CN113960477A - 一种电池性能测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池性能测试装置，包括振动槽以及设置在振动槽内用于放置待测电池组的振动平台，所述振动槽内位于振动平台下方设置有两端转动设置于振动槽侧壁上的转轴；所述转轴上设置有振动齿轮，所述振动齿轮周向上设置有多个均匀分布的凹槽，所述振动平台上设置有与所述凹槽配合的凸块；所述测试装置还包括用于驱动转轴转动的驱动机构。本发明公开了一种电池性能测试方法，具体包括对待测电池组依次进行未接负载放电状态下的振动测试、振动放电容量测试以及振动条件下快速循环寿命测试。本发明能有效模拟电池组在实际应用环境下的颠簸式振动，能挑选出质量不合格的电池组。
Description
技术领域
本发明涉及电池检测技术领域，具体涉及一种电池性能测试装置及方法。
背景技术
动力铅蓄电池板栅采用新技术连铸连轧连冲连涂(四连新技术)，设计都采用薄板多片式、薄片玻璃纤维隔板(AGM)搭配，紧装配，以提高电池循环寿命，但由于这样设计的电池，由于终端实际使用情况，路面的不平，或颠簸严重、振动导致电动车上电池组某只单体电池内部短路，容量下降，导致单只性能落后而影响整组性能，缩短电动车骑行里程。
公开号为CN109632227A的专利说明中公开了一种电池振动检测方法、电池振动检测装置，电池振动检测方法包括：振前检测步骤：检测电池的开路电压、交流电阻、电池正极与外壳的绝缘电阻、电池负极与外壳的绝缘电阻以及电池容量和直流电阻；振中测试步骤：将电池的SOC调制100％，并将电池模拟整车安装方式固定在振动台的振动工装上，以预设的振动测试参数对电池进行规定时间的振动测试；振后检测步骤：在振中测试步骤之后，重新检测电池的相关参数，并将振后检测步骤检测的相关电池参数与振前检测步骤检测的相关电池参数比对以判断电池是否合格；电池振动检测装置，包括：绝缘电阻仪，所述绝缘电阻仪用于检测所述电池的所述电池正极与外壳的绝缘电阻以及电池负极与所述外壳的绝缘电阻；电池测试仪，所述电池测试仪用于检测所述电池的所述开路电压和所述交流内阻；充放电机，所述充放电机适于与所述电池相连，并对电池充点、放电；上位机，所述上位机与所述绝缘电阻仪、所述电池测试仪和充放电机相连，所述上位机用于接收所述绝缘电阻仪、所述电池测试仪和充放电机的传输信号；振动工装，所述电池适于固定在所述振动工装上，所述振动工装可固定于振动台。上述方案中的振动检测装置不能有效模拟电池组的实际应用环境，测试效果不佳。
公告号为CN213580001U的专利说明中公开了一种电动车电池振动检测试验机，包括U形机架，该U形机架的下部角度调节连接有多个振动支撑单元，U形机架的上部弹性挂接有振动板车；振动支撑单元的顶部配合支撑振动板车，该振动支撑单元包括支撑框架、传动履带、电机及液压缸，其中支撑框架的一端与U形机架的内壁升降调节并铰装连接，支撑框架的另一端底部活动支撑有固设在U形机架底板上的液压缸，该支撑框架的内部转动连接传动带，且支撑框架的侧壁上固装有为传动带提供旋转动力的电机。上述方案的试验机结构过于复杂，成本较高。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种电池性能测试装置，结构简单，操作方便，能有效模拟电池组在实际应用环境下的颠簸式振动。
一种电池性能测试装置，包括振动槽以及设置在振动槽内用于放置待测电池组的振动平台，所述振动槽内位于振动平台下方设置有两端转动设置于振动槽侧壁上的转轴；
所述转轴上设置有振动齿轮，所述振动齿轮周向上设置有多个均匀分布的凹槽，所述振动平台上设置有与所述凹槽配合的凸块；所述测试装置还包括用于驱动转轴转动的驱动机构。
此方案通过模拟动力铅酸蓄电池实际应用环境，将电池组放在振动平台上，通过驱动机构带动振动齿轮运转，使得振动平台颠簸式振动，可以做电池开路或放电状态下的振动测试，同时可以测试颠簸振动及放电状态下的循环寿命。
作为优选，所述转轴包括平行设置的两个，每个转轴上间隔设置有两个振动齿轮。
进一步优选，每个所述转轴上两个振动齿轮的凹槽错位布置。具体可呈90度错位。
四个振动齿轮按照按不同角度设置，当驱动机构带动振动齿轮转动时，配合振动平台上的凸块接触，实现上下、左右不规则的颠簸振动动作。
作为优选，所述驱动机构为设置在振动槽内的电机，所述电机的驱动轮与设置在转轴上的从动轮传动连接。
作为优选，所述振动平台上设置有用于固定待测电池组的固定架。
进一步优选，所述固定架包括位于振动平台两侧的立杆和两端可调节固定在两侧立杆上的横杆。
本发明的另一目的在于提供一种电池性能测试方法，采用上述测试装置，电池性能测试方法为：对待测电池组依次进行未接负载放电状态下的振动测试、振动放电容量测试以及振动条件下快速循环寿命测试，三次测试均合格，则符合批次电池质量条件；
