CN113777508A - 一种用于蓄电池的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于蓄电池的测试装置及测试方法，属于蓄电池测试领域，包括：包括机架、测试组件、传送线；所述测试组件包括第一支撑板，所述第一支撑板上设置有第一直线模组，所述第一直线模组与第一移动块活动连接，所述第一移动块固定于第二直线模组的一端上，所述第二直线模组的另一端设置有第二移动块，所述第二移动块的底部连接导轨滑块，所述导轨滑块设置于第二支撑板上；所述传送线设置于所述机架的居中位置，使得蓄电池在通过传送线进入所述测试组件所在的位置之中。通过对蓄电池进行出厂测试，不仅能够有效地检测出不良品，还能够有效地对在充电过程中的蓄电池进行测试评估，降低出厂后的电池爆炸事件的发生率。

Description

一种用于蓄电池的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及蓄电池测试领域，尤其涉及一种用于蓄电池的测试装置及测试方法。

背景技术

蓄电池作为重要的化学电池，电动自行车、电动汽车的动力领域以及航空、航天、潜艇的电力领域。由于蓄电池比其它类型的充电电池具有比能量高、电压高、无记忆效应、充放电寿命长、快速充放电、自放电率低、对环境污染小等优点，其使用范围将越来越广泛。

近年来正值蓄电池的发展处于一个崭新局面的时期，珠三角地区遍布数百家蓄电池生产厂家，一旦生产过程中发生火灾爆炸事故，给企业和社会都造成了巨大的损失。近年来，蓄电池的应用领域不断拓宽，下游产业对电池能量密度和功率密度的要求也越来越高。蓄电池在生产、储存过程中可能存在安全隐患的环节很多，这些火灾爆炸事故的频繁发生。同时，电池的安全问题自从其实现商业化以来就一直存在，当锂离子电池滥用或误用时如温度过高、过充、过放、短路、振动、挤压等，可能会引发电池内部发生剧烈的化学反应，如SEI 膜的分解、有机电解液的氧化、还原，正极的分解，正极分解产生的氧气进一步与有机电解液反应等，这些反应会在极短时间内产生大量的热，若热量来不及散失到周围环境中去，而在电池内部迅速积聚，必将导致电池热失控，电解液高温汽化以及出现大量气相产物，电池内部处于高压、高温状态，可能会出现漏液、放气、冒烟等现象，严重时电池发生剧烈燃烧或发生爆炸。因此，在出厂前对电池本身进行测试就显得重要了。但是现有技术中，测试过程中考虑的方面还不够全面，仅仅只对电池的普通性能进行测试，对电池本身发生事故的因素分析并不够透彻，在做性能测试时并未对发生事故的因素进行测试，电池爆炸或者电池燃烧的事件依然居高不下。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种用于蓄电池的测试装置及测试方法。

为达上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明第一方面提供了一种用于蓄电池的测试装置，包括机架、设置于所述机架上测试组件、设置于所述测试组件底部的传送线；

其中，所述测试组件包括第一支撑板，所述第一支撑板上设置有第一直线模组，所述第一直线模组与第一移动块活动连接，所述第一移动块固定于第二直线模组的一端上，所述第二直线模组的另一端设置有第二移动块，所述第二移动块的底部连接导轨滑块，所述导轨滑块设置于第二支撑板上；

所述传送线设置于所述机架的居中位置，使得蓄电池在通过传送线进入所述测试组件所在的位置之中。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第二直线模组上还设置有第三直线模组，所述第三直线模组上设置有第三移动块，所述第三移动块上固定有碳纤维面板，所述碳纤维面板上设置有若干探针。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第一支撑板与第二支撑板平行设置于机架的内部。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第一支撑板与第二支撑板上均设置有第一传感器，所述第一传感器用于在测试蓄电池的性能时，确定蓄电池的正负极所在的位置。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述机架上还设置有控制面板，所述控制面板用于设定温度参数值以及压力参数值，在测试蓄电池的过程中，当温度参数值与压力参数值超出预设参数值时，标记该蓄电池为不合格产品。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述探针用于采集蓄电池内的压力参数值、温度参数值以及电量参数值。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第一直线模组、第二直线模组以及第三直线模组上均设置有驱动电机，以驱动所述第三直线模组在三个空间坐标上的直线运动。

