CN108287311A - 一种动力电池短路试验机及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动力电池短路试验机及测试方法，该试验机包括试验箱，试验箱内设置有两个挤压板，在两个挤压板之间设置有电池固定部；两个挤压板分别通过丝杆与电机连接，电机通过丝杆将压力施加到两个挤压板上，电机与控制系统连接，控制系统控制电机运行，当施加到固定在电池固定部上的电池上的压力达到预定压力值后回位，或者根据要求压到电池产生的形变达到预定形变量之后，持续预定的时间后再进一步挤压；试验箱内还设置有温控箱、数字万用表、过程校验仪和温度巡检仪；温控箱用于将试验箱内的温度维持在预定的范围；数字万用表用于对电压进行校准；过程校验仪用于对温度进行校准；温度巡检仪用于对温控箱进行校准。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池短路试验机及测试方法。
背景技术
动力电池是为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车、高尔夫球车提供动力的蓄电池。常见的动力电池包括锂动力电池、金属氢化物镍蓄电池、锌空气蓄电池、铅酸蓄电池等。
动力电池短路试验机又名电池大电流短路测试仪，动力电池短路试验机是综合多种电池短路试验标准要求而设计，要求满足电池性能标准规范；按标准要求短路装置必须符合内阻范围≤100mΩ，从而获得试验要求的最大短路电流。
现有技术中的动力电池短路试验机需要经常校准，一般校准周期不超过一年，特别是在经过修理或者对测量结果有疑问的时候，需要及时校准。但是现有技术中的动力电池短路试验机校准并不方便。
例如中国发明专利文献CN204166108U公开了一种电池短路试验机，包括外箱体、设置于所述外箱体内的机架、设置于所述机架底部的温湿装置、设置于所述机架中部的短路试验机构和设置于所述机架顶部的驱动机构，所述短路试验机构包括试样放置板、挤压板和挤压板导杆，所述挤压板导杆的一端连接于所述驱动机构的输出端，所述挤压板导杆的另一端连接于所述挤压板，所述试样放置板对应于所述挤压板。
中国发明专利文献CN204302462U公开了一种新型大电流电池短路试验机，其包括控制主机、电池防爆箱、真空箱，控制主机上设有真空箱，真空箱内设有测试架，测试架上设有气缸，测试架的导杆上设置有上紫铜、下紫铜，控制主机上还设有控制面板，控制主机的内设有PLC控制电器电路组件、抽真空软管，抽真空软管与控制主机的内部下端的真空泵连接，抽真空软管上设有气源过滤器，控制主机的下部还设有测试导线，电池防爆箱上设有卸压孔、鼓风机。
以上文献公开的电池短路试验机均存在校准不方便的问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种动力电池短路试验机及测试方法，该动力电池短路试验机校准方便。
为实现上述目的，本发明所述的动力电池短路试验机包括试验箱，试验箱内设置有两个挤压板，在两个挤压板之间设置有电池固定部；两个挤压板分别通过丝杆与电机连接，电机通过丝杆将压力施加到两个挤压板上，驱动两个挤压板相向运动，进而将压力施加到固定在电池固定部上的电池上，电机与控制系统连接，控制系统控制电机运行，当施加到固定在电池固定部上的电池上的压力达到预定压力值后回位，或者根据要求压到电池产生的形变达到预定形变量之后，持续预定的时间后再进一步挤压；试验箱内还设置有温控箱、数字万用表、过程校验仪和温度巡检仪；所述的温控箱用于将试验箱内的温度维持在预定的范围；所述的数字万用表用于对电压进行校准；所述的过程校验仪用于对温度进行校准；所述的温度巡检仪用于对温控箱进行校准。
所述的数字万用表在对电压进行校准的过程中，用数字万用表测量电压，记下读数，并将测量偏差值作为电压示值误差。
所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，用过程校验仪测量温度，温度采集范围在-200℃～1200℃。
所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，将被测温度在测量点示值的算术平均值与标准过程校验仪在测量点的输入值之间的差值作为被测温度在测量点的示值误差。
所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，将温度巡检仪的温度控制器设定到所要求的标称温度，使所述的动力电池短路试验机正常工作，稳定后开始读数，每2min记录所有测试点的温度一次，在30min内共测试15次，将所述的动力电池短路试验机的显示温度平均值与中心点15次测量的平均值之间的差值作为温度偏差。
