DE3640738C1

DE3640738C1 - Method and device for testing accumulators

Info

Publication number: DE3640738C1
Application number: DE3640738A
Authority: DE
Inventors: Gerd Dr-Ing Poesch; Gustav Dipl-Ing Rust
Original assignee: Deta Akkumulatorenwerk GmbH
Current assignee: Deta Akkumulatorenwerk GmbH
Priority date: 1986-11-28
Filing date: 1986-11-28
Publication date: 1988-04-07

Abstract

Accumulators constructed from a number of cells which are filled with a liquid electrolyte can be tested for the presence of leaks between the pole plates of a cell by measuring the temperature of the electrolyte in each cell and isolating the relevant accumulator if the measurement value of one cell deviates from a mean value over the cells of the accumulator.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von aus mehreren Zellen aufgebauten Akkumulatoren, deren Zellen mit einem flüssigen Elektrolyten gefüllt sind, auf das Vorhandensein von Feinschlüssen zwischen den Polplatten einer Zelle. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Sicherung der Qualität der Akkumulator-Herstellung werden die Akkumulatoren an bekannten Prüfgeräten einer Abschlußprüfung unterzogen, um fehlerhafte Akkumulatoren auszusondern. So ist es bekannt, die Schweißverbindung von Akkumulatorplatten durch die Zellenwände hindurch mit Hilfe einer Widerstandsmessung zu überprüfen und die Akkumulatoren einem Hochstromtest zu unterwerfen, um Kurzschlüsse innerhalb der Zellen aufzufinden.The invention relates to a method for testing accumulators made up of several cells, the cells of which are filled with a liquid electrolyte, for the presence of fine contacts between the pole plates of a cell. The invention further relates to an apparatus for performing the method.
To ensure the quality of the accumulator production, the accumulators are subjected to a final test on known test devices in order to separate out defective accumulators. It is known to check the weld connection of battery plates through the cell walls with the aid of a resistance measurement and to subject the batteries to a high current test in order to find short circuits within the cells.

Ein typischer Fehler, der bei der Herstellung von Akkumulatoren auftreten kann, sind sogenannte "Feinschlüsse", die zu einem sehr geringen und mit üblichen Meßmethoden nicht feststellbaren Stromfluß zwischen den Platten einer Zelle führen und längerfristig eine Entladung der Zelle bewirken. Diese Feinschlüsse sind insbesondere nach einem Ladevorgang, wie z. B. der Blockkastenformation, mit bekannten Meßmethoden, einschließlich des Hochstromtests (z. B. mit Hochstrom-Belastungsprüfer HT 2000 der Hadi-Offermann Maschinenbau GmbH), nicht auffindbar. Es kann daher vorkommen, daß durch die Endprüfung gelaufene Akkumulatoren beim Endabnehmer aufgrund der bis dahin verstrichenen Standzeit eine entladene Zelle aufwiesen, und daher zurückgegeben werden mußten.A typical mistake in the manufacture of batteries can occur are so-called "fine conclusions" that lead to a very low and not detectable with conventional measurement methods Conduct current flow between the plates of a cell and cause a long-term discharge of the cell. These fine conclusions are especially after a loading process, such as. B. the block box formation, using known measurement methods, including of High current tests (e.g. with HT 2000 high current load tester Hadi-Offermann Maschinenbau GmbH), cannot be found. It can therefore occur that accumulators passed through the final test at the end customer due to the service life that has elapsed until then had an unloaded cell and are therefore returned had to.

