CN112578285B - 一种铅酸蓄电池性能测试装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铅酸蓄电池性能测试装置及方法，涉及铅酸蓄电池检测技术领域,包括小型高低温试验箱、恒温试验箱和安全防护罩，所述小型高低温试验箱顶部有一开式口，四周设有冷凝管，所述恒温试验箱在所述高低温试验箱内，所述恒温试验箱盛放氯化钙溶液，铅酸蓄电池在所述氯化钙溶液中，所述恒温试验箱顶部与高低温试验箱的顶部持平，所述小型高低温试验箱开式口的尺寸大于所述恒温试验箱的尺寸，所述铅酸蓄电池略高于小型高低温试验箱开式口的高度，所述小型高低温试验箱在所述安全防护罩内。本发明的装置具有安全可靠、结构简单和多功能性特点，能快速检测铅酸蓄电池的性能优劣。

Description

一种铅酸蓄电池性能测试装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种蓄电池性能测试技术领域，具体涉及一种铅酸蓄电池性能测试装置及其方法。

背景技术

铅酸蓄电池作为使用范围最广、覆盖领域最多的电池，其使用性能尤为重要，循环寿命是评价铅蓄电池使用性能的一个重要指标。如何准确而又快速的检测电池性能对分析评价电池特性有重要意义。

蓄电池的稳定性和在放电过程中能提供给负载的实际容量对确保电力设备的安全运行具有十分重要的意义。变电站中的铅酸蓄电池长期处于浮充状态，以解决电池自放电问题，但0.1C的充放电倍率很难暴露电池的隐患问题，极容易发生在关键时刻电池放不出电的情况，导致电网发生安全事故。

因此，现有技术亟待提供一种装置和方法快速的测试铅酸蓄电池的性能优劣，可提高电池采购商的采购质量，也可提高科研人员研发高性能电池的节奏。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铅酸蓄电池性能测试装置及方法，本发明提供的研究方法具有可对比性和操作性，可对电池之间的性能进行对比分析，通过本申请提供的测试装置，运维成本低，检测结果合理，用户体验好。

本发明通过下述技术方案来实现：一种铅酸蓄电池性能测试装置，所述检测装置至少包括小型高低温试验箱、恒温试验箱、安全防护罩和充放电设备；

所述小型高低温试验箱内设有恒温试验箱，所述恒温试验箱内有铅酸蓄电池，所述铅酸蓄电池与充放电设备相连，所述小型高低温试验箱外有安全防护罩。

进一步的，所述小型高低温试验箱四周设有冷凝管，冷凝管的上部与自来水管相连，下部与储水箱相连；

再进一步的，当试验温度超过限制或发生火灾等异常时，试验立即停止，冷凝管与自来水管开关自动启动，利用水带走热量；

进一步的，所述小型高低温试验箱顶部有开口式，所述开口式的平面大小略大于恒温试验箱的平面大小，恒温试验箱的位置位于开口式的正下方，且恒温试验箱的高度位置与开口式的高度持平。

进一步的，所述恒温试验箱内盛放氯化钙溶液，所述铅酸蓄电池浸泡在氯化钙溶液中，且铅酸蓄电池的高度略大于所述小型高低温试验箱开口式的高度。

进一步的，所述铅酸蓄电池四周设有感温模块。

再进一步的，所述铅酸蓄电池与充放电设备相连。

进一步的，所述安全防护罩为透明色，具有足够大的强度和刚度。

本发明还提供了一种铅酸蓄电池性能测试方法，基于上所述的测试装置中，所述方法包括：

1)打开小型高低温试验箱，调整恒温试验箱位置，使其平面位置位于小型高低温试验箱顶部开口式的正下方；根据试验温度的要求注入相应的氯化钙溶液至恒温试验箱，再将铅酸蓄电池放入恒温试验箱内；

2)关闭小型高低温试验箱，将电池与充放电设备相连接；

3)开启安全防护罩；

4)通过调节小型高低温试验箱温度来控制恒温试验箱的温度，再对铅酸蓄电池进行核容；

5)核容结束后，将电池充满电后将温度调节到所需试验温度，对铅酸蓄电池进行循环试验，循环试验次数为8-12，放、充电电流为2-3Ι₁₀A，高温使用2Ι₁₀A，低温使用3Ι₁₀A，放电截至电压为1.80V/单体，充电电压为2.35V/单体；

6)循环结束后，停止试验，将铅酸蓄电池和试验温度降低至第一次核容试验的温度，对铅酸蓄电池充满电后核容；

7)求出循环充电或放电第m次(1≤m≤N)容量与第1次充电或放电容量的比值a，作出循环次数与a的关系曲线，并将其线性拟合求出其斜率，其绝对值记为β；

求出第2次核容与第1次核容的比值μ，μ越高说明铅酸蓄电池的性能越好。

进一步的，循环试验的温度可为高温(40℃～60℃)或低温(-20℃～0℃)。

再进一步的，高倍率循环试验得出的β与μ的关系呈现相反的规律。

本发明的技术效果：通过对铅酸蓄电池在常温条件下进行初始核容，然后在高温或低温条件下进行8～12次的充放电循环试验，最后再常温条件下进行核容，求出两次核容的比值和充放电循环试验充电、放电的曲线的斜率。本发明的装置具有安全可靠、结构简单和多功能性特点，本发明的方法能快速检测铅酸蓄电池的性能优劣。