所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，计算温度均匀度和温度波动度；
其中温度均匀度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，在30min内每2min测试一次温度，每次测试中实测最高温度与最低温度之差的算术平均值，温度均匀度的计算公式为：
其中：Δtu为温度均匀度，℃；
n为测量次数；
timax为各校准点在第i次测得的最高温度，℃；
timin为各校准点在第i次测得的最低温度，℃；
温度波动度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，工作空间中心点温度随时间的变化量，即中心点在30min内每2min测试一次温度，实测最高温度与最低温度之差的一半，冠以“±”号；温度波动度的计算公式为：
Δtf＝±(tomax-tomin)/2
其中：Δtf为温度波动度，℃；
tomax为中心点n次测量中的最高温度，℃；
tomin为中心点n次测量中的最低温度，℃。
所述的动力电池短路试验机在造型设计方面采用圆弧造型及表面喷塑处理，并且外表面设置有平面无反作用把手。
所述的试验箱内还设置有废气排放系统；试验箱的外侧设置有急停按钮，便于危急情况下的应急处理；试验箱的侧面上设置有观察窗，观察窗采用双层真空镀膜视窗和飞利浦节能荧光灯。
所述的试验箱的背板上开设有一侧使用合页、另一侧使用磁性吸附的可开合式活动卸压门，起到泄爆作用；背板在关闭时，四周密闭，防止试验箱内气体外漏；当试验箱箱体内部发生爆炸时，产生的高压气体能够将可开合式活动卸压门冲开，保护所述的动力电池短路试验机不受损坏和试验人员的安全。
本发明还提供一种所述的动力电池短路试验机的测试方法，该测试方法包括以下步骤：
将动力电池固定在电池固定部上；
启动电机，电机通过丝杆将压力施加到两个挤压板上，驱动两个挤压板相向运动，进而将压力施加到固定在电池固定部上的动力电池上；
电机与控制系统连接，控制系统控制电机运行，当施加到固定在电池固定部上的动力电池上的压力达到预定压力值后回位，或者根据要求压到电池产生的形变达到预定形变量之后，持续预定的时间后再进一步挤压；
试验箱内还设置有温控箱、数字万用表、过程校验仪和温度巡检仪；所述的温控箱用于将试验箱内的温度维持在预定的范围；所述的数字万用表用于对电压进行校准；所述的过程校验仪用于对温度进行校准；所述的温度巡检仪用于对温控箱进行校准；
所述的数字万用表在对电压进行校准的过程中，用数字万用表测量电压，记下读数，并将测量偏差值作为电压示值误差；
所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，用过程校验仪测量温度，温度采集范围在-200℃～1200℃；
所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，将被测温度在测量点示值的算术平均值与标准过程校验仪在测量点的输入值之间的差值作为被测温度在测量点的示值误差；
所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，将温度巡检仪的温度控制器设定到所要求的标称温度，使所述的动力电池短路试验机正常工作，稳定后开始读数，每2min记录所有测试点的温度一次，在30min内共测试15次，将所述的动力电池短路试验机的显示温度平均值与中心点15次测量的平均值之间的差值作为温度偏差；
所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，还计算温度均匀度和温度波动度；
其中温度均匀度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，在30min内每2min测试一次温度，每次测试中实测最高温度与最低温度之差的算术平均值，温度均匀度的计算公式为：
其中：Δtu为温度均匀度，℃；
n为测量次数；
timax为各校准点在第i次测得的最高温度，℃；
timin为各校准点在第i次测得的最低温度，℃；
温度波动度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，工作空间中心点温度随时间的变化量，即中心点在30min内每2min测试一次温度，实测最高温度与最低温度之差的一半，冠以“±”号；温度波动度的计算公式为：
Δtf＝±(tomax-tomin)/2
其中：Δtf为温度波动度，℃；
tomax为中心点n次测量中的最高温度，℃；
tomin为中心点n次测量中的最低温度，℃。
本发明具有如下优点：本发明所述的动力电池短路试验机与现有技术相比，校准方便，是温度、电压、内短路采集为一体的综合设备，适用于锂离子电池的单电池即电池组、电芯的安全试验方面。运动部分平稳，没有卡滞、突跳及显著的空回；造型设计方面采用圆弧造型及表面喷塑处理，具有高质感外观，并采用平面无反作用把手，操作容易，安全可靠；具有符合国家标准要求的电气安全性；具有废气排放系统；具有“急停”按钮，便于危急情况下的应急处理；具有卸压门，能够保护设备的其他方面不受损坏和试验人员的安全。
附图说明
图1为本发明的一种具体实施方式的逻辑结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明所述的动力电池短路试验机包括试验箱，试验箱内设置有两个挤压板，在两个挤压板之间设置有电池固定部；两个挤压板分别通过丝杆与电机连接，电机通过丝杆将压力施加到两个挤压板上，驱动两个挤压板相向运动，进而将压力施加到固定在电池固定部上的电池上，电机与控制系统连接，控制系统控制电机运行，当施加到固定在电池固定部上的电池上的压力达到预定压力值后回位，或者根据要求压到电池产生的形变达到预定形变量之后，持续预定的时间后再进一步挤压；试验箱内还设置有温控箱、数字万用表、过程校验仪和温度巡检仪；所述的温控箱用于将试验箱内的温度维持在预定的范围；所述的数字万用表用于对电压进行校准；所述的过程校验仪用于对温度进行校准；所述的温度巡检仪用于对温控箱进行校准。
所述的数字万用表在对电压进行校准的过程中，用数字万用表测量电压，记下读数，并将测量偏差值作为电压示值误差。
所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，用过程校验仪测量温度，温度采集范围在-200℃～1200℃。
所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，将被测温度在测量点示值的算术平均值与标准过程校验仪在测量点的输入值之间的差值作为被测温度在测量点的示值误差。
所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，将温度巡检仪的温度控制器设定到所要求的标称温度，使所述的动力电池短路试验机正常工作，稳定后开始读数，每2min记录所有测试点的温度一次，在30min内共测试15次，将所述的动力电池短路试验机的显示温度平均值与中心点15次测量的平均值之间的差值作为温度偏差。
所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，计算温度均匀度和温度波动度；
其中温度均匀度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，在30min内每2min测试一次温度，每次测试中实测最高温度与最低温度之差的算术平均值，温度均匀度的计算公式为：
其中：Δtu为温度均匀度，℃；
n为测量次数；
timax为各校准点在第i次测得的最高温度，℃；
timin为各校准点在第i次测得的最低温度，℃；
温度波动度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，工作空间中心点温度随时间的变化量，即中心点在30min内每2min测试一次温度，实测最高温度与最低温度之差的一半，冠以“±”号；温度波动度的计算公式为：
Δtf＝±(tomax-tomin)/2
其中：Δtf为温度波动度，℃；
tomax为中心点n次测量中的最高温度，℃；
tomin为中心点n次测量中的最低温度，℃。
所述的动力电池短路试验机在造型设计方面采用圆弧造型及表面喷塑处理，并且外表面设置有平面无反作用把手。
所述的试验箱内还设置有废气排放系统；试验箱的外侧设置有急停按钮，便于危急情况下的应急处理；试验箱的侧面上设置有观察窗，观察窗采用双层真空镀膜视窗和飞利浦节能荧光灯，无须雨刷除雾，保持清晰的观测效果，可随时观察试品的状况。
所述的试验箱的背板上开设有一侧使用合页、另一侧使用磁性吸附的可开合式活动卸压门，起到有效的泄爆作用。背板在关闭时，四周应密闭，可防止试验箱内气体外漏；当试验箱箱体内部发生爆炸时，产生的高压气体可将可开合式活动卸压门冲开，保护所述的动力电池短路试验机的其他方面不受损坏和试验人员的安全。
本发明还提供一种所述的动力电池短路试验机的测试方法，该测试方法包括以下步骤：
将动力电池固定在电池固定部上；
启动电机，电机通过丝杆将压力施加到两个挤压板上，驱动两个挤压板相向运动，进而将压力施加到固定在电池固定部上的动力电池上；
电机与控制系统连接，控制系统控制电机运行，当施加到固定在电池固定部上的动力电池上的压力达到预定压力值后回位，或者根据要求压到电池产生的形变达到预定形变量之后，持续预定的时间后再进一步挤压；
试验箱内还设置有温控箱、数字万用表、过程校验仪和温度巡检仪；所述的温控箱用于将试验箱内的温度维持在预定的范围；所述的数字万用表用于对电压进行校准；所述的过程校验仪用于对温度进行校准；所述的温度巡检仪用于对温控箱进行校准；
所述的数字万用表在对电压进行校准的过程中，用数字万用表测量电压，记下读数，并将测量偏差值作为电压示值误差；
所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，用过程校验仪测量温度，温度采集范围在-200℃～1200℃；
所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，将被测温度在测量点示值的算术平均值与标准过程校验仪在测量点的输入值之间的差值作为被测温度在测量点的示值误差；
所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，将温度巡检仪的温度控制器设定到所要求的标称温度，使所述的动力电池短路试验机正常工作，稳定后开始读数，每2min记录所有测试点的温度一次，在30min内共测试15次，将所述的动力电池短路试验机的显示温度平均值与中心点15次测量的平均值之间的差值作为温度偏差；
所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，还计算温度均匀度和温度波动度；
其中温度均匀度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，在30min内每2min测试一次温度，每次测试中实测最高温度与最低温度之差的算术平均值，温度均匀度的计算公式为：
其中：Δtu为温度均匀度，℃；
n为测量次数；
timax为各校准点在第i次测得的最高温度，℃；
timin为各校准点在第i次测得的最低温度，℃；
温度波动度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，工作空间中心点温度随时间的变化量，即中心点在30min内每2min测试一次温度，实测最高温度与最低温度之差的一半，冠以“±”号；温度波动度的计算公式为：
Δtf＝±(tomax-tomin)/2
其中：Δtf为温度波动度，℃；
tomax为中心点n次测量中的最高温度，℃；
tomin为中心点n次测量中的最低温度，℃。
上面对本发明优选实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本发明专利的保护范围。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附的权利要求限定。
Claims (10)
1.一种动力电池短路试验机，其特征在于，所述的动力电池短路试验机包括试验箱，试验箱内设置有两个挤压板，在两个挤压板之间设置有电池固定部；两个挤压板分别通过丝杆与电机连接，电机通过丝杆将压力施加到两个挤压板上，驱动两个挤压板相向运动，进而将压力施加到固定在电池固定部上的电池上，电机与控制系统连接，控制系统控制电机运行，当施加到固定在电池固定部上的电池上的压力达到预定压力值后回位，或者根据要求压到电池产生的形变达到预定形变量之后，持续预定的时间后再进一步挤压；试验箱内还设置有温控箱、数字万用表、过程校验仪和温度巡检仪；所述的温控箱用于将试验箱内的温度维持在预定的范围；所述的数字万用表用于对电压进行校准；所述的过程校验仪用于对温度进行校准；所述的温度巡检仪用于对温控箱进行校准。
2.如权利要求1所述的动力电池短路试验机，其特征在于，所述的数字万用表在对电压进行校准的过程中，用数字万用表测量电压，记下读数，并将测量偏差值作为电压示值误差。
3.如权利要求1所述的动力电池短路试验机，其特征在于，所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，用过程校验仪测量温度，温度采集范围在-200℃～1200℃。
4.如权利要求1所述的动力电池短路试验机，其特征在于，所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，将被测温度在测量点示值的算术平均值与标准过程校验仪在测量点的输入值之间的差值作为被测温度在测量点的示值误差。
5.如权利要求1所述的动力电池短路试验机，其特征在于，所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，将温度巡检仪的温度控制器设定到所要求的标称温度，使所述的动力电池短路试验机正常工作，稳定后开始读数，每2min记录所有测试点的温度一次，在30min内共测试15次，将所述的动力电池短路试验机的显示温度平均值与中心点15次测量的平均值之间的差值作为温度偏差。
6.如权利要求1所述的动力电池短路试验机，其特征在于，所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，计算温度均匀度和温度波动度；
其中温度均匀度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，在30min内每2min测试一次温度，每次测试中实测最高温度与最低温度之差的算术平均值，温度均匀度的计算公式为：
其中：Δtu为温度均匀度，℃；
n为测量次数；
timax为各校准点在第i次测得的最高温度，℃；
timin为各校准点在第i次测得的最低温度，℃；
温度波动度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，工作空间中心点温度随时间的变化量，即中心点在30min内每2min测试一次温度，实测最高温度与最低温度之差的一半，冠以“±”号；温度波动度的计算公式为：
Δtf＝±(tomax-tomin)/2
其中：Δtf为温度波动度，℃；
tomax为中心点n次测量中的最高温度，℃；
tomin为中心点n次测量中的最低温度，℃。
7.如权利要求1所述的动力电池短路试验机，其特征在于，所述的动力电池短路试验机在造型设计方面采用圆弧造型及表面喷塑处理，并且外表面设置有平面无反作用把手。
8.如权利要求1所述的动力电池短路试验机，其特征在于，所述的试验箱内还设置有废气排放系统；试验箱的外侧设置有急停按钮，便于危急情况下的应急处理；试验箱的侧面上设置有观察窗，观察窗采用双层真空镀膜视窗和飞利浦节能荧光灯。
9.如权利要求1所述的动力电池短路试验机，其特征在于，所述的试验箱的背板上开设有一侧使用合页、另一侧使用磁性吸附的可开合式活动卸压门，起到泄爆作用；背板在关闭时，四周密闭，防止试验箱内气体外漏；当试验箱箱体内部发生爆炸时，产生的高压气体能够将可开合式活动卸压门冲开，保护所述的动力电池短路试验机不受损坏和试验人员的安全。
10.如权利要求1至9任一项所述的动力电池短路试验机的测试方法，其特征在于，该测试方法包括以下步骤：
将动力电池固定在电池固定部上；
启动电机，电机通过丝杆将压力施加到两个挤压板上，驱动两个挤压板相向运动，进而将压力施加到固定在电池固定部上的动力电池上；
电机与控制系统连接，控制系统控制电机运行，当施加到固定在电池固定部上的动力电池上的压力达到预定压力值后回位，或者根据要求压到电池产生的形变达到预定形变量之后，持续预定的时间后再进一步挤压；
试验箱内还设置有温控箱、数字万用表、过程校验仪和温度巡检仪；所述的温控箱用于将试验箱内的温度维持在预定的范围；所述的数字万用表用于对电压进行校准；所述的过程校验仪用于对温度进行校准；所述的温度巡检仪用于对温控箱进行校准；
所述的数字万用表在对电压进行校准的过程中，用数字万用表测量电压，记下读数，并将测量偏差值作为电压示值误差；
所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，用过程校验仪测量温度，温度采集范围在-200℃～1200℃；
所述的过程校验仪在对温度进行校准的过程中，将被测温度在测量点示值的算术平均值与标准过程校验仪在测量点的输入值之间的差值作为被测温度在测量点的示值误差；
所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，将温度巡检仪的温度控制器设定到所要求的标称温度，使所述的动力电池短路试验机正常工作，稳定后开始读数，每2min记录所有测试点的温度一次，在30min内共测试15次，将所述的动力电池短路试验机的显示温度平均值与中心点15次测量的平均值之间的差值作为温度偏差；
所述的温度巡检仪在对温控箱进行校准的过程中，还计算温度均匀度和温度波动度；
其中温度均匀度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，在30min内每2min测试一次温度，每次测试中实测最高温度与最低温度之差的算术平均值，温度均匀度的计算公式为：
其中：Δtu为温度均匀度，℃；
n为测量次数；
timax为各校准点在第i次测得的最高温度，℃；
timin为各校准点在第i次测得的最低温度，℃；
温度波动度是所述的动力电池短路试验机在稳定状态下，工作空间中心点温度随时间的变化量，即中心点在30min内每2min测试一次温度，实测最高温度与最低温度之差的一半，冠以“±”号；温度波动度的计算公式为：
Δtf＝±(tomax-tomin)/2
其中：Δtf为温度波动度，℃；
tomax为中心点n次测量中的最高温度，℃；
tomin为中心点n次测量中的最低温度，℃。
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