Beispielsweise durch die DE-PS 33 21 814 ist es bekannt, zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Batterie bei kurzzeitiger Höchstbelastung die Temperatur der Batterie zu bestimmen. Eine Feinschlußprüfung ist hiermit weder vorgesehen noch möglich.For example, from DE-PS 33 21 814 it is known for assessment the performance of the battery for a short time Maximum load to determine the temperature of the battery. A A final check is hereby neither provided nor possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die automatische Prüfung der Akkumulatoren auf Feinschlüsse in einer oder mehreren Zellen des Akkumulators zu ermöglichen.The invention has for its object the automatic Checking the accumulators for fine faults in one or more To enable cells of the accumulator.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß die Temperatur des Elektrolyten in jeder Zelle gemessen und eine Abweichung des Meßwertes einer Zelle von einem Mittelwert über die Zellen des Akkumulators zur Aussonderung des betreffenden Akkumulators führt.This task is carried out in a method of the type mentioned at the beginning solved in that the temperature of the electrolyte in each Cell measured and a deviation of the measured value of a cell from an average over the cells of the accumulator for rejection of the battery in question.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein Feinschluß, beispielsweise ein Widerstand in der Größenordnung von 10 Ohm zwischen der positiven und der negativen Platte einer Zelle, zu einer signifikanten Änderung der Temperatur des Elektrolyten in dieser Zelle führt.The invention is based on the knowledge that a fine conclusion, for example a resistor on the order of 10 ohms between the positive and negative plates of a cell, too a significant change in the temperature of the electrolyte in this cell leads.

Beim Vorhandensein eines Feinschlusses erhöht sich die Temperatur des Elektrolyten in der betreffenden Zelle.If there is a fine circuit, the temperature increases of the electrolyte in the cell in question.

Zweckmäßigerweise wird zur Mittelwertbildung wenigstens der höchste gemessene Temperaturwert für die Zellen eines Akkumulators nicht herangezogen. Es hat sich bewährt, zur Mittelwertbildung die beiden höchsten Temperaturwerte bei Akkumulatoren mit sechs Zellen oder bei größeren Akkumulatoren die drei größten Temperaturwerte nicht heranzuziehen, um signifikante Abweichungswerte zu erhalten. Die Nichtberücksichtigung mehrerer höchster Temperaturwerte erfolgt deshalb, weil bei einem Feinschluß in einer Zelle die dadurch entstehende Temperaturerhöhung auf die Nachbarzellen aufgrund der Wärmeleitung ausstrahlt. Dennoch sind die signifikanten Temperaturabweichungen auch nach längerer Standzeit des Akkumulators deutlich meßbar.At least the. Is expediently used for averaging highest measured temperature value for the cells of an accumulator not used. It has proven itself for averaging the two highest temperature values for accumulators six cells or, in the case of larger accumulators, the three largest Temperature values should not be used for significant deviation values to obtain. Disregarding several highest Temperature values occur because in the event of a fine fault in the resulting cell Temperature increase on the neighboring cells due to the heat conduction broadcasts. Nevertheless, the significant temperature deviations even after the battery has been standing for a long time clearly measurable.

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft vorzugsweise so ab, daß bei einer ersten Prüfung die Akkumulatoren ausgesondert werden, bei denen eine signifikante, einen bestimmten Toleranzwert überschreitende Temperaturabweichung in einer Zelle von dem Mittelwert festgestellt wird. Dieser Akkumulator wird nach einer gewissen Standzeit von einigen Stunden erneut geprüft. Wird die Temperaturabweichung erneut festgestellt, gilt der Feinschluß als nachgewisen und der Akkumulator wird als fehlerhaft weiterbehandelt.The process according to the invention preferably proceeds in such a way that the batteries are discarded in a first test, where a significant, a certain tolerance value temperature deviation in a cell is determined from the mean. This accumulator will reappear after a period of a few hours checked. If the temperature deviation is determined again, the fine circuit is deemed to be proven and the accumulator is treated as faulty.