未接负载放电状态下的振动测试中，振动后电池电压及内阻值分别不低于电压标准值和内阻标准值，且振动前后电压差和内阻差值分别在电压差标准值和内阻差值标准值内为质量合格，否则质量不合格；
振动放电容量测试中，电池振动后放电时间不低于放电时间标准值，放电后回升电压不大于回升电压标准值，放电压差小于放电压差标准值为质量合格，否则质量不合格；
振动条件下快速循环寿命测试中，循环容量放电时间不小于循环容量放电时间标准值为质量合格，否则质量不合格。
作为优选，所述电压标椎值为13V；所述内阻标准值为7-8mΩ；所述电压差标准值为0.2V；所述内阻差值标准值为1mΩ；所述放电时间标准值为120分钟；所述回升电压标准值为11.6V；所述放电压差标准值为0.03V；所述循环容量放电时间标准值在加快循环结果50次时为118分钟。
作为优选，测试时，振动频率为5-50Hz，振动时间为10-30分钟。
本发明的有益效果：
本发明装置结构简单，操作方便，能有效模拟电池组在实际应用环境下的颠簸式振动，可以做电池开路或放电状态下的振动测试，同时可以测试颠簸振动及放电状态下的循环寿命。本发明方法设计简单，能有效挑选出质量不合格的电池组，能够及时调整电池设计参数，极群装配压力以及隔板厚度参数等。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置内部的结构示意图。
具体实施方式
如图1和2所示，一种电池性能测试装置，包括振动槽1，振动槽1内设置有两端转动设置于振动槽1侧壁上的转轴2；本实施例中，转轴2包括平行设置的两个，每个转轴2上间隔设置有两个振动齿轮3，振动槽1内位于振动齿轮3上设置有振动平台4，其中，振动齿轮3周向上设置有多个均匀分布的凹槽31，振动平台4上设置有与凹槽31配合的凸块41；
测试装置还包括用于驱动转轴2转动的驱动机构，本实施例中，驱动机构为设置在振动槽1内的电机5，电机5的驱动轮51与设置在转轴2上的从动轮21传动连接，从而能驱动转轴2带动振动平台4做颠簸式振动。
本实施例中，每个转轴2上两个振动齿轮3的凹槽31错位布置，具体可呈90度错位。四个振动齿轮3按照按不同角度设置，可以实现上下、左右不规则的颠簸振动动作。
本实施例中，振动平台4上设置有用于固定待测电池组的固定架6，具体包括位于振动平台4两侧的立杆61和两端可调节固定在两侧立杆61上的横杆62。
一种电池性能测试方法，采用上述的测试装置，测试时将待测电池组放到振动平台上通过固定架进行固定，启动电机即可进行电池的性能测试。
电池性能测试方法具体为：对待测电池组依次进行未接负载放电状态下的振动测试、振动放电容量测试以及振动条件下快速循环寿命测试。
第一步模拟动力铅蓄电池在静止没有接负载放电状态下的振动测试，振动后电池电压不低于13V，内阻值不小于7-8mΩ，振动前与振动后电压差在0.2V内、内阻差值小于1mΩ，则判定合格，否则质量不合格。
第二步模拟动力铅蓄电池实际应用环境下颠簸的放电容量测试，电池振动后放电时间不低于120分钟，放电后开路回升电压不大于11.6V，放电压差小于0.03V，内阻值不小于7-8mΩ，则判定合格，否则质量不合格。
第三步模拟动力铅蓄电池实际应用环境下的循环寿命50次测试，采用快速循环，加快循环结果50次循环容量放电时间不小于118分钟，则判定合格，否则质量不合格。
第四步根据第一到第三步测试的测试结构，只有三次测试均合格，才符合批次电池质量条件。
实施例1
取样3组铅酸动力12V20Ah动力电池组，未进行振动测试性能前先采用电压表测量各单体电池开路电压、内阻值，启动电机，设定频率5-20Hz，振动时间10分钟后，再测量各电池电压值、内阻值，结果如下表1，经振动后电池组各电池开路电压、内阻值与振动前相比，电池组B中2#电池已发生变化，明显低于标准值，同时振动前与振动后电压差、内阻差值均高于标准值，说明此测试方法有效果。
表1
取第一步已测试完成的电池组A、B、C，设置电池组放电容量参数并启动，放电电流10A，终止电压42V，分别进行电池组A、B、C振动放电容量测试，再启动电机，设定频率5-20Hz，振动时间10分钟，结果如下表2，电池组B中2#电池放电容量明显低于标准值120分钟，并且回升电压值低、电压差大于标准值0.03V。
表2
取第二步已测试完成的电池组A、B、C，设置电池组快速循环寿命测试参数，放电电流10A，终止电压42V，充电电流10A，终止电压59.2V，时间8小时，充放电循环周期为50次，再启动电机，设定频率5-20Hz，结果如下表3，循环容量放电时间小于标准值118分钟。
表3
实施例2
