CN115639475B - 一种电芯可靠性测试方法及测试设备 - Google Patents
一种电芯可靠性测试方法及测试设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115639475B CN115639475B CN202211275532.7A CN202211275532A CN115639475B CN 115639475 B CN115639475 B CN 115639475B CN 202211275532 A CN202211275532 A CN 202211275532A CN 115639475 B CN115639475 B CN 115639475B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery cell
- reliability test
- reliability
- fixing frame
- overcharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提出一种电芯可靠性测试方法及测试设备，通过以对应电芯测试装置的通孔数量的电芯为一组，使用排列装置从传送装置系每次取出一组电芯按照与电芯固定框架相匹配的排列方式放置在等候测试区，将所述电芯固定框架套设在所述等候测试区的电芯上，使所述电芯固定框架的上表面与所述电芯的上表面大致持平，控制所述电芯固定框架的套环收缩以夹紧所述电芯，将所述电芯固定框架及其所固定的电芯放入电芯测试装置中，在所述电芯测试装置的上表面及下表面分别安装上电极板和下电极板，通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试，能够提高电芯测试效率、降低电芯测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种电芯可靠性测试方法及测试设备。
背景技术
电芯的应用非常广泛，无论是在民用领域还是工业领域，电芯都是人们经常需要使用到的电源之一，小到闹钟、玩具，大到电动自行车、新能源汽车等，因此电芯的可靠性关系到人们的生命财产安全，符合电池安全标准是电芯进入市场的准入条件，在每一个电芯入市前对其进行可靠性测试是非常重要的。热失控测试是电池的可靠性测试中非常关键的一环，导致电芯发生热失控的因素有很多，例如快充、过充、过放、冲击、震动、针刺、挤压等等，一旦电池发生热失控，其有可能会带来很严重的后果。电芯可靠性测试的测试周期长、成本高、难度大，在庞大的市场需求量的背景下，如此巨量的电芯每一个都需要对其进行完整的可靠性测试非常困难，现有的测试方法往往是在同批次电芯中选择具有代表性的样品进行测试，这种情况下不可避免的会导致一些未经测试的存在安全隐患的电芯流入市场。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种电芯可靠性测试方法及测试设备，能够提高电芯测试效率、降低电芯测试成本。
有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种电芯可靠性测试方法，包括：
以对应电芯测试装置的通孔数量的电芯为一组，使用排列装置从传送装置系每次取出一组电芯按照与电芯固定框架相匹配的排列方式放置在等候测试区；
将所述电芯固定框架套设在所述等候测试区的电芯上，使所述电芯固定框架的上表面与所述电芯的上表面大致持平；
控制所述电芯固定框架的套环收缩以夹紧所述电芯；
将所述电芯固定框架及其所固定的电芯放入电芯测试装置中；
在所述电芯测试装置的上表面及下表面分别安装上电极板和下电极板；
通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试。
进一步的，在上述的电芯可靠性测试方法中，在通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试前，所述电芯处于亏电状态，通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试的步骤具体包括：
配置快充可靠性测试功率范围，所述快充可靠性测试功率范围的下限大于或等于所述电芯的快充功率标准范围的上限；
为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述快充可靠性测试功率范围内的快充可靠性测试功率，所述电芯的快充可靠性测试功率按其对应的通孔编号顺序依次递增；
接通每个通孔对应的上电极板和下电极板中各个电极的电源以使用所述快充可靠性测试功率对所述电芯进行充电；
使用所述电芯测试装置每个通孔内的温度传感器测量相应电芯在快充可靠性测试过程中的温度，直到所述电芯的电量充满或者所述电芯的温度到达临界值；
构建对应所述快充可靠性测试功率的温度相对于充电时间的变化曲线；
将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区；
使用风机对所述电芯测试装置进行降温处理。
进一步的，在上述的电芯可靠性测试方法中，为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述快充可靠性测试功率范围内的快充可靠性测试功率的步骤具体包括：
获取所述电芯测试装置内的电芯数量n；
获取所述快充可靠性测试功率范围的下限Ptmin以及上限Ptmax；
确定n个大于或等于所述快充可靠性测试功率范围的下限Ptmin且小于或等于所述快充可靠性测试功率范围的上限Ptmax的快充可靠性测试功率以按照所述电芯对应的通孔编号顺序为其配置所述n个快充可靠性测试功率中的一个。
进一步的，在上述的电芯可靠性测试方法中，确定n个大于或等于所述快充可靠性测试功率范围的下限Ptmin且小于或等于所述快充可靠性测试功率范围的上限Ptmax的快充可靠性测试功率以按照所述电芯对应的通孔编号顺序为其配置所述n个快充可靠性测试功率中的一个的步骤具体包括：
