CN108061528A - 一种蓄电池塑壳的变形测试设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蓄电池塑壳的变形测试设备，包括蓄电池夹具，还设有导轨、光线发射机构、反射光线接收机构；夹具可夹持待测蓄电池塑壳沿导轨延伸方向相对运动，光线发射机构、反射光线接收机构与导轨位置相对固定；光线发射机构发射的光线可在夹持于夹具上的蓄电池的塑壳表面反射后由反射光线接收机构接收。并在此基础上公开了一种蓄电池塑壳的变形测试方法。本发明的有益效果是：具有简便可靠的优势，可以直观的显示检测结论。

Description

一种蓄电池塑壳的变形测试设备及方法

技术领域

本发明涉及蓄电池领域，具体是一种铅酸蓄电池塑壳的变形测试设备及方法。

背景技术

铅酸蓄电池，下文中简称蓄电池，经济实惠，价廉物美，在日常中应用很广泛。由于蓄电池使用储存的是化学能，因此在充放电的时候都会产生热能。一般而言，随着蓄电池的充放电使用，内部电阻会产生的热能。蓄电池塑壳包裹在电池极板和酸液外，是仅有的防护结构。蓄电池塑壳受热后容易变形，变形严重的蓄电池无法保证其密封性和安全性，必须尽快淘汰。由于封装结构决定了蓄电池的塑壳是一次性的，因此蓄电池塑壳的质量、尤其是耐热程度是塑壳制造商的主要关注点。制造商往往需要使用不同的材料、结构、配方、工艺，来试制不同的蓄电池塑壳，然后对试制品进行耐热抗变形测试，以掌握不同的制造工艺的应用。测试蓄电池变形工作比较困难，缺乏现成的检测设备，多数步骤需要人工完成，而测试时的环境温度较高，测试人员需要全套防护进行测量，比较艰苦。测量的手段也仅仅局限于尺量笔画，相对原始；获得的数据也很不精确，很难归纳总结形成对生产的指导意见。中国专利文献CN103940841A于2014年7月23日公开了“一种电动车用铅酸蓄电池塑壳热变形的测试方法”，它包括以下步骤：先将待测蓄电池塑壳进行密封处理，并在温度为23℃-27℃的环境中测得蓄电池塑壳的长度L0和宽度W0，给蓄电池塑壳充气加压，接着将蓄电池塑壳放入73℃-77℃的恒温箱中2小时，然后再次测的蓄电池塑壳的长度L1和宽度W1，并计算蓄电池塑壳的长度变化率与宽度变化率，通过长度变化率与宽度变化率判定蓄电池塑壳的质量是否合格。该技术方案需要依赖多种设备，结论不直观，实施起来依然比较复杂。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，现有蓄电池塑壳的变形测试方法过于繁琐，结论不够直观，从而提供一种蓄电池塑壳的变形测试设备及基于该测试设备的测试方法，具有简便可靠的优势，可以直观的显示检测结论。

为了实现发明目的一，本发明采用如下技术方案：一种蓄电池塑壳的变形测试设备，包括蓄电池夹具，还设有导轨、光线发射机构、反射光线接收机构；夹具可夹持待测蓄电池塑壳沿导轨延伸方向相对运动，光线发射机构、反射光线接收机构与导轨位置相对固定；光线发射机构发射的光线可在夹持于夹具上的蓄电池的塑壳表面反射后由反射光线接收机构接收。

本技术方案中，不再依靠传统的数据度量方式，而是使用光反射的功能来显示待测待测试蓄电池塑壳的平整度。由于蓄电池塑壳由注塑生产，外侧面的模具光洁度可以达到很高的程度，对光线的反射效果很好。在常态下，全新无变形的蓄电池塑壳应该是完全平整的，或者是由于注塑后冷却的原因，微微的向内收缩。而在内压和温度的双重作用下，蓄电池塑壳如果产生变形，必然是侧壁和/或顶壁向外鼓胀。因此蓄电池侧壁在全新时和在发生变形时，侧壁的反射效果具有显著区别。只要将反射的光线图案和基准图案进行比较，马上可以得出蓄电池塑壳是否变形、变形程度大小等检测结论。使用中可以将待测蓄电池塑壳夹持在蓄电池夹具中，沿导轨平稳的移动，通常选择将待测的侧壁为平行于导轨直线延伸方向，而光线发射机构、反射光线接收机构均调节至适当位置，使光线发射机构发出的光线可以完整的照射在移动的蓄电池塑壳侧壁上，再反射至反射光线接收机构上。最简单的反射光线接收机构可以是一块白布，甚至是一面平整的白墙，只要能将反射光投射在上面可以供观察和比较即可。为了获得较好的反射和显示效果，检测可以设置在暗室中。理论上，也可以将待测蓄电池塑壳固定，而光线发射机构、反射光线接收机构设置为可沿导轨运动。但是考虑到光线对微小动作的敏感性，最佳的效果还是将光线发射机构、反射光线接收机构设置为静态，将待测蓄电池塑壳设置为可运动。

