CN109541478B - 铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铅酸蓄电池板栅电流分布测量方法，属于蓄电池技术领域，包括如下步骤：将待测量板栅的板耳与电池充放电系统连接；在待测量板栅的横筋条和纵筋条交点处连接导线；将蓄电池连接在导线的另一端和电池充放电系统之间；利用电池充放电系统测量对所述蓄电池进行放电；测量并记录各个导线上的电流值。本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，可以准确测量该待测量板栅电流分布情况，从而根据电流分布情况设计板栅结构及筋条的尺寸，达到合理设计板栅的目的，从而提高电池起动能力、耐腐性，延长使用寿命，还可以合理控制成本、进一步提升电池性能，延长蓄电池的使用寿命。

Description

铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法

技术领域

本发明属于蓄电池技术领域，更具体地说，是涉及一种铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法。

背景技术

铅酸蓄电池应用在汽车起动、工业储能等领域，与人类的生活息息相关。汽车作为工业革命的产物，应用范围遍布全球，而且铅酸蓄电池也一直作为汽车起动、点火、照明的动力之源沿用至今，随着汽车的普及和升级，车用电器逐渐增多，对铅酸蓄电池的起动能力和寿命要求越来越高，且车载铅酸蓄电池高温使用频次越来越多，导致铅酸蓄电池极板腐烂失效的缺陷比例急剧上升，而极板腐烂主要是用来支撑活性物质的板栅腐蚀。

储能用铅酸电池要求使用寿命均在5-10年，正板栅腐蚀作为电池失效的主要缺陷。为更好的设计板栅结构，使其能提供更大的输出电流和更加耐腐，需要在板栅设计时综合考虑其成本及筋条粗细。在蓄电池充放电过程中，有铅合金组成的板栅电阻很低，板栅各个节点基本处于等电位，但是板栅各个节点的电流密度却因为位置和板栅结构而大有不同，板栅腐蚀与蓄电池在使用过程中电流密度大小及电流分布有关；由于蓄电池充放电反应全部在电解液及活性物质中发生，实测板栅各节点电流难度巨大，无法提供合理设计板栅结构的依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，旨在解决测量板栅各节点电流难度巨大，无法提供合理设计板栅结构的依据的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，包括如下步骤：

将待测量板栅的板耳与电池充放电系统连接；

在待测量板栅的横筋条和纵筋条交点处连接导线；

将蓄电池连接在导线的另一端和电池充放电系统之间；

利用电池充放电系统测量对所述蓄电池进行放电；

测量并记录各个导线上的电流值。

进一步地，所述将蓄电池连接在导线的另一端和电池充放电系统之间的步骤中还包括：将导线的另一端连接在导电圆盘的外周，将导电圆盘的中心与蓄电池连接。

进一步地，导电圆盘为铜圆盘或铅圆盘。

进一步地，所述导电圆盘的中心设有导线连接柱。

进一步地，所述利用电池充放电系统测量对所述蓄电池进行放电的步骤中还包括：

采用不同大小的电流放电。

进一步地，所述在待测量板栅的横筋条和纵筋条交点处连接导线的步骤中还包括：

将所述导线焊接在待测量板栅的横筋条和纵筋条交点处。

进一步地，所述待测量板栅与所述蓄电池内的板栅相同。

进一步地，将电池充放电系统的正端连接在蓄电池的正端极柱，将电池充放电系统的负端连接在板耳处，导线连接在蓄电池的负端极柱。

进一步地，所述测量各个导线的电流值的步骤中还包括：

采用直流钳形表测量各个导线上的电流。

进一步地，所述铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的步骤中还包括：

以横筋条数量作为纵向节点编号，以纵筋条的数量作为横向节点编号；

测量各个导线上的电流值后绘制横向节点、纵向节点以及电流值的折线图。

本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法设计了一种测量板栅电流分布的纯物理方法，通过把导线连接在横筋条和纵筋条交点处，模拟板栅在电解液中的状态，利用电池充放电系统测量对所述蓄电池进行放电，通过测量各个导线上的电流值可以准确测量该待测量板栅电流分布情况，从而根据电流分布情况设计板栅结构及筋条的尺寸，达到合理设计板栅的目的，从而提高电池起动能力、耐腐性，延长使用寿命，还可以合理控制成本、进一步提升电池性能，延长蓄电池的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的待测量板栅的号图电流分布测量方法的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的板栅在电池充放电系统8.5A放电时的电流分布图；编

图4为本发明实施例提供的板栅在电池充放电系统30A放电时的电流分布图；

图5为本发明实施例提供的板栅在电池充放电系统50A放电时的电流分布图。

图中：1、蓄电池；11、正端极柱；12、负端极柱；2、导电圆盘；3、待测量板栅；31、板耳；32、横筋条；33、纵筋条；4、电池充放电系统；5、导线。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1，现对本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法进行说明。所述铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，包括如下步骤：