获取每个电芯对应的通孔编号i，其中i＝(1,2,…,n)；
将通孔编号为配置i的电芯的快充可靠性测试功率配置为
进一步的，在上述的电芯可靠性测试方法中，在将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区的步骤之后，还包括：
从所述降温区取出已完成降温的电芯固定框架及其所固定的另一组电芯放入所述电芯测试装置中；
在所述电芯测试装置的上表面及下表面分别安装上电极板和下电极板；
配置过充电压范围，所述过充电压范围的下限大于或等于所述电芯满电状态下的电压上限；
为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述过充电压范围内的过充可靠性测试电压，所述电芯的过充可靠性测试电压按其对应的通孔编号顺序依次递增；
接通每个通孔对应的上电极板和下电极板中各个电极的电源以使用预设的过充可靠性测试功率对所述电芯进行充电；
使用所述电芯测试装置每个通孔内的温度传感器测量相应电芯在过充可靠性测试过程中的温度，直到所述电芯的电压到达相应的过充可靠性测试电压或者所述电芯的温度到达临界值；
构建对应所述过充可靠性测试电压的温度相对于充电时间的变化曲线；
将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区；
使用风机对所述电芯测试装置进行降温处理。
进一步的，在上述的电芯可靠性测试方法中，为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述过充电压范围内的过充可靠性测试电压的步骤具体包括：
获取所述电芯测试装置内的电芯数量n；
获取所述过充可靠性测试电压范围的下限Vtmin以及上限Vtmax；
确定n个大于或等于所述过充可靠性测试电压范围的下限Vtmin且小于或等于所述过充可靠性测试电压范围的上限Vtmax的过充可靠性测试电压以按照所述电芯对应的通孔编号顺序为其配置所述n个过充可靠性测试电压中的一个。
进一步的，在上述的电芯可靠性测试方法中，对同一组电芯分别执行两轮快充可靠性测试以及过充可靠性测试，在第一轮快充可靠性测试以及过充可靠性测试中，采用所述电芯的快充可靠性测试功率按其对应的通孔编号顺序依次递增的方式对所述电芯执行快充可靠性测试，以及采用所述电芯的过充可靠性测试电压按其对应的通孔编号顺序依次递增的方式对所述电芯执行过充可靠性测试；在第二轮快充可靠性测试以及过充可靠性测试中，采用所述电芯的快充可靠性测试功率按其对应的通孔编号顺序依次递减的方式对所述电芯执行快充可靠性测试，以及采用所述电芯的过充可靠性测试电压按其对应的通孔编号顺序依次递减的方式对所述电芯执行过充可靠性测试。
进一步的，在上述的电芯可靠性测试方法中，还包括：
当检测到所述电芯的温度到达临界值时，确定所述电芯相应的通孔编号；
断开所述上电极板和所述上电极板相应通孔的电源；
打开所述上电极板相应通孔的盖子；
松开所述电芯固定框架相应通孔的套环的缩放组件以使所述电芯落入不合格电芯回收区。
本发明的第二方面提出了一种电芯可靠性测试设备，包括用于运输电芯的传送装置、用于固定电芯的电芯固定框架、用于将电芯从所述传送装置中取出并按照与所述电芯固定框架相匹配的排列方式放置在等候测试区的排列装置、用于对电芯进行可靠性测试的电芯测试装置、用于为所述电芯测试装置降温的风机以及用于为电芯提供充电电源的上电极板和下电极板，所述电芯固定框架包括若干个内径与电芯外径大致相等的套环和将所述套环固定连接的刚性连接件，所述套环内设有缩放组件，所述电芯测试装置包括用于放置电芯固定框架的凹槽、用于放置电芯的通孔以及设置于每个所述通孔内部的温度传感器，所述上电极板包括与所述通孔数量和位置相对应的第一电极和用于封闭通孔的上端的第一封闭结构，所述下电极板包括与所述通孔数量和位置相对应的第二电极和用于封闭通孔的下端的第二封闭结构，所述电芯可靠性测试设备还包括与所述上电极板和所述下电极板连接的电源装置以及用于对所述传送装置、所述排列装置、所述缩放组件、所述温度传器、所述电源装置以及所述风机进行控制的控制装置。
进一步的，在上述的电芯可靠性测试设备中，所述凹槽的尺寸与所述电芯固定框架的尺寸大致相等，所述电芯固定框架放入所述凹槽时其表面与所述电芯测试装置的表面大致持平，所述电芯测试装置、上电极板以及下电极板的本体由隔热材料制成，所述第一封闭结构和所述第二封闭结构为与所述通孔形状相匹配的密封胶条，所述上电极板与所述下电极板安装在所述电芯测试装置上表面及下表面时，相邻通孔之间被所述第一封闭结构和所述第二封闭结构相互隔离。
本发明提出一种电芯可靠性测试方法及测试设备，通过以对应电芯测试装置的通孔数量的电芯为一组，使用排列装置从传送装置系每次取出一组电芯按照与电芯固定框架相匹配的排列方式放置在等候测试区，将所述电芯固定框架套设在所述等候测试区的电芯上，使所述电芯固定框架的上表面与所述电芯的上表面大致持平，控制所述电芯固定框架的套环收缩以夹紧所述电芯，将所述电芯固定框架及其所固定的电芯放入电芯测试装置中，在所述电芯测试装置的上表面及下表面分别安装上电极板和下电极板，通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试，能够提高电芯测试效率、降低电芯测试成本。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的一种电芯可靠性测试方法的流程图；
图2是本发明一个实施例提供的一种电芯可靠性测试设备的示意框图。
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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施方式”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