附图说明

图1为本发明实施例中所描述的测试装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中所描述的测试方法流程图。

其中，1为安全防护罩，2为小型高低温试验箱，3为恒温试验箱，4为铅酸蓄电池。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本发明提供了一种铅酸蓄电池性能测试装置，如图1所示，所述测试装置至少包括小型高低温试验箱2、恒温试验箱3、安全防护罩1和充放电设备，所述小型高低温试验箱2内设有恒温试验箱3，所述恒温试验箱3内有铅酸蓄电池4，所述铅酸蓄电池4与充放电设备相连，所述小型高低温试验箱2外有安全防护罩1。

所述小型高低温试验箱2四周设有冷凝管，冷凝管的上部与自来水管相连，下部与储水箱相连，当试验温度超过限制或发生火灾等异常时，试验立即停止，冷凝管与自来水管开关自动启动，利用水带走热量。所述小型高低温试验箱顶部有开口式，所述开口式的平面大小略大于恒温试验箱的平面大小，恒温试验箱的位置位于开口式的正下方，且恒温试验箱的高度位置与开口式的高度持平。

所述恒温试验箱3内盛放氯化钙溶液，所述铅酸蓄电池4浸泡在氯化钙溶液中，且铅酸蓄电池4的高度略大于所述小型高低温试验箱2开口式的高度。所述铅酸蓄电池4四周设有感温模块所述铅酸蓄电池4与充放电设备相连。

所述安全防护罩1为透明色，具有足够大的强度和刚度。

另一方面，本申请实施例还提供了一种铅酸蓄电池性能测试方法，所述方法应用于如上所述的测试装置中，所述方法包括：

1)打开小型高低温试验箱2，调整恒温试验箱3位置，使其平面位置位于小型高低温试验箱顶部开口式的正下方；根据试验温度的要求注入相应的氯化钙溶液至恒温试验箱3，再将铅酸蓄电池4放入恒温试验箱内；

2)关闭小型高低温试验箱2，将电池与充放电设备相连接；

3)开启安全防护罩1；

4)通过调节小型高低温试验箱2温度来控制恒温试验箱的温度，再对铅酸蓄电池4进行核容；

5)核容结束后，将电池充满电后将温度调节到所需试验温度，对铅酸蓄电池4进行循环试验，循环试验次数为8-12，充、放电电流为2-3Ι₁₀A，高温使用2Ι₁₀A，低温使用3Ι₁₀A，放电截至电压为1.80V/单体，充电电压为2.35V/单体；

6)循环结束后，停止试验，将铅酸蓄电池4和试验温度降低至第一次核容试验温度，对铅酸蓄电池充满电后核容；

7)求出循环充电或放电第m次(1≤m≤N)容量与第1次充电或放电容量的比值a，作出循环次数与a的关系曲线，并将其线性拟合求出其斜率，其绝对值记为β；

求出第2次核容与第1次核容的比值μ，μ越高说明铅酸蓄电池的性能越好。

进一步的，循环试验的温度可为高温(40℃～60℃)或低温(-20℃～0℃)。

进一步的，高倍率循环试验得出的β与μ的关系呈现相反的规律。

进一步的，当试验发生温度超过限制、火灾或爆炸等异常时，立即停止试验，冷凝管自动开始工作，安全防护罩安全可靠，待温度下降至室温并通过肉眼观察确保安全方可打开安全防护罩。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种铅酸蓄电池性能测试装置及其方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1：

按照结构图1搭建测试装置。

铅酸蓄电池分别为2V500Ah的A电池和B电池。

在25℃条件下，将两只电池完全充满电后进行核容，放电电流为50A，截至电压为1.8V，其核容结果为下表1：

表1

再将电池完全充满电后将试验温度调至40℃开始循环试验，循环次数设置为10次，循环设置参数为放电电流为150A，放电截至电压为1.80V，充电电流为150A，充电电压为2.35V。

循环试验结束后，将温度下降至25℃后，将电池充满电，然后再次在25℃条件下核容，其核容结果如表2。

表2

核容	A电池	B电池
			容量(Ah)	500	506

求出两次的核容容量的比值μ和β，结果如表3。

表3

从表3可知，A电池的性能优于B电池的性能。

实施例2：

按照结构图1搭建测试装置。

铅酸蓄电池分别为2V600Ah的C1电池和C2电池，两只电池同一厂家、同一批次、同一型号、同一生产线。

在25℃条件下，将两只电池完全充满电后进行核容，放电电流为60A，截至电压为1.8V，其核容结果为下表4：

表4

核容	C1电池	C2电池
			容量(Ah)	686	688

再将C1电池完全充满电后将试验温度调至40℃开始循环试验，循环次数设置为10次，循环设置参数为充、放电电流为180A，放电截至电压为1.80V，充电电压为2.35V。