本发明第二方面提供了一种用于蓄电池的测试方法，应用于任一项所述的用于蓄电池的测试装置，包括以下步骤：

采集所述探针获取蓄电池的内部溶液温度参数值；

将所述温度参数值与预设温度值对比，得到偏差率；

判断所述偏差率是否大于预设偏差率；

若大于，则标记该蓄电池，并将该蓄电池作为不合格产品。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，还包括以下步骤：

通过大数据网络获取蓄电池内部溶液在不同温度下的压力参数值，并根据该压力参数值建立压力参数数据库；

获取当前蓄电池的内部溶液温度参数值，并将所述温度参数值导入所述压力参数数据库中，以获得在所述温度参数值下的理论压力参数值；

获取蓄电池内部溶液的实际压力参数值；

判断所述实际压力参数值与理论压力参数值之间的差值是否在预设范围之内；

若否，则标记该蓄电池，并将该蓄电池作为不合格产品。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，还包括：

记录蓄电池在预设时间内的实际压力变化值，将所述实际压力变化值进行比较以得到最大的实际压力变化值与最小的实际压力变化值，并计算所述最大的实际压力变化值与最小的实际压力变化值之间的变化差值，当该变化差值大于预设变化差值时，将该蓄电池标记为不合格产品。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：本发明通过对蓄电池进行出厂测试，一方面能够有效地检测出不良品，另一方面能够有效地对在充电过程中的蓄电池进行测试评估，降低出厂后的电池爆炸事件的发生率；另外，进一步的测试能够有效降低在民众使用时发生电池爆炸事件发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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实施例的附图。

图1示出了一种用于蓄电池的测试装置的整体结构示意图；

图2示出了测试组件的部分结构示意图；

图3示出了测试组件的局部结构示意图；

图4示出了测试组件的正面结构示意图；

图5示出了一种用于蓄电池的测试方法的方法流程图；

图6示出了一种用于蓄电池的测试方法的部分方法流程图。

图中：

1.机架，2.测试组件，3.传送线，201.第一支撑板，202.第一直线模组，203.第一移动块，204.第二直线模组，205.第二移动块，206. 导轨滑块，207.第二支撑板，208.第三直线模组，209.第三移动块，210.碳纤维面板，211.探针，212.控制面板，213.驱动电机。

具体实施方式

为了能够更加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，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

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，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本发明第一方面提供了一种用于蓄电池的测试装置，包括机架1、设置于所述机架1上测试组件2以及设置于所述测试组件2底部的传送线3；

其中，所述测试组件2包括第一支撑板201，所述第一支撑板201上设置有第一直线模组202，所述第一直线模组202与第一移动块203活动连接，所述第一移动块203固定于第二直线模组204的一端上，所述第二直线模组204的另一端设置有第二移动块205，所述第二移动块205的底部连接导轨滑块206，所述导轨滑块206设置于第二支撑板207上；

所述传送线3设置于所述机架1的居中位置，使得蓄电池在通过传送线3进入所述测试组件2所在的位置之中。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第二直线模组204上还设置有第三直线模组208，所述第三直线模组208上设置有第三移动块209，所述第三移动块209上固定有碳纤维面板210，所述碳纤维面板210上设置有若干探针211。

需要说明的是，在测试的时候，传送线3启动，上一个工位的蓄电池进入到本装置之中，利用第一直线模组202的驱动作用下，使得第二直线模组204能够在导轨滑块206的移动方向上进行直线运动，把该方向设定为X轴方向，为智能化测试蓄电池提供X轴方向上的运动基础；以第二直线模组204的运动方向为Y轴方向，使得第三直线模组208能够在Y轴方向上做直线运动，为智能化测试蓄电池提供Y轴方向上的运动基础；与第三直线模组208的直线运动方向作为Z轴方向，使得探针211能够在Z轴方向上移动；通过这三种方向上的移动，即可满足在三个方向上的移动，从而针对蓄电池进行智能化测试。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第一支撑板201与第二支撑板207平行设置于机架1的内部。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第一支撑板201与第二支撑板207上均设置有第一传感器，所述第一传感器用于在测试蓄电池的性能时，确定蓄电池的正负极所在的位置。