下面参照附图来描述根据本发明一些实施方式提供的一种电芯可靠性测试方法及测试设备。
如图1所示，本发明的第一方面提出了一种电芯可靠性测试方法，包括：
以对应电芯测试装置的通孔数量的电芯为一组，使用排列装置从传送装置系每次取出一组电芯按照与电芯固定框架相匹配的排列方式放置在等候测试区；
将所述电芯固定框架套设在所述等候测试区的电芯上，使所述电芯固定框架的上表面与所述电芯的上表面大致持平；
控制所述电芯固定框架的套环收缩以夹紧所述电芯；
将所述电芯固定框架及其所固定的电芯放入电芯测试装置中；
在所述电芯测试装置的上表面及下表面分别安装上电极板和下电极板；
通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试。
具体的，设置在电芯的整个测试过程中与一组电芯配套使用的电芯固定框架，每个电芯固定框架包括若干个用于固定电芯的套环以及将所述套环固定连接的刚性连接件，通过所述刚性连接件将所述套环构建为与所述电芯测试装置中的通孔相对应的排列方式。例如，当所述电芯测试装置中的通孔为横竖等距排列的矩阵结构时，所述电芯固定框架的套环以及所述等候测试区的每组电芯同样为横竖等距排列的矩阵结构，每一组电芯的数量、每个所述电芯固定框架中的套环数量均与所述电芯测试装置中的通孔数量相等，使得所述电芯固定框架可以直接从所述等候测试区抓取相应数量的电芯直接放入所述电芯测试装置中。在本发明的技术方案中，通过设置可以重复利用的电芯固定框架对电芯进行固定后，跟随电芯放入所述电芯测试装置中进行测试，通过电芯固定框架中的缩放组件对电芯进行固定或松开，从而可以实现电芯的批量测试，同时保持合格电芯测试全程被固定在所述电芯固定框架中，以及实现通过松开所述缩放组件以剔除测试结果不合格的电芯，能够有效提高电芯的测试效率，降低电芯的测试成本。
在上述的电芯可靠性测试方法中，在通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试前，所述电芯处于亏电状态，通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试的步骤具体包括：
配置快充可靠性测试功率范围，所述快充可靠性测试功率范围的下限大于或等于所述电芯的快充功率标准范围的上限；
为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述快充可靠性测试功率范围内的快充可靠性测试功率，所述电芯的快充可靠性测试功率按其对应的通孔编号顺序依次递增；
接通每个通孔对应的上电极板和下电极板中各个电极的电源以使用所述快充可靠性测试功率对所述电芯进行充电；
使用所述电芯测试装置每个通孔内的温度传感器测量相应电芯在快充可靠性测试过程中的温度，直到所述电芯的电量充满或者所述电芯的温度到达临界值；
构建对应所述快充可靠性测试功率的温度相对于充电时间的变化曲线；
将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区；
使用风机对所述电芯测试装置进行降温处理。
在上述的电芯可靠性测试方法中，在构建对应所述快充可靠性测试功率的温度相对于充电时间的变化曲线的步骤之后，还包括：
对对应所述快充可靠性测试功率的温度相对于充电时间的变化曲线进行分析；
确定所述变化曲线中是否存在温升异常情况；
当发现所述变化曲线中存在温升异常情况时，确定相应的电芯为不合格电芯。
在上述的电芯可靠性测试方法中，确定所述变化曲线中是否存在温升异常情况的步骤具体包括：
获取所述电芯在快充可靠性测试过程中的温度测量周期Δt；
获取所述电芯在快充可靠性测试过程中的每一次温度测量结果Ti，其中i＝(1,2,…mj)，mj为通孔编号为j的电芯的温度变化曲线上的温度测量点的数量；
计算所述变化曲线上每两个相邻温度测量点间的温升角度
计算所述变化曲线上每两个相邻测量周期之间的温升角度差
当所述温升角度差Δθi大于预设值时，确定所述变化曲线中存在温升异常情况。
采用上述实施方式的技术方案，为每个通孔的电芯配置不同的快充可靠性测试功率，且这些快充可靠性测试功率均大于或等于所述电芯的快充功率标准范围的上限，在将处于亏电状态的电芯充至满电的过程中对其温度进行监测，以相对于正常快充功率更高的充电功率对电芯进行充电以测试其可靠性，从而可以发现在快充过程中容易发生热失控的电芯，将其确定为容易发生热失控的不合格电芯，同时能够根据测试结果分析得到容易发生热失控的快充功率范围。
在上述的电芯可靠性测试方法中，为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述快充可靠性测试功率范围内的快充可靠性测试功率的步骤具体包括：
获取所述电芯测试装置内的电芯数量n；
获取所述快充可靠性测试功率范围的下限Ptmin以及上限Ptmax；
确定n个大于或等于所述快充可靠性测试功率范围的下限Ptmin且小于或等于所述快充可靠性测试功率范围的上限Ptmax的快充可靠性测试功率以按照所述电芯对应的通孔编号顺序为其配置所述n个快充可靠性测试功率中的一个。
优选的，在上述实施方式的技术方案中，将同一生产批次的电芯划分到同一组中进行测试，即所述排列装置每一次从所述传送装置中取出同一生产批次的电芯作为一组放置在等候测试区，使得同一电芯固定框架中所固定的电芯均为同一生产批次的电芯。采用上述实施方式的技术方案，对同一生产批次的电芯分别使用不同的快充功率测试其可靠性，能够准确反映同一生产批次的电芯在不同快充功率下进行快充的可靠性情况。
在上述的电芯可靠性测试方法中，确定n个大于或等于所述快充可靠性测试功率范围的下限Ptmin且小于或等于所述快充可靠性测试功率范围的上限Ptmac的快充可靠性测试功率以按照所述电芯对应的通孔编号顺序为其配置所述n个快充可靠性测试功率中的一个的步骤具体包括：