取样3组铅酸动力12V20Ah动力电池组，未进行振动测试性能前先采用电压表测量各单体电池开路电压、内阻值，启动电机，设定频率21-30Hz，振动时间20分钟后，再测量各电池电压值、内阻值，结果如下表4，经振动后电池组各电池开路电压、内阻值与振动前相比，电池组A中1#电池已发生变化，明显低于标准值，同时振动前与振动后电压差、内阻差值均高于标准值，说明此测试方法有效果。
表4
取第一步已测试完成的电池组A、B、C，设置电池组放电容量参数并启动，放电电流10A，终止电压42V，分别进行电池组A、B、C振动放电容量测试，再启动电机，设定频率21-30Hz，振动时间20分钟，结果如下表5，电池组A中1#电池放电容量明显低于标准值120分钟，并且回升电压值低、电压差大于0.03V。
表5
取第二步已测试完成的电池组A、B、C，设置电池组快速循环寿命测试参数，放电电流10A，终止电压42V，充电电流10A，终止电压59.2V，时间8小时，充放电循环周期为50次，再启动电机，设定频率21-30Hz，结果如下表6，循环容量放电时间小于标准值118分钟。
表6
实施例3
取样3组铅酸动力12V20Ah动力电池组，未进行振动测试性能前先采用电压表测量各单体电池开路电压、内阻值，启动电机，设定频率31-50Hz，振动时间30分钟后，再测量各电池电压值、内阻值，结果如下表7，经振动后电池组各电池开路电压、内阻值与振动前相比，电池组A中3#、4#电池已发生变化，明显低于标准值，同时振动前与振动后电压差、内阻差值均高于标准值，说明此测试方法有效果。
表7
取第一步已测试完成的电池组A、B、C，设置电池组放电容量参数并启动，放电电流10A，终止电压42V，分别进行电池组A、B、C振动放电容量测试，再启动电机，设定频率31-50Hz，振动时间30分钟，结果如下表8，电池组A中3#、4#电池放电容量明显低于标准值120分钟，并且回升电压值低、电压差大于0.03V。
表8
表9
取第二步已测试完成的电池组A、B、C，设置电池组快速循环寿命测试参数，放电电流10A，终止电压42V，充电电流10A，终止电压59.2V，时间8小时，充放电循环周期为50次，再启动电机，设定频率31-50Hz，结果如上表9，循环容量放电时间小于标准值118分钟。
Claims (9)
1.一种电池性能测试装置，其特征在于，包括振动槽以及设置在振动槽内用于放置待测电池组的振动平台，所述振动槽内位于振动平台下方设置有两端转动设置于振动槽侧壁上的转轴；
所述转轴上设置有振动齿轮，所述振动齿轮周向上设置有多个均匀分布的凹槽，所述振动平台上设置有与所述凹槽配合的凸块；所述测试装置还包括用于驱动转轴转动的驱动机构。
2.根据权利要求1所述的电池性能测试装置，其特征在于，所述转轴包括平行设置的两个，每个转轴上间隔设置有两个振动齿轮。
3.根据权利要求2所述的电池性能测试装置，其特征在于，每个所述转轴上两个振动齿轮的凹槽错位布置。
4.根据权利要求1所述的电池性能测试装置，其特征在于，所述驱动机构为设置在振动槽内的电机，所述电机的驱动轮与设置在转轴上的从动轮传动连接。
5.根据权利要求1所述的电池性能测试装置，其特征在于，所述振动平台上设置有用于固定待测电池组的固定架。
6.根据权利要求5所述的电池性能测试装置，其特征在于，所述固定架包括位于振动平台两侧的立杆和两端可调节固定在两侧立杆上的横杆。
7.一种电池性能测试方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的电池性能测试装置，所述电池性能测试方法为：对待测电池组依次进行未接负载放电状态下的振动测试、振动放电容量测试以及振动条件下快速循环寿命测试，三次测试均合格，则符合批次电池质量条件；
未接负载放电状态下的振动测试中，振动后电池电压及内阻值分别不低于电压标准值和内阻标准值，且振动前后电压差和内阻差值分别在电压差标准值和内阻差值标准值内为质量合格，否则质量不合格；
振动放电容量测试中，电池振动后放电时间不低于放电时间标准值，放电后回升电压不大于回升电压标准值，放电压差小于放电压差标准值为质量合格，否则质量不合格；
振动条件下快速循环寿命测试中，循环容量放电时间不小于循环容量放电时间标准值为质量合格，否则质量不合格。
8.根据权利要求7所述的电池性能测试方法，其特征在于，所述电压标椎值为13V；所述内阻标准值为7-8mΩ；所述电压差标准值为0.2V；所述内阻差值标准值为1mΩ；所述放电时间标准值为120分钟；所述回升电压标准值为11.6V；所述放电压差标准值为0.03V；所述循环容量放电时间标准值在加快循环结果50次时为118分钟。
9.根据权利要求7所述的电池性能测试方法，其特征在于，测试时，振动频率为5-50Hz，振动时间为10-30分钟。
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