需要说明的是，当蓄电池进入到传送线3中时，蓄电池就随着传送线的启动进入到测试区域当中；此时，利用所述第一支撑板201与第二支撑板207上设置的第一传感器对蓄电池的位置进行数据分析，启动测试组件2，使得探针211能够接触对应蓄电池的正极以及负极，从而实现智能化测试。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述机架上还设置有控制面板212，所述控制面板212用于设定温度参数值以及压力参数值，在测试蓄电池的过程中，当温度参数值与压力参数值超出预设参数值时，标记该蓄电池为不合格产品。

需要说明的是，蓄电池用于很多领域，如电动车、汽车领域，在蓄电池的出厂使用之前中，对蓄电池进行智能化测试有利于减小事故率的发生。由于蓄电池在充电的过程中，当蓄电池内部的热生成速率大于热散失速率时，蓄电池的内部温度不断升高，内部的化学物质反应速率亦增加，内部气压亦升高；由于现在的蓄电池内部都会设置有温度传感器以及气压传感器，探针211能够与温度传感器以及气压传感器通讯，以获取蓄电池内部温度传感器以及气压传感器的参数值，另外探针211亦可以对蓄电池进行充电，从而测试蓄电池在充电过程中，通过探针211获取内部温度以及气压的变化。在充电的时间内，当温度参数值大于预设温度参数值时，说明蓄电池在充电过程中产生了大量的热，并且蓄电池内部的热生成速率大于热散失速率，说明该蓄电池不符合要求，为劣质产品。另一方面，由于温度的升高，内部溶液加快反应速率，反应后气体产生的增加以及蓄电电池内部的溶液逐渐气化，使得气压升高，当气压升高到一定值时，由于气压过高，阀门不足以在瞬间将气体排出外部环境中，蓄电池发生爆炸或者变形；本装置可通过探针211获取在蓄电池充电过程中内部溶液室预设时间内的气压变化来进一步确定该电池是否合格，能够有效较低蓄电池出厂后由于在充电过程中预设时间内的气压变化过大而导致安全事故的发生率。

另一方面，由于在高速的化学反应，忽略能量转换过程中由热传导和热辐射引起的损失，在极端的时间内将反应形成的大量气体产物温升达数千度，压力猛增都几万乃至几十万个大气压。这种高温、高压气体迅速向四周膨胀作功，便产生了爆炸现象。可通过大数据网络中获取蓄电池外部的材料特性，其中材料特性包括热膨胀系数、压缩性能，由于在材料的热胀冷缩现象，膨胀后的材料由于体积的增大，质量一定，其密度自然就变小，进而导致压缩性能变差，而大数据网络中存储有不同温度下的该蓄电池表层材料的压缩性能，而压缩性能对应的是最大极限压缩承载力，压缩性能越好对应的最大极限压缩承载力越高，当蓄电池内部容器的气压对蓄电池的外壁的压力大于最大极限压缩承载力时，说明该蓄电池有发生爆炸的可能性。因此，本装置能够通过获取在预设时间内的气压变化，来对蓄电池发生爆炸的可能性进行有效地分析，为减少蓄电池爆炸事件发生或者减少蓄电池产品变形具有指导性意义。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述探针用于采集蓄电池内的压力参数值、温度参数值以及电量参数值。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，所述第一直线模组202、第二直线模组204以及第三直线模组208上均设置有驱动电机213，以驱动所述第三直线模组208在三个空间坐标上的直线运动。

本发明第二方面提供了一种用于蓄电池的测试方法，应用于任一项所述的用于蓄电池的测试装置，包括以下步骤：

S102:采集所述探针获取蓄电池的内部溶液温度参数值；

S104:将所述温度参数值与预设温度值对比，得到偏差率；

S106:判断所述偏差率是否大于预设偏差率；

S108:若大于，则标记该蓄电池，并将该蓄电池作为不合格产品。

需要说明的是，通过探针211采集所述探针获取蓄电池的内部溶液温度参数值，将该温度参数值与控制面板212中设置的预设温度参数值进行对比，此时得到一个偏差率，当偏差率越接近于1说明该温度符合要求，当该偏差率越接近于0说明该温度变化很大，该蓄电池不符合要求的蓄电池；从另一种程度上来说，由于温度的升高使得电池本身的隔膜逐渐被融化，当该隔膜被融化时，蓄电池的内部就会发生短路，此时电芯就会急剧放电，温度快速升高，当温度达到电池外壁材料的着火点时，使得电池发生燃烧以及爆炸。这在另一个层面说明了，蓄电池内部隔膜已经被破坏，该蓄电池是不合格的产品。而在测试蓄电池充电过程中时，当温度参数值大于预设温度参数值时，说明蓄电池在充电过程中产生了大量的热，并且蓄电池内部的热生成速率大于热散失速率，说明该蓄电池不符合要求，为劣质产品。另一方面，由于温度的升高，内部溶液加快反应速率，反应后气体产生的增加以及蓄电电池内部的溶液逐渐气化，使得气压升高，当气压升高到一定值时，由于气压过高，阀门不足以在瞬间将气体排出外部环境中，蓄电池发生爆炸或者变形；本装置可通过探针211获取在蓄电池充电过程中内部溶液室预设时间内的气压变化来进一步确定该电池是否合格，能够有效较低蓄电池出厂后由于在充电过程中预设时间内的气压变化过大而导致安全事故的发生率。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，还包括以下步骤：

S202:通过大数据网络获取蓄电池内部溶液在不同温度下的压力参数值，并根据该压力参数值建立压力参数数据库；

S204:获取当前蓄电池的内部溶液温度参数值，并将所述温度参数值导入所述压力参数数据库中，以获得在所述温度参数值下的理论压力参数值；

S206:获取蓄电池内部溶液的实际压力参数值；

S208:判断所述实际压力参数值与理论压力参数值之间的差值是否在预设范围之内；

S210:若否，则标记该蓄电池，并将该蓄电池作为不合格产品。

需要说明的是，由于温度的升高，内部的压力变化亦产生了一定的变化，通过大数据网络获取每一种温度之下内部反应溶液的压力值，建立了一个数据库，当所述实际压力参数值与理论压力参数值之间的差值不在控制面板212设置的一个阈值范围之内时，说明蓄电池内部温度传感器已经损坏，通过该方法能够得到蓄电池内部的温度传感器是否已经损坏，通过本方法进行测试，使得测试的层层面面更加准确，减少了蓄电池出厂时的次品率，有利于减少事故的发生。

进一步地，本发明的一个较佳实施例中，还包括：

记录蓄电池在预设时间内的实际压力变化值，将所述实际压力变化值进行比较以得到最大的实际压力变化值与最小的实际压力变化值，并计算所述最大的实际压力变化值与最小的实际压力变化值之间的变化差值，当该变化差值大于预设变化差值时，将该蓄电池标记为不合格产品。

需要说明的是，在测试电池充电的过程中，记录蓄电池在预设时间内的实际压力变化值，即可得到在预设时间内各个时刻的内部溶液的压力值；在蓄电池内部溶液进行高速的化学反应之时，忽略能量转换过程中由热传导和热辐射引起的损失，在极端的时间内将反应形成的大量气体产物温升达数千度，压力猛增都几万乃至几十万个大气压。这种高温、高压气体迅速向四周膨胀作功，便产生了爆炸现象。可通过大数据网络中获取蓄电池外部的材料特性，其中材料特性包括热膨胀系数、压缩性能，由于在材料的热胀冷缩现象，膨胀后的材料由于体积的增大，质量一定，其密度自然就变小，进而导致压缩性能变差，而大数据网络中存储有不同温度下的该蓄电池表层材料的压缩性能，而压缩性能对应的是最大极限压缩承载力，压缩性能越好对应的最大极限压缩承载力越高，当蓄电池内部容器的气压对蓄电池的外壁的压力大于最大极限压缩承载力时，说明该蓄电池有发生爆炸的可能性。因此，本装置能够通过获取在预设时间内的气压变化，来对蓄电池发生爆炸的可能性进行有效地分析，为减少蓄电池爆炸事件发生或者减少蓄电池变形产品具有指导性意义。从另一个方面来说，该蓄电池不符合要求，为不合格产品。通过该方法对蓄电池进行测试能够有效地减少次品率；另一方面，能够有效地检测出由于生产过程中的不当行为导致蓄电池报废的环节。在生产的过程中，每一步工艺对应着不同的蓄电池合成步骤，通过该方法能够有效地追溯生产工艺中出现错误的环节，从而能够及时发现该生产环节，及时对该环节进行修整，提高了生产效率。

另外，可在本装置的任意位置设置温度传感器，该温度传感器能够获取到当前的环境温度，由于电池在升温的过程中，与外界环境进行热交换，当与外界环境热交换能够及时将产生的多余热量进行热散失时，此时电池会始终能够维持一个相对平衡的状态。本方法可以测试电池在各种环境温度之下的自身温度变化，即热散热交换的效率，当在某一温度下自身温度变化依然过高时，说明该电池亦为不合格产品。

另外，本发明还可以增加在充电过程中的测试，由于在充电过程中，电池内的存储能量不断地增加，若保护电路发生了故障时，导致在充电过程中不断地进行充电，根据能量守恒定律，电池内的所存储的能力是一定的，因此导致蓄电池内的温度不断地升高，增加该项测试能够及时发现保护电路或者电池内的某些元器件是否已经损坏，说明该电池为不合格产品，通过增加本项测试能够提高测试装置的全面性。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术。

Claims (10)

1.一种用于蓄电池的测试装置，其特征在于，包括机架、设置于所述机架上测试组件、设置于所述测试组件底部的传送线；

其中，所述测试组件包括第一支撑板，所述第一支撑板上设置有第一直线模组，所述第一直线模组与第一移动块活动连接，所述第一移动块固定于第二直线模组的一端上，所述第二直线模组的另一端设置有第二移动块，所述第二移动块的底部连接导轨滑块，所述导轨滑块设置于第二支撑板上；

所述传送线设置于所述机架的居中位置，使得蓄电池在通过传送线进入所述测试组件所在的位置之中。

2.根据权利要求1所述的一种用于蓄电池的测试装置，其特征在于，所述第二直线模组上还设置有第三直线模组，所述第三直线模组上设置有第三移动块，所述第三移动块上固定有碳纤维面板，所述碳纤维面板上设置有若干探针。

3.根据权利要求1所述的一种用于蓄电池的测试装置，其特征在于，所述第一支撑板与第二支撑板平行设置于机架的内部。

4.根据权利要求1所述的一种用于蓄电池的测试装置，其特征在于，所述第一支撑板与第二支撑板上均设置有第一传感器，所述第一传感器用于在测试蓄电池的性能时，确定蓄电池的正负极所在的位置。

5.根据权利要求1所述的一种用于蓄电池的测试装置，其特征在于，所述机架上还设置有控制面板，所述控制面板用于设定温度参数值以及压力参数值，在测试蓄电池的过程中，当温度参数值与压力参数值超出预设参数值时，标记该蓄电池为不合格产品。

6.根据权利要求2所述的一种用于蓄电池的测试装置，其特征在于，所述探针用于采集蓄电池内的压力参数值、温度参数值以及电量参数值。

7.根据权利要求1所述的一种用于蓄电池的测试装置，其特征在于，所述第一直线模组、第二直线模组以及第三直线模组上均设置有驱动电机，以驱动所述第三直线模组在三个空间坐标上的直线运动。

8.一种用于蓄电池的测试方法，其特征在于，应用于权利要求1-7任一项所述的用于蓄电池的测试装置，包括以下步骤：

采集所述探针获取蓄电池的内部溶液温度参数值；

将所述温度参数值与预设温度值对比，得到偏差率；

判断所述偏差率是否大于预设偏差率；

若大于，则标记该蓄电池，并将该蓄电池作为不合格产品。

9.根据权利要求8所述的一种用于蓄电池的测试方法，其特征在于，还包括以下步骤：

通过大数据网络获取蓄电池内部溶液在不同温度下的压力参数值，并根据该压力参数值建立压力参数数据库；

获取当前蓄电池的内部溶液温度参数值，并将所述温度参数值导入所述压力参数数据库中，以获得在所述温度参数值下的理论压力参数值；

获取蓄电池内部溶液的实际压力参数值；

判断所述实际压力参数值与理论压力参数值之间的差值是否在预设范围之内；

若否，则标记该蓄电池，并将该蓄电池作为不合格产品。

10.根据权利要求8所述的一种用于蓄电池的测试方法，其特征在于，还包括：

记录蓄电池在预设时间内的实际压力变化值，将所述实际压力变化值进行比较以得到最大的实际压力变化值与最小的实际压力变化值，并计算所述最大的实际压力变化值与最小的实际压力变化值之间的变化差值，当该变化差值大于预设变化差值时，将该蓄电池标记为不合格产品。

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