获取每个电芯对应的通孔编号i，其中i＝(1,2,…,n)；
将通孔编号为配置i的电芯的快充可靠性测试功率配置为
在电芯的实际使用过程中，为了保证充电安全，一般符合安全标准的充电器都会使用快充功率标准范围内的充电功率对电芯进行充电，即便是使用劣质充电器或者由于异常情况导致的充电功率异常升高，其充电功率也不会长时间保持在超出所述快充功率标准范围的功率值上，因此快充功率超出所述快充功率标准范围越多，其在日常使用过程中存在的可能性越小，对其进行可靠性测试的必要性越低。反之，快充功率超出所述快充功率标准范围越少，其在日常使用过程中存在的可能性越大，对其进行可靠性测试的必要性越高。采用上述实施方式的技术方案，在所述快充可靠性测试功率范围中邻近于所述快充可靠性测试功率范围的下限Ptmin的功率值处配置较为密集的测试点，离所述快充可靠性测试功率范围的下限Ptmin越远，配置的测试点越少。
在上述的电芯可靠性测试方法中，在将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区的步骤之后，还包括：
从所述降温区取出已完成降温的电芯固定框架及其所固定的另一组电芯放入所述电芯测试装置中；
在所述电芯测试装置的上表面及下表面分别安装上电极板和下电极板；
配置过充电压范围，所述过充电压范围的下限大于或等于所述电芯满电状态下的电压上限；
为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述过充电压范围内的过充可靠性测试电压，所述电芯的过充可靠性测试电压按其对应的通孔编号顺序依次递增；
接通每个通孔对应的上电极板和下电极板中各个电极的电源以使用预设的过充可靠性测试功率对所述电芯进行充电；
使用所述电芯测试装置每个通孔内的温度传感器测量相应电芯在过充可靠性测试过程中的温度，直到所述电芯的电压到达相应的过充可靠性测试电压或者所述电芯的温度到达临界值；
构建对应所述过充可靠性测试电压的温度相对于充电时间的变化曲线；
将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区；
使用风机对所述电芯测试装置进行降温处理。
在上述实施方式的技术方案中，当一组电芯完成快充可靠性测试后，在其被放置到降温区等待降温的过程中，将另一组已经完成降温的电芯放入电芯测试装置进行过充可靠性测试，即将电芯充至超出正常满电范围的电压以测试电芯在不同过充电压下的热失控情况即其过充可靠性，实现同一电芯测试装置的快充可靠性测试和过充可靠性测试能够无缝衔接，提高电芯的可靠性测试效率。
在上述的电芯可靠性测试方法中，为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述过充电压范围内的过充可靠性测试电压的步骤具体包括：
获取所述电芯测试装置内的电芯数量n；
获取所述过充可靠性测试电压范围的下限Vtmin以及上限Vtmax；
确定n个大于或等于所述过充可靠性测试电压范围的下限Vtmin且小于或等于所述过充可靠性测试电压范围的上限Vtmax的过充可靠性测试电压以按照所述电芯对应的通孔编号顺序为其配置所述n个过充可靠性测试电压中的一个。
在上述的电芯可靠性测试方法中，确定n个大于或等于所述过充可靠性测试电压范围的下限Vtmin且小于或等于所述过充可靠性测试电压范围的上限Vtmax的过充可靠性测试电压以按照所述电芯对应的通孔编号顺序为其配置所述n个过充可靠性测试电压中的一个的步骤具体包括：
获取每个电芯对应的通孔编号i，其中i＝(1,2,…,n)；
将通孔编号为配置i的电芯的快充可靠性测试功率配置为
同样的，在上述实施方式的技术方案中，将同一生产批次的电芯划分到同一组中进行测试，对同一批次的电芯分别使用不同的过充电压测试其可靠性，能够准确反映电芯在不同过充电压下的过充可靠性情况。同时，基于与前述快充可靠性测度的测试功率配置方案相同的理由，在所述过充可靠性测试功率范围中邻近于所述过充可靠性测试功率范围的下限Vtmin的功率值处配置较为密集的测试点，离所述过充可靠性测试功率范围的下限Vtmin越远，配置的测试点越少。
在上述的电芯可靠性测试方法中，对同一组电芯分别执行两轮快充可靠性测试以及过充可靠性测试，在第一轮快充可靠性测试以及过充可靠性测试中，采用所述电芯的快充可靠性测试功率按其对应的通孔编号顺序依次递增的方式对所述电芯执行快充可靠性测试，以及采用所述电芯的过充可靠性测试电压按其对应的通孔编号顺序依次递增的方式对所述电芯执行过充可靠性测试；在第二轮快充可靠性测试以及过充可靠性测试中，采用所述电芯的快充可靠性测试功率按其对应的通孔编号顺序依次递减的方式对所述电芯执行快充可靠性测试，以及采用所述电芯的过充可靠性测试电压按其对应的通孔编号顺序依次递减的方式对所述电芯执行过充可靠性测试。
除了部分电芯由于特殊原因例如部分生产物料不合格，或者生产过程中出现瞬时异常等导致存在个体差异外，同一生产批次的电芯一般具有较为相近的物理参数，在这种情况下，对其中一个电芯进行可靠性测试往往能够代表同一生产批次的大部分电芯的可靠性情况。而由于电芯在不同的快充功率下或者在不同的过充电压下，电芯个体可靠性情况可能会有不同的表现，在只做一轮快充测试有过充测试的情况下，部分电芯仅在相对较低的快充功率和过充电压下执行可靠性测试，另一部分电芯则仅在相对较高的快充功率和过充电压下执行可靠性测试，使得在不同的快充功率或者不同的过充电压下的电芯个体可靠性差异无法充分体现。采用上述实施方式的技术方案，以电芯在所述电芯测试装置中的通孔编号为快充可靠性测试功率和过充可靠性测试电压的配置依据，以正序和逆序方式配置快充功率和过充电压，使得电芯测试结果更加均衡，充分反映同一批次电芯的快充可靠性和过充可靠性的同时，也能发现部分电芯在不同快充功率和过充电压下的个体可靠性差异。
在上述的电芯可靠性测试方法中，还包括：
