CN110873625A - 电池泄漏测试装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池泄漏测试装置和方法。可以实施一种用于改进便携式电子装置中使用的电池的泄漏检测的测试装置和方法。泄漏测试装置可以包含腔室，所述腔室被配置成容纳受测试装置。所述腔室可以包含导电泡沫、导电液体，或任何合适的导电材料。所述腔室可以被配置成将所述受测试装置保持在基本上密闭环境中，并且防止或减少在高压下的空气离子化。所述受测试装置可以是具有导电外层的电池。

Description

电池泄漏测试装置和方法

技术领域

本公开大体上涉及电池测试装置和方法的领域。本发明特别地且非排他性地用于具有导电外层的电池。

背景技术

典型的12伏特(V)汽车电池具有塑料外壳。使用塑料外壳内部的高压电极以及塑料外壳外部的接地电极来测试塑料外壳是否泄漏。

在便携式电子装置，例如移动电话的情况下呈现新的挑战。用于便携式电子装置中的电池通过外表面上的导电膜覆盖。导电膜导电并且可以具有防静电特性。

例如，使用示踪气体充填或挥发性有机化合物检测或气压变化的典型泄漏检测方法具有局限性。例如，由于电池完全密封并且内部不存在自由空间，因此泄漏不会产生压力变化并且组件不会通过泄漏吸收示踪气体。另外，已泄漏的任何流体会密封孔，因此无法检测到泄漏。另外，电池内部的流体不会排出大量挥发性有机化合物。通过高压电的典型泄漏检测方法受到电池外表面上的防静电膜的导电本质的挑战。例如，即使不具有缺陷的电池通过防静电膜泄漏大量电，也不可能将具有缺陷的电池与不具有缺陷的电池区分开。

发明内容

本文公开一种用于改进便携式电子装置中使用的电池的泄漏检测的测试装置和方法。泄漏测试装置可以包含腔室，所述腔室被配置成容纳受测试装置。腔室可以包含导电元件，例如，导电泡沫、导电液体或任何合适的导电材料。导电元件可以被配置成容纳受测试装置。非导电材料可以包围导电元件，并且可以用于防止或减少在高压下的空气离子化。在一些实例中，导电材料可以包围导电元件，并且可以用于防止或减少在高压下的空气离子化。例如，导电层可以耦合到导电元件。导电层可以被配置成接触受测试装置。导电层可以是柔性导电材料。导电层可以是例如，铝箔。在一些实施例中，导电元件和导电层可以用液体或凝胶填充的袋替换，其中液体或凝胶和袋由导电材料制成。

泄漏测试装置包含第一高压部分，所述第一高压部分通过第一金属触点耦合到导电元件。可以在3000伏特或更小的测试高压下向第一高压部分供能。第二高压部分可以耦合到导电元件。第二高压部分可以具有与第一高压部分不同的电源。在一些实施方案中，泄漏测试装置可以包含电阻器，所述电阻器被配置成限制第一高压部分、第二高压部分或两者上的电流，以保护导电元件并保持足够电流来检测泄漏。电阻器可以取决于测试应用进行调整。受测试装置可以是具有导电外层的电池。

绝缘部分可以被配置成在密封腔室时允许受测试装置的电缆或电极通过。绝缘部分由橡胶或任何其它合适的绝缘材料构成。在测试条件下，第二金属触点可以被配置成电耦合到电缆或电极以及接地装置。

可以实施用于执行泄漏测试的方法。所述方法可以包含使用第一电源向测试设备的第一高压部分供能。所述方法可以包含使用第二电源向测试设备的第二高压部分供能。所述方法可以包含通过测试设备测量电压、电流或两者。

在所测量电流为高的条件下，测试设备可以确定在受测试装置中存在泄漏。在所测量电流为低的条件下，测试设备可以确定在受测试装置中不存在泄漏。受测试装置可以是电池。电池可以包含外部导电层。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中最佳地理解本发明。应强调，根据惯例，附图的各种特征未按比例绘制。相反，为了清晰起见，任意地扩大或减小各种特征的尺寸。

