻水平范围内、并且所述第二电阻水平在第二电阻水平范围内，则产生指示所述电池单元正在如所期望的那样操作的所述确认消息。

4.根据权利要求2所述的测试系统，进一步包括：

第二摇臂组件，包括能够朝向所述电池单元旋转的板；以及

第二触点，被设置在被所述第二摇臂组件包括的所述板上，所述第二摇臂组件被配置为移动所述第二触点以接触所述外壳的第二部分；

其中所述欧姆计进一步被配置为测量在所述外壳的第一部分和所述外壳的第二部分之间的第三电阻水平，并且向所述计算机发送指示所述第三电阻水平的第三电阻水平值。

5.根据权利要求4所述的测试系统，其中所述计算机进一步被配置为如果所述电压水平在所述所期望的电压水平范围内、并且所述第一电阻水平在所述第一电阻水平范围内、并且所述第二电阻水平在所述第二电阻水平范围内、并且所述第三电阻水平在第三电阻水平范围内，则产生指示所述电池单元正在如所期望的那样操作的所述确认消息。

6.一种测试被设置在测试系统的巢状部件上的电池单元的方法，包括：

提供第一摇臂组件，所述第一摇臂组件包括能够朝向所述电池单元旋转的板；

提供第一触点，所述第一触点被设置在被所述第一摇臂组件包括的板上，所述第一摇臂组件被配置为移动所述第一触点以接触外壳的第一部分；

利用夹持装置将所述电池单元的第一电池极耳紧固在第一和第二连接器之间；

利用所述夹持装置将所述电池单元的第二电池极耳紧固在第三和第四连接器之间；

利用伏特计，测量当所述第一和第二电池极耳分别接触所述第一和第三连接器时在所述第一和第三连接器之间的电压水平；

从所述伏特计向计算机发送指示所述电压水平的电压水平值；

通过利用所述第一摇臂组件来移动所述第一触点以接触所述外壳的所述第一部分；

利用欧姆计，测量当所述第一电池极耳接触所述第一连接器时在所述外壳的第一部分和所述第一连接器之间的第一电阻水平；

从所述欧姆计向所述计算机发送指示所述第一电阻水平的第一电阻水平值；以及

利用所述计算机，如果所述电压水平在所期望的电压水平范围内并且所述第一电阻水平在第一电阻水平范围内，则产生指示所述电池单元正在如所期望的那样操作的确认消息。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：

利用所述欧姆计，测量当所述第二电池极耳接触所述第三连接器时在所述外壳的第一部分和所述第三连接器之间的第二电阻水平；并且

从所述欧姆计向所述计算机发送指示所述第二电阻水平的第二电阻水平值。

8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括利用所述计算机，如果所述电压水平在所述所期望的电压水平范围内、并且所述第一电阻水平在所述第一电阻水平范围内、并且所述第二电阻水平在第二电阻水平范围内，则产生指示所述电池单元正在如所期望的那样操作的所述确认消息。

9.根据权利要求6所述的方法，进一步包括：

提供第二摇臂组件，所述第二摇臂组件包括能够朝向所述电池单元旋转的板；

提供第二触点，所述第二触点被设置在被所述第二摇臂组件包括的板上，所述第二摇臂组件被配置为移动所述第二触点以接触所述外壳的第二部分；

通过利用所述第二摇臂组件来移动所述第二触点以接触所述外壳的所述第二部分；

利用所述欧姆计，测量在所述外壳的第一部分和所述外壳的第二部分之间的第三电阻水平；并且

从所述欧姆计向所述计算机发送指示所述第三电阻水平的第三电阻水平值。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括利用所述计算机，如果所述电压水平在所述所期望的电压水平范围内、并且所述第一电阻水平在所述第一电阻水平范围内、并且所述第二电阻水平在所述第二电阻水平范围内、并且所述第三电阻水平在第三电阻水平范围内，则产生指示所述电池单元正在如所期望的那样操作的所述确认消息。