Der Bedarf nach einer Feinschluß-Prüfung besteht in der Produktion bereits nach einer relativ kurzen Zeit von wenigen Stunden nach einem Ladevorgang, wie z. B. der Blockkastenformation oder dem Auffüllen von Akkumulatoren mit vorgeladenen Platten. Nach dem Ladevorgang der Blockkastenformation ist der Elektrolytstand in den Zellen regelmäßig ungleichmäßig hoch. Es besteht daher die Möglichkeit, daß der Elektrolyt sich nur noch zwischen den Zellenplatten befindet und daher seine Temperatur, die nur oberhalb der Zellenplatten gemessen werden kann, nicht unmittelbar meßbar ist. Das Auffüllen des Elektrolyten würde die gleich anschließende Temperaturmessung unmöglich machen. In einer bevorzugten Verfahrensweise wird daher der zu prüfende Akkumulator vor der Temperaturmessung so um einen bestimmten Winkel gekippt, daß in allen Zellen ein Elektrolytstand oberhalb der Platten vorhanden ist. Dabei wird in Kauf genommen, daß aus noch vollen Zellen Elektrolyt aus dem Akkumulator herausläuft. Im gekippten Zustand des Akkumulators wird dann die Temperaturmessung vorgenommen, indem die Temperaturfühler in die Einfüllöffnungen im wesentlichen lotrecht eingeführt werden und so in die durch das Kippen in den Raum oberhalb der Platten gelaufene Elektrolytflüssigkeit eintauchen. Erst anschließend an diese Temperaturmessung wird dann der Elektrolyt in die als fehlerfrei befundenen Akkumulatoren eingefüllt.The need for a final check is the Production after a relatively short time of just a few Hours after a charge, such as B. the block box formation or filling batteries with preloaded plates. After loading the block box formation the electrolyte level in the cells is regular unevenly high. There is therefore a possibility that the electrolyte is only between the cell plates and therefore its temperature, which is only above the cell plates can be measured, is not directly measurable. The filling of the electrolyte would be the same immediately Make temperature measurement impossible. In a preferred one The accumulator to be tested is therefore proceeded in the procedure the temperature measurement tilted by a certain angle that in all cells there is an electrolyte level above the plates is available. It is accepted that from full cell electrolyte runs out of the battery. The temperature measurement is then carried out in the tilted state of the accumulator made by placing the temperature sensor in the Filling openings are introduced essentially perpendicular and so into that by tipping into the room above the Immerse plates of electrolyte that have run out. Only afterwards the electrolyte is then attached to this temperature measurement filled in the batteries found to be free of defects.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die gekennzeichnet ist durch Temperaturfühler für jede Zelle des Akkumulators, durch eine Erkennungsschaltung für die höchsten gemessenen Temperaturen und durch einen Mittelwertbildner aus einem Teil der gemessenen Temperaturwerte unter Weglassung des höchsten Temperaturwertes oder mehrerer höchster Temperaturwerte.The object on which the invention is based is also achieved by a device for performing the invention Procedure that is characterized by temperature sensors for each cell of the accumulator, through a detection circuit for the highest measured temperatures and by an averager from part of the measured Temperature values omitting the highest temperature value or several highest temperature values.

In den beiden Diagrammen der Zeichnung sind die Elektrolyttemperaturen in den sechs Zellen zweier fehlerfreier Batterien sowie zweier mit einem Feinschluß in Zelle 3 versehenen Batterien aufgetragen. Ebenfalls eingetragen sind Wiederholungsmessungen nach einer Standzeit von ca. 7 Stunden.The electrolyte temperatures are in the two diagrams of the drawing in the six cells of two faultless batteries and two with a fine circuit in cell 3 Batteries applied. Repeat measurements are also entered after a standing time of approx. 7 hours.

Die Temperaturdiagramme für die sechs Zellen des Akkumulators A und B sowie die nach einer Standzeit von ca. 7 Stunden erstellten Temperaturdiagramme A′ und B′ sind für fehlerfreie Akkumulatoren erstellt worden. Für die Kurve A ergibt sich unter Weglassung der beiden höchsten Temperaturwerte eine mittlere Temperatur von ca. 19,25°C. Die maximale Abweichung von diesem Mittelwert liegt unter 0,2°C und ist daher nicht signifikant.The temperature diagrams for the six cells of the accumulators A and B and the temperature diagrams A ' and B' created after a service life of approx. 7 hours have been created for fault-free accumulators. For curve A , an average temperature of approx. 19.25 ° C results if the two highest temperature values are omitted. The maximum deviation from this mean is below 0.2 ° C and is therefore not significant.

Für die Kurve B liegt der in analoger Weise festgestellte Mittelwert bei ca. 19,2°C, so daß die maximale Abweichung (Zelle 1) ebenfalls bei etwa 0,2°C liegt.For curve B , the mean value determined in an analogous manner is approximately 19.2 ° C., so that the maximum deviation (cell 1) is likewise approximately 0.2 ° C.

Nach der Standzeit von 7 Stunden hat sich der Elektrolyt etwas angewärmt, so daß sich für die Kurve A′ eine mittlere Temperatur von etwa 20,15°C ergibt. Die maximale Abweichung (Zelle 1) liegt auch hier bei ca. 0,2°C. Noch geringer ist die Abweichung bei der Kurve B′.After standing for 7 hours, the electrolyte has warmed up somewhat, so that there is an average temperature of about 20.15 ° C for curve A ' . The maximum deviation (cell 1) is also around 0.2 ° C. The deviation in curve B ' is even smaller.

Die Kurven C und D sowie C′ und D′ sind für Akkumulatoren erstellt, deren Zellen drei mit einem 12 Ohm-Widerstand zwischen der positiven und der negativen Platte der Zelle 3 versehen worden sind.The curves C and D and C ' and D' are created for accumulators, the cells three of which have been provided with a 12 ohm resistor between the positive and negative plates of cell 3.

Ermittelt man unter Weglassung der beiden höchsten Temperaturwerte einen Mittelwert für die Kurve C, ergibt sich eine mittlere Temperatur von ca. 20,05°C. Die gemessene Temperatur für die Zelle 3 beträgt ca. 20,8°C, so daß eine Temperaturabweichung von 0,75°C als signifikante Abweichung feststellbar ist. If an average value for curve C is determined by omitting the two highest temperature values, the average temperature is approx. 20.05 ° C. The measured temperature for cell 3 is approximately 20.8 ° C, so that a temperature deviation of 0.75 ° C can be determined as a significant deviation.

Für die Kurve D ergibt sich eine mittlere Temperatur von ca. 20°C, während die maximale Temperatur in Zelle 3 ca. 20,7°C beträgt. Die Abweichung von 0,7°C ist ebenfalls signifikant.For curve D there is an average temperature of approx. 20 ° C, while the maximum temperature in cell 3 is approx. 20.7 ° C. The deviation of 0.7 ° C is also significant.

Nach der Standzeit von ca. 7 Stunden vergrößert sich die signifikante Temperaturabweichung noch, wie die Temperaturverläufe C′ und D′ zeigen.After standing for about 7 hours, the significant temperature deviation increases, as the temperature profiles C ' and D' show.

Für die Kurve C′ beträgt die mittlere Temperatur 20,5°C, die maximale Temperatur in Zelle 3 ist etwa 21,4°C, so daß sich eine signifikante Abweichung von 0,9°C ergibt.For curve C ' the mean temperature is 20.5 ° C, the maximum temperature in cell 3 is about 21.4 ° C, so that there is a significant deviation of 0.9 ° C.

Für die Kurve D′ ist die mittlere Temperatur 20,3°C. Zu der maximalen Temperatur von 21,4°C in Zelle 3 ergibt sich hier eine Temperaturdifferenz von 1,1°C.For curve D ' the mean temperature is 20.3 ° C. At the maximum temperature of 21.4 ° C in cell 3, there is a temperature difference of 1.1 ° C.

Mit Hilfe der Temperaturmessung lassen sich daher Feinschlüsse in Akkumulatoren auffinden.With the help of temperature measurement, you can make fine conclusions find in accumulators.

Claims

1. A method for testing accumulators constructed from several cells, the cells of which are filled with a liquid electrolyte, for the presence of fine fuses between the pole plates of a cell, characterized in that the temperature of the electrolyte is measured in each cell and a deviation in the measured value of one Cell leads from an average over the cells of the accumulator to the disposal of the relevant accumulator.

2. The method according to claim 1, characterized in that for averaging at least one temperature measurement the highest measured temperature value was not used becomes.

3. The method according to claim 2, characterized in that the two or the three highest temperature values are not be used for averaging.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the accumulator before the temperature measurement is tilted by a certain angle so that in all cells an electrolyte level above the plates is available.

5. Device for performing the method according to a of claims 2 to 4, characterized by temperature sensors for each cell of the accumulator, through a detection circuit for the highest measured temperatures and by averaging from one part the measured temperature values, omitting the highest temperature value or several highest temperature values.