图1是泄漏测试的实例的图式。

图2是用于便携式电子装置的典型电池的实例的图式。

图3是根据本公开的实施例的泄漏测试装置的实例的图式。

图4是根据本公开的实施例的泄漏测试装置的另一实例的图式。

图5是根据本公开的实施例的泄漏测试系统的实例的图式。

图6是根据本公开的实施例的用于执行泄漏测试的实例方法的图式。

图7是根据本公开的实施例的泄漏测试装置的另一实例的图式。

具体实施方式

图1是在电池110上执行的泄漏测试100的实例的图式。如图1中所示，电池110的外表面被围封在导电膜120中。导电膜120可以被称为导电外层。电池110包含耦合到地的电极130。电极130耦合到检测器(未示出)，所述检测器被配置成测量不具有缺陷的电池的表面上呈不希望的电子移动140形式的能量泄漏，并且在电池具有泄漏的情况下测量穿过电池的电流。在此实例中，探针150用于通过将电池110的表面上方的空气离子化来测试电池110的表面的能量泄漏。用户可以将探针150悬停在电池110的表面上方，并且通过检测器(未示出)测量不希望的电子移动140。可以使用探针150扫描电池110的整个表面，以检测能量泄漏。在一些实例中，探针可以包含护套160。护套160可以由塑料或任何合适的非导电材料制成并且被配置成防止探针接触或损坏导电膜120。护套160还可以用于接触电池110的表面以在扫描时在电池110的表面上方保持均匀高度。探针150可以是高压针探针。在一些实例中，可以在6千伏特下向探针150供能。

图2是用于便携式电子装置的典型电池单元200的实例的图式。如图2中所示，电池210被围封在导电膜220中。电池210以虚线示出，因为当所述电池被围封在导电膜220中时不可见。电池210包含正极触点230A和负极触点230B。正极触点230A和负极触点230B可以共同称为触点230。电池210包含以点刻法示出的绝缘层240。绝缘层240可以采用与触点230接触的片材的形式。

典型高压测试聚焦于高压电极的电绝缘，以防止高压电极漏电到接地装置。参考图2，触点230的暴露部分与导电膜220之间的距离间隙非常短。短距离间隙导致空气在高压下导电，因为测试要求正极触点230A或负极触点230B连接到接地装置。

为了避免电流穿过不具有缺陷的电池210的导电膜220泄漏的问题，需要具有在测试期间不允许电流从导电膜220泄漏的测试装置。还需要具有一种测试装置，所述测试装置在测试期间允许导电膜220以高压充电，同时不允许放电到接地装置并产生电流。

图3是根据本公开的实施例的泄漏测试装置300的实例的图式。泄漏测试装置300被配置成在不通过间隙传导大量电的电压下，例如，在低于3000伏特的电压下测试装置。

泄漏测试装置300包含通过铰链330连接的底座310和盖子320。当盖子320闭合时，所述盖子形成内部腔室340，所述内部腔室被配置成容纳受测试装置，例如，移动装置电池345。底座310和盖子320由非导电材料构成，并且可以例如，由塑料构成。底座310和盖子320各自包含以网状线示出的绝缘橡胶部分347，所述绝缘橡胶部分被配置成当盖子320闭合时密封内部腔室340。盖子320可以通过夹钳或重物闭合。内部腔室340内衬有以点刻法示出的导电元件350，所述内部腔室被配置成容纳受测试装置，使得导电元件350与受测试装置的所有表面接触。导电元件350可以是导电泡沫或等效物。在一些实例中，导电元件350可以用导电液体替换。

电池345具有扁平电池电缆357。在测试条件下，电池345置于内部腔室340中，使得扁平电池电缆357通过绝缘橡胶部分347在内部腔室340外部延伸，并且与金属触点359接触。

泄漏检测装置300包含第一高压部分360和第二高压部分370。第一高压部分360是测试高压，并且用于通过一对金属触点380向导电元件350供能。测试高压可以是低于3000伏特的任何电压。第二高压部分370具有与第一高压部分360不同的电源。第二高压部分370用于向钨丝390供能。钨丝390可以不与导电元件350和绝缘橡胶部分347接触。在一些实施方案中,钨丝390可以与底座310、盖子320或两者接触。第二高压部分370具有与第一高压部分360相同的电压量。第二高压部分370被配置成防止任何电子通过空气从导电元件350移动到接地装置395。如图3中所示，接地装置395连接到金属触点359。

在一些实施方案中,一个或多个电阻器可以用于控制或限制第一高压部分360、第二高压部分370或两者上的电流，以保护导电元件350并且仍具有足够电流来检测泄漏。在测试条件下，接地装置395耦合到检测器(未示出)。从第一高压部分360到接地装置395的高电流读数指示电池345中存在泄漏。从第一高压部分360到接地装置395的低电流读数指示电池345中不存在泄漏。

图4是根据本公开的实施例的泄漏测试装置400的另一实例的图式。此实例的一个优点在于高压可以用于将空气离子化，并且不需要可能在执行多次测试之后磨损的导电泡沫。泄漏检测装置400包含外部壳体410、第一高压电极420、第二高压电极430和绝缘橡胶部分440。在此实例中，第一高压电极420包含获取泄漏电流测量值的离子化尖峰450。第二高压电极430与第一高压电极420处于相同电压下并且不在测量电路中。外部壳体410可以由任何合适的材料，例如，塑料、铁氟龙或其组合制成，并且可以是任何颜色，例如白色。