作为优选，所述光线发射机构为激光发射器。激光的光束收敛性好，在短距离内反射折射依然有很好的聚集效果，使用激光作为检测用光源，可以获得更为精确的效果。

作为优选，所述反射光线接收机构上密布的设有光线传感器，光线传感器信号连接PLC或显示器，或通过PLC连接显示器。光线传感器广泛应用在手机上，可以感知光信号并生成相应的电信号。本方案在反射光线接收机构上设置光线传感器，使投射在光线传感器上的特定图案转化为特定的电信号组合，可以传递到PLC中与标准值比较，产生判定结论，也可以传递至显示器供进一步分析比较。

作为优选，待测蓄电池塑壳与反射光线接收机构之间，设有至少1个反射镜面，其中至少一个反射镜面为凸面镜。如果光线行进距离较短，无法将较小的变形扭曲显示清楚，可以在待测蓄电池塑壳与反射光线接收机构之间设置反射镜面，在保证反射光线亮度的前提下，通过人为增加行进距离来放大蓄电池塑壳侧壁变形导致的光线偏移。更进一步的，可以将其中一个反射镜面设置为凸面镜，起到进一步放大的效果。

为了实现发明目的二，本发明采用如下技术方案：

一种蓄电池塑壳的变形测试方法，依次包括如下步骤：

（1）将待测蓄电池塑壳密封，并灌注惰性气体；

（2）将待测蓄电池塑壳夹持于夹具上；

（3）对待测蓄电池塑壳进行模拟加温，至预设的测定温度后保持一定时间；

（4）打开光线发射机构与反射光线接收机构，将夹持着的待测蓄电池塑壳沿导轨平稳通过，使光线发射机构发射的光线落于待测蓄电池塑壳的表面上，并反射至反射光线接收机构；

（5）将光线反射机构接收到的反射光线与光线发射机构发射的光线进行比对，记录结果；

（6）依次对待测蓄电池塑壳的两对侧壁和一个顶壁进行步骤（1）至步骤（5）的检测，即可了解待测蓄电池塑壳的整体变形程度。

本方案中的待测蓄电池塑壳需要密封并灌注惰性气体，然后夹在夹具上进行升温，以更好的模拟实际情况。待升温至预设温度后，无论是温度还是内部压力，都与实际情况较为接近，塑壳的变形情况也更为接近实际情况。然后将待测蓄电池塑壳夹在夹具上沿导轨方向移动，利用光线在平面上反射的特点，以光线发射机构发射的光线，优选是激光来照射测蓄电池塑壳的检测面，待测蓄电池塑壳反射的光线投射在反射光线接收机构上，将此光迹图像与光线发射机构发射的光迹图像进行比对，非常直观的就能得出检测结论。

作为优选，所述惰性气体为二氧化碳。二氧化碳气体稳定性好，在检测条件下不会与其他物质反应，也不会因为可能的泄漏造成安全问题。

作为优选，测定温度控制在70℃-80℃，保持时间不少于5分钟。该温度区间是蓄电池在正常使用时可能达到的温度的上限，因此至少要将检测温度升高至此区间并保持5分钟以上，使塑壳内气体的压力升高，充分模拟使用环境中的温度和压力，产生的检测效果才具有参考意义。

作为优选，待测蓄电池塑壳与反射光线接收机构之间，设有至少1个反射镜面，其中至少一个反射镜面为凸面镜。如果光线行进距离较短，无法将较小的变形扭曲显示清楚，可以在待测蓄电池塑壳与反射光线接收机构之间设置反射镜面，在保证反射光线亮度的前提下，通过人为增加行进距离来放大蓄电池塑壳侧壁变形导致的光线偏移。更进一步的，可以将其中一个反射镜面设置为凸面镜，起到进一步放大的效果。

作为优选，反射光线接收机构上密布的设有光线传感器，光线传感器信号连接PLC或显示器，或通过PLC连接显示器。本方案在反射光线接收机构上设置光线传感器，使投射在光线传感器上的特定图案转化为特定的电信号组合，可以传递到PLC中与标准值比较，产生判定结论，也可以传递至显示器供进一步分析比较。如果结合相应的分析软件，还能进一步对经过光线传感器获取的光线数据进行分析处理，从而得到温度、压力、时间与变形程度之间的对应关系，可以指导蓄电池塑壳的设计和生产。

综上所述，本发明优势在于：具有简便可靠的优势，可以直观的显示检测结论。

附图说明

图1是本发明的检测蓄电池塑壳两长侧壁时的俯视示意图。

图2是本发明的检测蓄电池塑壳两短侧壁时的俯视示意图。

图3是本发明的检测蓄电池塑壳顶壁时的侧视图。

图4是反射光线接收机构的结构示意图。

其中图标：1蓄电池夹具，2导轨，3光线发射机构，4反射光线接收机构，5反射镜面，9待测蓄电池塑壳，41光线传感器。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图2、图3所示的实施例，为一种蓄电池塑壳的变形测试设备，用来对蓄电池塑壳在一定的温度和内压下的变形程度进行检测。蓄电池为长方体，变形主要发生在四个侧壁和一个顶壁上，图1所示为检测一对长侧壁的状态，图2所示为检测一对短侧壁的状态，图3所示为检测顶壁的状态。