当检测到所述电芯的温度到达临界值时，确定所述电芯相应的通孔编号；
断开所述上电极板和所述上电极板相应通孔的电源；
打开所述上电极板相应通孔的盖子；
松开所述电芯固定框架相应通孔的套环的缩放组件以使所述电芯落入不合格电芯回收区。
在上述实施方式的技术方案中，当检测到所述电芯的温度到达临界值时，确定所述电芯在测试过程中发生温度异常情况，测试过程中温度异常的电芯为未通过热失控可靠性测试的电芯，将其视为不合格电芯剔除至不合格电芯回收区。所述电芯测试装置的通孔的内径略大于电芯的外径，使得当所述电芯固定框架的缩放组件松开所述电芯且所述下电极板的盖子打开时，所述电芯在重力的作用下落入所述不合格电芯回收区。
在上述的电芯可靠性测试方法中，在完成所述电芯的过充可靠性测试，将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区的步骤之后，还包括：
从所述降温区取出已完成降温的电芯固定框架及其所固定的另一组电芯放入所述电芯测试装置中；
在所述电芯测试装置的上表面及下表面分别安装上电极板和下电极板；
配置过放电压范围，所述过放电压范围的上限小于或等于所述电芯放电终止电压；
为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述过放电压范围内的过放可靠性测试电压，所述电芯的过放可靠性测试电压按其对应的通孔编号顺序依次递减；
将每个通孔对应的上电极板和下电极板中各个电极接入预设的放电负载对所述电芯进行放电；
在所述电芯的电压到达所述放电终止电压后，使用所述电芯测试装置每个通孔内的温度传感器测量相应电芯在过放可靠性测试过程中的温度，直到所述电芯的电压到达相应的过放可靠性测试电压或者所述电芯的温度到达临界值；
构建对应所述过放可靠性测试电压的温度相对于充电时间的变化曲线；
将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区；
使用风机对所述电芯测试装置进行降温处理。
在上述的电芯可靠性测试方法中，还包括对所述电芯测试装置中的电芯执行冲击可靠性测试、震动可靠性测试、针刺可靠性测试以及挤压可靠性测试的步骤。
如图2所示，本发明的第二方面提出了一种电芯可靠性测试设备，包括用于运输电芯的传送装置、用于固定电芯的电芯固定框架、用于将电芯从所述传送装置中取出并按照与所述电芯固定框架相匹配的排列方式放置在等候测试区的排列装置、用于对电芯进行可靠性测试的电芯测试装置、用于为所述电芯测试装置降温的风机以及用于为电芯提供充电电源的上电极板和下电极板，所述电芯固定框架包括若干个内径与电芯外径大致相等的套环和将所述套环固定连接的刚性连接件，所述套环内设有缩放组件，所述电芯测试装置包括用于放置电芯固定框架的凹槽、用于放置电芯的通孔以及设置于每个所述通孔内部的温度传感器，所述上电极板包括与所述通孔数量和位置相对应的第一电极和用于封闭通孔的上端的第一封闭结构，所述下电极板包括与所述通孔数量和位置相对应的第二电极和用于封闭通孔的下端的第二封闭结构，所述电芯可靠性测试设备还包括与所述上电极板和所述下电极板连接的电源装置以及用于对所述传送装置、所述排列装置、所述缩放组件、所述温度传器、所述电源装置以及所述风机进行控制的控制装置。
进一步的，所述缩放组件在通电状态下可以根据所述控制器发送的控制信号在收缩状态和松开状态间进行切换，并在电源断开时保持为电源断开前的状态。例如，所述缩放组件在电源断开前处于收缩状态固定电芯，在断开电源前未接收到切换至松开状态的控制信号时，在断开电源后保持为收缩状态，使得电芯被持续固定在相应套环处。所述电芯可靠性测试设备还包括用于转移所述电芯固定框架的机械臂，所述电芯固定框架表面设置有与所述缩放组件电连接的电源触点与控制信号触点，用于转移所述电芯固定框架的机械臂以及所述上电极板的下表面设置有与所述电源触点、所述控制信号触点相对应的电源接口及控制信号接口，在所述机械臂夹取所述电芯固定框架时，或者在所述上电极板安装到所述电芯测试装置上表面时，所述电源接口、控制信号接口与所述电芯固定框架上的电源触点、控制信号触点连接，使得所述电源装置能够为所述缩放组件供电以及所述控制器能够向所述缩放组件发送控制信号。
在上述的电芯可靠性测试设备中，所述凹槽的尺寸与所述电芯固定框架的尺寸大致相等，所述电芯固定框架放入所述凹槽时其表面与所述电芯测试装置的表面大致持平，所述电芯测试装置、上电极板以及下电极板的本体由隔热材料制成，所述第一封闭结构和所述第二封闭结构为与所述通孔形状相匹配的密封胶条，所述上电极板与所述下电极板安装在所述电芯测试装置上表面及下表面时，相邻通孔之间被所述第一封闭结构和所述第二封闭结构相互隔离。
进一步的，所述密封胶条呈环状结构，所述密封胶条的内径略大于电芯的外径，在所述上电极板和所述下电极板安装到电芯测试装置表面时，所述密封胶条包围电芯的上端和下端，所述电芯固定框架放入凹槽内后将凹槽填满，结合密封胶条的设置，通孔内的热量不会通过凹槽散发到相邻通孔。通过所述密封胶条以及所述电芯固定框架的设置，将不同通孔内的电芯相互热隔离，使电芯温度的测量不会受到相邻通孔内的电芯温度的影响。
进一步的，所述电芯测试装置还包括设置在所述通孔内的缩放组件，所述控制器与所述通孔内的缩放组件电连接用于控制所述缩放组件高速或低速收缩以对通孔内的电芯执行冲击可靠性测试或挤压可靠性测试。所述电芯测试装置还包括设置在所述通孔内的针刺组件，所述控制器与所述通孔内的针刺组件电连接用于控制所述针刺组件对通孔内的电芯执行针刺可靠性测试。