泄漏测试装置400被配置成容纳电池460。电池460可以具有导电表面。在测试条件下，电池460的负极470通过第二高压电极430延伸穿过绝缘橡胶部分440。负极470可以连接到接地装置480。接地装置480连接到检测器(未示出)。

第二高压电极430可以近似为电池460的正极和负极470的形状。第二高压电极430可以位于电池460的正极和负极与电池460的导电外层之间的间隙中。在测试条件下，第二高压电极430用与第一高压电极420相同的电压供电，并且不是测试电路的一部分。由于电子需要电位差来移动并且如果电池电极的接近度已处于测试电压下，则没有电子可以在电池的导电外层与电池电极和接地装置之间流动。因此，第二高压电极430用作第一高压电极420与接地装置之间的势垒。第二高压电极430会漏电到接地装置，但是不会测量到此泄漏。

图5是根据本公开的实施例的泄漏测试系统500的实例的图式。在此实例中，泄漏测试系统500包含检测器510和探针520。检测器510可以是ATEQ Ioniq仪器或任何其它合适的装置。探针520可以包含护套以保护受测试装置的表面免受损坏。受测试装置可以是电池530。

如图5所示，在测试条件下，电池530耦合到接地装置540。电绝缘材料550用于覆盖电池530的正极触点和负极触点，以进一步使触点与包覆电池530的导电层绝缘。电绝缘材料可以是比单独的空气更绝缘的任何合适材料。例如，当触点用非导电油灰覆盖时，可以进行高压测试，因为电池530的整个外层可以达到高压，而不会使电流流到接地装置540。在一些实施例中，电池530可以在测试条件期间置于绝缘泡沫上。绝缘泡沫可以是塑料泡沫或任何其它合适的材料。

图6是根据本公开的实施例的用于执行泄漏测试的方法600的实例的图式。受测试装置置于测试设备中。受测试装置可以是具有外部导电层的电池。当置于测试装置内部时，来自电池的触点在测试设备外部延伸并且连接到接地装置。接地装置电连接到检测器以测量电压并且确定是否存在泄漏。

方法600包含使用第一电源向第一高压部分供能610。第一高压部分处使用的电压可以是3000伏特或更小。方法600还包含使用第二电源向第二高压部分供能620。第二电源不同于第一电源并且提供与第一电源相同的电压和量。

方法600包含测量630从高电压源到接地装置的电流。在所测量电流为高的条件下，测试设备确定640存在泄漏。在所测量电流为低的条件下，测试设备确定650不存在泄漏。

图7是根据本公开的实施例的泄漏测试装置700的另一实例的图式。泄漏测试装置700被配置成在不通过间隙传导大量电的电压下，例如，在低于3000伏特的电压下测试装置。

泄漏测试装置700包含通过铰链730连接的底座710和盖子720。当盖子720闭合时，所述盖子形成内部腔室740，所述内部腔室被配置成容纳受测试装置，例如，移动装置电池745。底座710和盖子720由非导电材料构成，并且可以例如，由塑料构成。底座710和盖子720各自包含以网状线示出的绝缘橡胶部分747，所述绝缘橡胶部分被配置成当盖子720闭合时密封内部腔室740。盖子720可以通过夹钳或重物闭合。内部腔室740内衬有以点刻法示出的导电元件750，所述内部腔室被配置成容纳受测试装置。导电元件750可以是导电泡沫或等效物。在一些实例中，导电元件750可以用导电液体替换。在此实例中，导电元件750包含与受测试装置的所有表面接触的导电层755。导电层755可以被配置成导电以进行测试并且保护导电元件750。导电层755可以被配置成防止导电元件750与空气接触，并且保护导电元件750免受磨损。另外，导电层755可以被配置成保护导电元件750，以防液体从电池泄漏。导电层755可以由任何合适的柔性导电材料，例如，铝箔、锡箔等制成。

电池745具有扁平电池电缆757。在测试条件下，电池745置于内部腔室740中，使得扁平电池电缆757通过绝缘橡胶部分747在内部腔室740外部延伸，并且与金属触点759接触。

泄漏检测装置700包含第一高压部分760和第二高压部分770。第一高压部分760是测试高压，并且用于通过一对金属触点380向导电元件750供能。如图7中所示，导电层755与金属触点780接触。测试高压可以是低于3000伏特的任何电压。第二高压部分770具有与第一高压部分760不同的电源。第二高压部分770用于向钨丝790供能。钨丝790可以不与导电元件750和绝缘橡胶部分747接触。在一些实施方案中,钨丝790可以与底座710、盖子720或两者接触。第二高压部分770具有与第一高压部分760相同的电压量。第二高压部分770被配置成防止任何电子通过空气从导电元件750移动到接地装置795。如图7中所示，接地装置795连接到金属触点759。

在一些实施方案中,一个或多个电阻器可以用于控制或限制第一高压部分760、第二高压部分770或两者上的电流，以保护导电元件750并且仍具有足够电流来检测泄漏。在测试条件下，接地装置795耦合到检测器(未示出)。从第一高压部分760到接地装置795的高电流读数指示电池745中存在泄漏。从第一高压部分760到接地装置795的低电流读数指示电池745中不存在泄漏。

虽然已经结合某些实施例描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地预期涵盖包含在所附权利要求书的范围内的各种修改和、组合和等效布置，所述范围应给予最广泛的解释以便涵盖如根据法律准许的所有此类修改和等效结构。所公开的实施例的一个或多个元件可以与所公开的任何其它实施例的一个或多个元件组合。

Claims (26)

1.一种泄漏测试装置，其包括：

腔室，所述腔室被配置成容纳受测试装置，其中所述腔室包括导电元件；

第一高压部分，其通过第一金属触点耦合到所述导电元件；

绝缘部分，其被配置成允许所述受测试装置的电缆通过；以及

第二金属触点，其被配置成在测试条件下电耦合到所述电缆，以及电耦合到接地装置。

2.根据权利要求1所述的泄漏测试装置，其中所述第一高压部分是小于3000伏特的测试高压。

3.根据权利要求1所述的泄漏测试装置，其进一步包括第二高压部分，其中所述第二高压部分具有与所述第一高压部分不同的电源，并且用于将高压测试电路与所述接地装置隔离。

4.根据权利要求1所述的泄漏测试装置，其中所述绝缘部分由橡胶或比空气提供更大绝缘的非导电材料构成。

5.根据权利要求1所述的泄漏测试装置，其中受测试装置是具有导电外层的电池。

6.根据权利要求1所述的泄漏测试装置，其中所述导电元件被配置成将所述受测试装置容纳在外壳中。

7.根据权利要求1所述的泄漏测试装置，其中所述导电元件是导电泡沫或等效物。

8.根据权利要求1所述的泄漏测试装置，其进一步包括：

导电层，其耦合到所述导电元件，其中所述导电层被配置成接触所述受测试装置。

9.根据权利要求8所述的泄漏测试装置，其中所述导电层是柔性导电材料。

10.根据权利要求8所述的泄漏测试装置，其中所述导电层是铝箔。

11.根据权利要求1所述的泄漏测试装置，其进一步包括：

电阻器，其被配置成限制所述第一高压部分上的电流，以保护所述导电元件并且

保持足够电流来检测泄漏。

12.一种用于执行泄漏测试的方法，所述方法包括：

使用第一电源向测试设备的第一高压部分供能；

使用第二电源向所述测试设备的第二高压部分供能；

测量从所述第一高压部分到所述测试设备的接地装置的电流；

在所述所测量电流为高的条件下，确定在受测试装置中存在泄漏；以及

在所述所测量电流为低的条件下，确定在所述受测试装置中不存在泄漏。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述受测试装置是电池。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述电池包括外部导电层。

15.一种泄漏测试装置，其包括：

腔室，其被配置成容纳受测试装置，其中所述腔室包括多个电极尖峰；

第一高压部分，其通过第一金属触点耦合到多个电极；

绝缘部分，其被配置成允许所述受测试装置的电缆通过；以及

第二金属触点，其被配置成在测试条件下电耦合到所述电缆，以及电耦合到接地装置。

16.根据权利要求15所述的泄漏测试装置，其中所述第一高压部分是大于3000伏特的测试高压。

17.根据权利要求15所述的泄漏测试装置，其进一步包括第二高压部分，其中所述第二高压部分具有与所述第一高压部分不同的电源，并且用于将高压测试电路与所述受测试装置的所述接地装置隔离。

18.根据权利要求15所述的泄漏测试装置，其中所述绝缘部分由橡胶或比空气提供更大绝缘的非导电材料构成。

19.根据权利要求18所述的泄漏测试装置，其中所述橡胶或所述非导电材料被配置成防止离子化空气通过所述受测试装置流到所述接地装置。

20.根据权利要求15所述的泄漏测试装置，其中所述受测试装置是具有导电外层的电池。

21.根据权利要求15所述的泄漏测试装置，其进一步包括外壳。

22.根据权利要求21所述的泄漏测试装置，其中所述外壳由塑料构成并且被配置成保护操作者以免触电。

23.根据权利要求21所述的泄漏测试装置，其中所述外壳被配置成防止离子化空气泄漏到任何接地表面。

24.根据权利要求23所述的泄漏测试装置，其中任何接地表面包含所述受测试装置或所述泄漏测试装置的环境。

25.根据权利要求15所述的泄漏测试装置，其中所述多个电极尖峰被成形为促成离子化尖峰。

26.根据权利要求15所述的泄漏测试装置，其进一步包括：

电阻器，其被配置成限制所述第一高压部分上的电流，以保护导电元件并且保持足够电流来检测泄漏。

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