如图1所示，本测试设备包括蓄电池夹具1，可夹持着待测蓄电池塑壳9在导轨2上运动，夹持时使待测蓄电池塑壳的两个长端设于导轨前进方向的左右两侧。如果是检测蓄电池塑壳的两个短端，则需要如图2所示，将夹具方向转动90°，使待测蓄电池塑壳的两个短端设于导轨前进方向的左右两侧。在导轨的左右两侧，均设有一个光线发射机构3，本例使用的是激光发射器，还设有一个反射光线接收机构4，本例的反射光线接收机构如图4所示，在一个长方形的范围内均布有光线传感器41，光线传感器可信号连接PLC或显示器，或通过PLC连接显示器，图中未绘出PLC或显示器。待测蓄电池塑壳与反射光线接收机构之间，设有一对反射镜面5，其中靠近反射光线接收机构的反射镜面为凸面镜。如果是检测蓄电池塑壳的顶壁，则需要如图3所示，将光线发射机构和反射光线接收机构设置在可照射顶壁和接收顶壁反射光线的位置。

本例的一种蓄电池塑壳的变形测试设备，在使用其进行测试时，其方法依次包括如下步骤：

（1）将待测蓄电池塑壳密封，并灌注惰性气体，本例使用的是二氧化碳；

（2）将待测蓄电池塑壳夹持于夹具上；

（3）对待测蓄电池塑壳进行模拟加温，至预设的测定温度后保持一定时间，本例选择的是将温度控制在75摄氏度。保持10分钟；

（4）打开光线发射机构与反射光线接收机构，将夹持着的待测蓄电池塑壳沿导轨平稳通过，使光线发射机构发射的激光落于待测蓄电池塑壳的表面上，并反射至反射光线接收机构，由光线传感器接收，并转换成相应的电信号，同时输出至PLC和显示器；

（5）将光线反射机构接收到的反射光线与光线发射机构发射的光线进行比对，其中，输出至PLC端后由PLC对电信号和标准信号进行比对，进行判定；输出至显示器的由人工第二次确认识别，记录最后的判定结果；

（6）依次对待测蓄电池塑壳的两对侧壁和一个顶壁进行步骤（1）至步骤（5）的检测，即可了解待测蓄电池塑壳的整体变形程度。

使用本蓄电池塑壳的变形测试设备进行检测，设备要求低，检测结果直观可靠，速度快效率高。

Claims (9)

1.一种蓄电池塑壳的变形测试设备，包括蓄电池夹具（1），其特征是，还设有导轨（2）、光线发射机构（3）、反射光线接收机构（4）；夹具可夹持待测蓄电池塑壳（9）沿导轨延伸方向相对运动，光线发射机构、反射光线接收机构与导轨位置相对固定；光线发射机构发射的光线可在夹持于夹具上的蓄电池的塑壳表面反射后由反射光线接收机构接收。

2.根据权利要求1所述的一种蓄电池塑壳的变形测试设备，其特征是：所述光线发射机构为激光发射器。

3.根据权利要求1或2所述的一种蓄电池塑壳的变形测试设备，其特征是：所述反射光线接收机构上密布的设有光线传感器（41），光线传感器信号连接PLC或显示器，或通过PLC连接显示器。

4.根据权利要求1或2所述的一种蓄电池塑壳的变形测试设备，其特征是：待测蓄电池塑壳与反射光线接收机构之间，设有至少1个反射镜面（5），其中至少一个反射镜面为凸面镜。

5.一种蓄电池塑壳的变形测试方法，其特征是，依次包括如下步骤：

（1）将待测蓄电池塑壳密封，并灌注惰性气体；

（2）将待测蓄电池塑壳夹持于夹具上；

（3）对待测蓄电池塑壳进行模拟加温，至预设的测定温度后保持一定时间；

（4）打开光线发射机构与反射光线接收机构，将夹持着的待测蓄电池塑壳沿导轨平稳通过，使光线发射机构发射的光线落于待测蓄电池塑壳的表面上，并反射至反射光线接收机构；

（5）将光线反射机构接收到的反射光线与光线发射机构发射的光线进行比对，记录结果；

（6）依次对待测蓄电池塑壳的两对侧壁和一个顶壁进行步骤（1）至步骤（5）的检测，即可了解待测蓄电池塑壳的整体变形程度。

6.根据权利要求5所述的一种蓄电池塑壳的变形测试方法，其特征是：所述惰性气体为二氧化碳。

7.根据权利要求5或6所述的一种蓄电池塑壳的变形测试方法，其特征是：测定温度控制在70℃-80℃，保持时间不少于5分钟。

8.根据权利要求5或6所述的一种蓄电池塑壳的变形测试方法，其特征是：待测蓄电池塑壳与反射光线接收机构之间，设有至少1个反射镜面（5），其中至少一个反射镜面为凸面镜。

9.根据权利要求5或6所述的一种蓄电池塑壳的变形测试方法，其特征是：反射光线接收机构上密布的设有光线传感器，光线传感器信号连接PLC或显示器，或通过PLC连接显示器。