本发明提出一种电芯可靠性测试方法及测试设备，通过以对应电芯测试装置的通孔数量的电芯为一组，使用排列装置从传送装置系每次取出一组电芯按照与电芯固定框架相匹配的排列方式放置在等候测试区，将所述电芯固定框架套设在所述等候测试区的电芯上，使所述电芯固定框架的上表面与所述电芯的上表面大致持平，控制所述电芯固定框架的套环收缩以夹紧所述电芯，将所述电芯固定框架及其所固定的电芯放入电芯测试装置中，在所述电芯测试装置的上表面及下表面分别安装上电极板和下电极板，通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试，能够提高电芯测试效率、降低电芯测试成本。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示所述实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，所述实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述所述实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种电芯可靠性测试方法，其特征在于，包括：
以对应电芯测试装置的通孔数量的电芯为一组，使用排列装置从传送装置系每次取出一组电芯按照与电芯固定框架相匹配的排列方式放置在等候测试区；
将所述电芯固定框架套设在所述等候测试区的电芯上，使所述电芯固定框架的上表面与所述电芯的上表面持平；
控制所述电芯固定框架的套环收缩以夹紧所述电芯；
将所述电芯固定框架及其所固定的电芯放入电芯测试装置中；
在所述电芯测试装置的上表面及下表面分别安装上电极板和下电极板；
通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试；
在通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试前，所述电芯处于亏电状态，通过所述电芯测试装置对所述电芯进行可靠性测试的步骤具体包括：
配置快充可靠性测试功率范围，所述快充可靠性测试功率范围的下限大于或等于所述电芯的快充功率标准范围的上限；
为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述快充可靠性测试功率范围内的快充可靠性测试功率，所述电芯的快充可靠性测试功率按其对应的通孔编号顺序依次递增；
接通每个通孔对应的上电极板和下电极板中各个电极的电源以使用所述快充可靠性测试功率对所述电芯进行充电；
使用所述电芯测试装置每个通孔内的温度传感器测量相应电芯在快充可靠性测试过程中的温度，直到所述电芯的电量充满或者所述电芯的温度到达临界值；
构建对应所述快充可靠性测试功率的温度相对于充电时间的变化曲线；
将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区；
使用风机对所述电芯测试装置进行降温处理。
2.根据权利要求1所述的电芯可靠性测试方法，其特征在于，为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述快充可靠性测试功率范围内的快充可靠性测试功率的步骤具体包括：
获取所述电芯测试装置内的电芯数量
；
获取所述快充可靠性测试功率范围的下限
以及上限/>
；
确定
个大于或等于所述快充可靠性测试功率范围的下限/>
且小于或等于所述快充可靠性测试功率范围的上限/>
的快充可靠性测试功率以按照所述电芯对应的通孔编号顺序为其配置所述/>
个快充可靠性测试功率中的一个。
3.根据权利要求2所述的电芯可靠性测试方法，其特征在于，确定
个大于或等于所述快充可靠性测试功率范围的下限/>
且小于或等于所述快充可靠性测试功率范围的上限
的快充可靠性测试功率以按照所述电芯对应的通孔编号顺序为其配置所述/>
个快充可靠性测试功率中的一个的步骤具体包括：
获取每个电芯对应的通孔编号
，其中/>
的取值范围为1到/>
；
将通孔编号为配置
的电芯的快充可靠性测试功率配置为
。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电芯可靠性测试方法，其特征在于，在将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区的步骤之后，还包括：
从所述降温区取出已完成降温的电芯固定框架及其所固定的另一组电芯放入所述电芯测试装置中；
在所述电芯测试装置的上表面及下表面分别安装上电极板和下电极板；
配置过充电压范围，所述过充电压范围的下限大于或等于所述电芯满电状态下的电压上限；
为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述过充电压范围内的过充可靠性测试电压，所述电芯的过充可靠性测试电压按其对应的通孔编号顺序依次递增；
接通每个通孔对应的上电极板和下电极板中各个电极的电源以使用预设的过充可靠性测试功率对所述电芯进行充电；
使用所述电芯测试装置每个通孔内的温度传感器测量相应电芯在过充可靠性测试过程中的温度，直到所述电芯的电压到达相应的过充可靠性测试电压或者所述电芯的温度到达临界值；
构建对应所述过充可靠性测试电压的温度相对于充电时间的变化曲线；
将所述电芯固定框架及其所固定的电芯从所述电芯测试装置中取出放置在降温区；
使用风机对所述电芯测试装置进行降温处理。
5.根据权利要求4所述的电芯可靠性测试方法，其特征在于，为所述电芯测试装置中每个通孔的电芯配置所述过充电压范围内的过充可靠性测试电压的步骤具体包括：
获取所述电芯测试装置内的电芯数量
；
获取所述过充可靠性测试电压范围的下限
以及上限/>
；
确定
个大于或等于所述过充可靠性测试电压范围的下限/>
且小于或等于所述过充可靠性测试电压范围的上限/>
的过充可靠性测试电压以按照所述电芯对应的通孔编号顺序为其配置所述/>
个过充可靠性测试电压中的一个。