再将C2电池完全充满电后将试验温度调至60℃开始循环试验，循环次数设置为10次，循环设置参数为充、放电电流为180A，放电截至电压为1.80V，充电电压为2.35V。

循环试验结束后，将温度下降至25℃后，将电池充满电，然后再次在25℃条件下核容，其核容结果如表5。

表5

核容	C1电池	C2电池
			容量(Ah)	650	620

求出两次的核容容量的比值，结果如表6。

表6

从表6可知，在高温下，温度越高，电池性能衰减的越快，升高温度有利于缩短试验测试时间。

实施例3：

按照结构图1搭建测试装置。

铅酸蓄电池分别为2V200Ah的D1电池和D2电池，两只电池同一厂家、同一批次、同一型号、同一生产线。

在25℃条件下，将两只电池完全充满电后进行核容，放电电流为20A，截至电压为1.8V，其核容结果为下表7：

表7

核容	D1电池	D2电池
			容量(Ah)	220	225

再将D1电池完全充满电后将试验温度调至60℃开始循环试验，循环次数设置为8次，循环设置参数为充、放电电流为60A，放电截至电压为1.80V，充电电压为2.35V。

再将D2电池完全充满电后将试验温度调至60℃开始循环试验，循环次数设置为12次，循环设置参数为充、放电电流为60A，放电截至电压为1.80V，充电电压为2.4V。

循环试验结束后，将温度下降至25℃后，将电池充满电，然后再次在25℃条件下核容，其核容结果如表8。

表8

核容	D1电池	D2电池
			容量(Ah)	190	165

求出两次的核容容量的比值，结果如表9。

表9

从表9可知，在相同的条件下，循环次数的增加，电池性能越差。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铅酸蓄电池性能测试方法，其特征在于，铅酸蓄电池性能测试装置至少包括小型高低温试验箱、恒温试验箱和安全防护罩；所述小型高低温试验箱内有恒温试验箱，所述恒温试验箱放置铅酸蓄电池，所述安全防护罩将所述小型高低温试验箱罩住；所述小型高低温试验箱顶部有一开式口，所述恒温试验箱顶部与开式口持平，所述开式口的尺寸略大于恒温试验箱平面的尺寸，所述铅酸蓄电池所在的高度应大于开式口的高度；

测试方法的步骤如下：

1）打开小型高低温试验箱，调整恒温试验箱位置，使其平面位置位于小型高低温试验箱顶部开口式的正下方；根据试验温度的要求注入相应的氯化钙溶液至恒温试验箱，再将铅酸蓄电池放入恒温试验箱内；

2）关闭小型高低温试验箱，将电池与充放电设备相连接；

3）开启安全防护罩；

4）通过调节小型高低温试验箱温度来控制恒温试验箱的温度，再对铅酸蓄电池进行核容；

5）核容结束后，将电池充满电后将温度调节到所需试验温度，对铅酸蓄电池进行高倍率循环试验，循环试验次数为N，N为8-12，放、充电电流为2-3Ι₁₀A，高温使用2Ι₁₀A，低温使用3Ι₁₀A，放电截至电压为1.80V/单体，充电电压为2.35V/单体；

6）循环结束后，停止试验，将铅酸蓄电池和试验温度降低至第一核容试验温度，对铅酸蓄电池充满电后核容；

7）求出循环充电或放电第m次容量与第1次充电或放电容量的比值a，作出循环次数与a的关系曲线，并将其线性拟合求出其斜率，其绝对值记为β，其中1≤m≤N；

求出第2次核容与第1次核容的比值µ，µ越高说明铅酸蓄电池的性能越好。

2.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池性能测试方法，其特征在于，所述小型高低温试验箱四周设有冷凝管，冷凝管的顶端与自来水管相连，底端与储水箱相连。

3.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池性能测试方法，其特征在于，所述小型高低温试验箱其低温范围至少包含-20℃~0℃，高温范围至少包含40℃~60℃。

4.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池性能测试方法，其特征在于，所述安全防护罩为透明色。

5.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池性能测试方法，其特征在于，所述恒温试验箱盛放氯化钙溶液，所述铅酸蓄电池浸泡在氯化钙溶液中。

6.根据权利要求1所述的铅酸蓄电池性能测试方法，其特征在于，在所述铅酸蓄电池周围安装若干感温模块。

7.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池性能测试方法，其特征在于，循环试验的温度为40℃~60℃或-20℃~0℃。

8.根据权利要求1所述的一种铅酸蓄电池性能测试方法，其特征在于，高倍率循环试验得出的β与µ的关系呈现相反的规律。