将待测量板栅的板耳与电池充放电系统连接；在待测量板栅的横筋条和纵筋条交点处连接导线；将蓄电池连接在导线的另一端和电池充放电系统之间；利用电池充放电系统测量对蓄电池进行放电；测量并记录各个导线上的电流值。

本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，设计了一种测量板栅电流分布的纯物理方法，通过把导线连接在横筋条和纵筋条交点处，模拟板栅在电解液中的状态，利用电池充放电系统测量对蓄电池进行放电，通过测量各个导线上的电流值可以准确测量板栅电流分布情况，从而根据电流分布情况设计板栅结构及筋条的尺寸，达到合理设计板栅的目的，从而提高电池起动能力、耐腐性，延长使用寿命，还可以合理控制成本、进一步提升电池性能，延长蓄电池的使用寿命。

作为本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的一种具体实施方式，请参阅图1，将蓄电池连接在导线的另一端和电池充放电系统之间的步骤中还包括：将导线的另一端连接在导电圆盘的外周，将导电圆盘的中心与蓄电池连接。利用导电圆盘将导线接在外周，并将导电圆盘的中心与蓄电池连接，可以减少导体电流损耗的误差，提高电流测量的精度。横筋条和纵筋条的每一个交点处都需要用导线连接到导电圆盘的外周上(图1中只画了部分交点的连接线，其余未示出)。

作为本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的一种具体实施方式，导电圆盘为铜圆盘或铅圆盘。便于制作，成本低，导电性能好。

作为本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的一种具体实施方式，请参阅图1，导电圆盘的中心设有导线连接柱，方便快速连接与蓄电池之间的导线。

作为本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的一种具体实施方式，利用电池充放电系统测量对蓄电池进行放电的步骤中还包括：采用不同大小的电流放电。通过测试不同的电流进行放电，可以得出在不同的放电条件下的电流在板栅上的分布情况。

作为本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的一种具体实施方式，请参阅图1，在待测量板栅的横筋条和纵筋条交点处连接导线的步骤中还包括：将导线焊接在待测量板栅的横筋条和纵筋条交点处，焊接的方式连接效果好，导电性能佳，不易产生误差。

作为本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的一种具体实施方式，待测量板栅与蓄电池内的板栅相同，以便于获得准确的电流测量数据。

作为本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的一种具体实施方式，请参阅图1，将电池充放电系统的正端连接在蓄电池的正端极柱，将电池充放电系统的负端连接在板耳处，导线连接在蓄电池的负端极柱。

作为本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的一种具体实施方式，测量各个导线的电流值的步骤中还包括：采用直流钳形表测量各个导线上的电流，采用直流钳形表，测量方便，数据准确。

作为本发明提供的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的步骤中还包括：

以横筋条数量作为纵向节点编号，以纵筋条的数量作为横向节点编号；测量各个导线上的电流值后绘制横向节点、纵向节点以及电流值的折线图。方便参照折线图设置每条筋条的厚度。其中板栅的大框(外框)均按照横筋条与纵筋条进行编号。

在具体实施例中，待测量板栅的纵向为14列，横向为11排，以板耳所在的筋条(包括边框)为横筋条初始位置，进行整数编号1～11，作为纵向节点；以板耳最左侧的筋条为纵筋条初始位置进行整数编号1～14，作为横向节点。交点数为154个，每个节点均需要焊接导线连接到导电圆盘的外周上

利用充放电系统对蓄电池采用8.5A的电流放电，在电池放电过程中，采用直流钳形表测量每根导线的电流，得到了表一中的数据，板栅电流分布数据折线图参阅图3。我们测得板耳下部坐标(5，1)处的节点电流值最大，达到179mA，坐标(12，10)处节点电流最小，26mA，达到6.9倍的差距。

表一

横向/纵向	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
												1	105	104	90	86	69	57	53	53	43	42	36
2	97	107	96	78	63	58	52	56	44	36	36
												3	122	107	102	82	67	54	53	43	42	40	35
4	151	124	104	82	72	52	51	45	42	37	40
												5	179	128	106	82	70	57	47	43	39	30	35
6	162	130	112	80	69	53	43	46	40	29	31
												7	131	106	103	75	65	53	43	37	30	27	28
8	113	92	84	67	59	50	45	31	33	30	34
												9	92	90	83	69	56	46	45	33	28	28	30
10	82	81	65	60	44	41	38	36	30	27	32
												11	73	73	62	50	43	45	38	34	30	27	33
12	62	67	58	45	41	39	36	34	28	26	34
												13	59	64	54	47	42	38	36	33	25	30	35
14	57	59	50	45	38	31	35	30	25	31	39

利用充放电系统对蓄电池采用30A的电流放电，在电池放电过程中，采用直流钳形表测量每根导线的电流，得到了表二中的数据，板栅电流分布数据折线图参阅图4。我们测得板耳下部坐标(5，1)处的节点电流值最大，达到631mA，坐标(12，9)处的节点电流最小，80mA，达到7.9倍的差距。

表二

横向/纵向	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
												1	373	357	288	275	235	189	188	168	126	138	122
2	365	374	299	279	224	190	178	157	135	113	116
												3	434	370	317	286	234	189	191	140	137	126	125
4	551	440	330	282	231	180	179	141	121	129	126
												5	631	450	325	289	234	193	168	143	135	107	107
6	563	453	333	280	222	177	167	150	127	111	102
												7	461	377	342	251	216	165	162	123	105	115	97
8	394	313	270	223	207	158	131	112	94	107	108
												9	318	300	260	227	190	138	137	114	85	100	108
10	272	259	230	193	158	145	135	100	83	88	97
												11	245	241	223	171	151	151	131	102	93	96	105
12	223	214	203	177	146	141	124	96	80	85	92
												13	203	193	180	164	143	140	120	108	93	96	104
14	196	178	161	161	139	129	122	102	87	95	106

利用充放电系统对蓄电池采用50A的电流放电，在电池放电过程中，采用直流钳形表测量每根导线的电流，得到了表三中的数据，板栅电流分布数据折线图参阅图5。我们测得板耳下部坐标(5，1)处的节点电流值最大，达到1036mA，坐标(12，10)(10，10)两处的节点电流最小，131mA，达到7.9倍的差距。

表三

横向/纵向	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
												1	595	610	518	465	403	335	311	286	206	224	200
2	596	625	487	463	376	339	288	275	232	185	201
												3	713	620	548	470	403	335	295	227	242	214	206
4	893	736	587	483	406	313	299	237	210	210	196
												5	1036	762	595	482	405	330	278	244	223	172	188
6	943	767	602	478	374	324	272	254	215	183	172
												7	756	628	555	429	378	303	263	196	180	187	151
8	652	525	471	382	345	289	223	188	177	173	180
												9	521	503	461	407	334	252	224	200	145	158	181
10	448	433	382	332	287	238	228	170	148	131	193
												11	407	405	378	309	265	242	219	176	165	150	179
12	375	361	352	308	257	228	208	164	140	131	173
												13	342	327	304	290	253	245	209	178	168	155	184
14	330	311	285	270	225	208	200	169	158	154	199

通过上述试验数据可知，无论蓄电池放电电流为多少，靠近板耳处电流分布较大，电流越大，电流分布差距也越大。设计时筋条时需要考虑局部加宽和加粗设计，远离板耳处筋条设计可以逐渐变细，同时考虑制造过程可行性，并综合成本等因素进行合理设计，达到板栅耐腐，延长电池使用寿命的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

将待测量板栅的板耳与电池充放电系统连接；

在待测量板栅的横筋条和纵筋条交点处连接导线；

将蓄电池连接在导线的另一端和电池充放电系统之间；

利用电池充放电系统测量对所述蓄电池进行放电；

测量并记录各个导线上的电流值；

所述将蓄电池连接在导线的另一端和电池充放电系统之间的步骤中还包括：将导线的另一端连接在导电圆盘的外周，将导电圆盘的中心与蓄电池连接。

2.如权利要求1所述的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，其特征在于，导电圆盘为铜圆盘或铅圆盘。

3.如权利要求1所述的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，其特征在于，所述导电圆盘的中心设有导线连接柱。

4.如权利要求1所述的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，其特征在于，所述利用电池充放电系统测量对所述蓄电池进行放电的步骤中还包括：

采用不同大小的电流放电。

5.如权利要求1所述的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，其特征在于，所述在待测量板栅的横筋条和纵筋条交点处连接导线的步骤中还包括：

将所述导线焊接在待测量板栅的横筋条和纵筋条交点处。

6.如权利要求1所述的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，其特征在于，所述待测量板栅与所述蓄电池内的板栅相同。

7.如权利要求1所述的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，其特征在于，将电池充放电系统的正端连接在蓄电池的正端极柱，将电池充放电系统的负端连接在板耳处，导线连接在蓄电池的负端极柱。

8.如权利要求1所述的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，其特征在于，所述测量并记录各个导线上的电流值的步骤中还包括：

采用直流钳形表测量各个导线上的电流。

9.如权利要求1所述的铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法，其特征在于，所述铅酸蓄电池用板栅电流分布测量方法的步骤中还包括：

以横筋条数量作为纵向节点编号，以纵筋条的数量作为横向节点编号；

测量各个导线上的电流值后绘制横向节点、纵向节点以及电流值的折线图。

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