6.根据权利要求4所述的电芯可靠性测试方法，其特征在于，对同一组电芯分别执行两轮快充可靠性测试以及过充可靠性测试，在第一轮快充可靠性测试以及过充可靠性测试中，采用所述电芯的快充可靠性测试功率按其对应的通孔编号顺序依次递增的方式对所述电芯执行快充可靠性测试，以及采用所述电芯的过充可靠性测试电压按其对应的通孔编号顺序依次递增的方式对所述电芯执行过充可靠性测试；在第二轮快充可靠性测试以及过充可靠性测试中，采用所述电芯的快充可靠性测试功率按其对应的通孔编号顺序依次递减的方式对所述电芯执行快充可靠性测试，以及采用所述电芯的过充可靠性测试电压按其对应的通孔编号顺序依次递减的方式对所述电芯执行过充可靠性测试。
7.根据权利要求4所述的电芯可靠性测试方法，其特征在于，还包括：
当检测到所述电芯的温度到达临界值时，确定所述电芯相应的通孔编号；
断开所述上电极板和所述上电极板相应通孔的电源；
打开所述上电极板相应通孔的盖子；
松开所述电芯固定框架相应通孔的套环的缩放组件以使所述电芯落入不合格电芯回收区。
8.一种电芯可靠性测试设备，其特征在于，包括用于运输电芯的传送装置、用于固定电芯的电芯固定框架、用于将电芯从所述传送装置中取出并按照与所述电芯固定框架相匹配的排列方式放置在等候测试区的排列装置、用于对电芯进行可靠性测试的电芯测试装置、用于为所述电芯测试装置降温的风机以及用于为电芯提供充电电源的上电极板和下电极板，所述电芯固定框架包括若干个内径与电芯外径相等的套环和将所述套环固定连接的刚性连接件，所述套环内设有缩放组件，所述电芯测试装置包括用于放置电芯固定框架的凹槽、用于放置电芯的通孔以及设置于每个所述通孔内部的温度传感器，所述上电极板包括与所述通孔数量和位置相对应的第一电极和用于封闭通孔的上端的第一封闭结构，所述下电极板包括与所述通孔数量和位置相对应的第二电极和用于封闭通孔的下端的第二封闭结构，所述电芯可靠性测试设备还包括与所述上电极板和所述下电极板连接的电源装置以及用于对所述传送装置、所述排列装置、所述缩放组件、所述温度传器、所述电源装置以及所述风机进行控制的控制装置。
9.根据权利要求8所述的电芯可靠性测试设备，其特征在于，所述凹槽的尺寸与所述电芯固定框架的尺寸相等，所述电芯固定框架放入所述凹槽时其表面与所述电芯测试装置的表面持平，所述电芯测试装置、上电极板以及下电极板的本体由隔热材料制成，所述第一封闭结构和所述第二封闭结构为与所述通孔形状相匹配的密封胶条，所述上电极板与所述下电极板安装在所述电芯测试装置上表面及下表面时，相邻通孔之间被所述第一封闭结构和所述第二封闭结构相互隔离。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211275532.7A CN115639475B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种电芯可靠性测试方法及测试设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211275532.7A CN115639475B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种电芯可靠性测试方法及测试设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115639475A CN115639475A (zh) | 2023-01-24 |
| CN115639475B true CN115639475B (zh) | 2023-06-27 |
Family
ID=84944297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211275532.7A Active CN115639475B (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种电芯可靠性测试方法及测试设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115639475B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110436181A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-12 | 惠州市恒泰科技股份有限公司 | 锂电池卷芯测试转移设备 |
| CN114895199A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-12 | 惠州市贵航新能源有限公司 | 一种电芯加工用测试装置及测试方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5966014A (en) * | 1997-10-17 | 1999-10-12 | Zhang; Chaojiong | System for simultaneously testing a plurality of batteries for multiple operating specifications |
| KR101937995B1 (ko) * | 2015-06-04 | 2019-01-11 | 주식회사 엘지화학 | 전지팩 기능 검사장치 |
| CN205910326U (zh) * | 2016-08-17 | 2017-01-25 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种快速检测电池组中电芯电压的装置 |
| CN206248798U (zh) * | 2016-12-05 | 2017-06-13 | 东莞市天蓝智能装备有限公司 | 一种锂电池检测装置 |
| CN106802395A (zh) * | 2017-02-21 | 2017-06-06 | 山东玉皇新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池内部电池热测试装置 |
| CN107677174A (zh) * | 2017-08-29 | 2018-02-09 | 深圳市比克动力电池有限公司 | 电池自动检测装置及通规组件在电池检测装置中的应用 |
| CN207637947U (zh) * | 2017-12-25 | 2018-07-20 | 华霆（合肥）动力技术有限公司 | 热失稳检测装置及电池模组系统 |
| CN208516408U (zh) * | 2018-07-18 | 2019-02-19 | 广州果米之家物联网有限公司 | 一种送货机器人的辅助承托结构 |
| CN109551138A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-04-02 | 上海君屹工业自动化股份有限公司 | 多功能一体化电芯模组夹爪装置 |
| CN109570074A (zh) * | 2019-01-10 | 2019-04-05 | 深圳市海盈科技有限公司 | 一种筛选软包装电芯压降不良的系统及方法 |
| CN213122216U (zh) * | 2020-08-24 | 2021-05-04 | 河南速达电动汽车科技有限公司 | 一种用于测试单体电芯的定位组件 |
| CN213124542U (zh) * | 2020-10-12 | 2021-05-04 | 深圳市卓讯达科技发展有限公司 | 一种兼容性稳定的通用bms电芯配电装置 |
| CN112557921B (zh) * | 2020-11-23 | 2024-04-02 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 一种电池充放电测试方法、装置、设备及存储介质 |
-
2022
- 2022-10-18 CN CN202211275532.7A patent/CN115639475B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110436181A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-12 | 惠州市恒泰科技股份有限公司 | 锂电池卷芯测试转移设备 |
| CN114895199A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-12 | 惠州市贵航新能源有限公司 | 一种电芯加工用测试装置及测试方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115639475A (zh) | 2023-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103283062B (zh) | 用于管理电池组的装置和方法 | |
| WO2017095066A1 (ko) | 언노운 방전 전류에 의한 배터리 셀의 불량 검출 장치 및 방법 | |
| CN1269256C (zh) | 用于便携设备中电源的电池组 | |
| CN102027655A (zh) | 用于检测电池或电容串联组中的电池单元充电状态和放电状态的散度的方法 | |
| CN111123120B (zh) | 一种锂离子电池自放电电流的测定方法 | |
| US7612540B2 (en) | Lithium-ion battery diagnostic and prognostic techniques | |
| CN108363016B (zh) | 基于人工神经网络的电池微短路定量诊断方法 | |
| CN105518473A (zh) | 用于检测充放电器的充电电流精度的装置 | |
| CN107884720B (zh) | 用于电池模组漏焊检测的检测方法以及检测装置 | |
| CN113659245A (zh) | 一种电化学装置加热方法、电化学装置及用电设备 | |
| CN113238158A (zh) | 一种检测动力电池包中电芯一致性的方法 | |
| CN104198943B (zh) | 一种锂电池包性能检测方法及系统 | |
| CN103872727B (zh) | 一种锂离子动力电池最大使用电流的确定方法 | |
| CN113093056B (zh) | 电芯内短路点位置确定方法 | |
| CN105244535B (zh) | 一种锂离子二次电池的分选方法 | |
| CN115639475B (zh) | 一种电芯可靠性测试方法及测试设备 | |
| CN103033693A (zh) | 一种移动终端充电测试系统及方法 | |
| US11296366B2 (en) | Apparatus, method and battery pack for detecting fault of electrical conductor | |
| JP2014050269A (ja) | 組電池の均等充電システム | |
| CN111316467A (zh) | 电池及其电芯配组和充电方法、可移动平台、充电器 | |
| KR20230120853A (ko) | 배터리 셀 균등화 과정 분석을 통한 셀간 불균형도 추정 방법 및 이를 이용한 에너지관리시스템 | |
| CN113471557A (zh) | 一种退役动力电池梯次利用成agv电池的方法 | |
| CN102324589A (zh) | 一种带有嵌入式参数传感器的智能密封阀控铅酸蓄电池 | |
| CN112540315B (zh) | 一种电池过放电程度检测方法 | |
| KR20210014343A (ko) | 전기자동차용 직렬연결 배터리 셀의 균등 충전장치 및 이를 이용한 균등 충전 제어방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |