用于测试铅酸电池及其组件的测试装置以及引用该测试装置的方法和系统制造方法及图纸

根据至少选定的实施方式，本公开或发明专利技术致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的测试装置、测试台、测试系统和/或相关方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明专利技术致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的方法。根据至少特定的选定实施方式，本公开或发明专利技术致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的系统。根据至少特别的选定实施方式，本发明专利技术或发明专利技术涉及用于测试一个或多个铅酸电池的新的或改进的装置和方法，通过该装置和方法，一个或多个电池经受一个或多个电池在使用中或在现场应用中所经受的典型运动。

Test device for testing lead-acid battery and its components and method and system for quoting the test device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测试铅酸电池及其组件的测试装置以及引用该测试装置的方法和系统领域根据至少选定的实施方式，本公开或专利技术致力于新的或改进的测试装置(其用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效)、测试台、测试系统和/或相关方法。根据至少特定的实施方式，本公开或专利技术致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的方法。根据至少特定的选定实施方式，本公开或专利技术致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的系统。背景铅酸电池具有从消费者到工业用途的许多应用。在一些应用中，电池处于静止环境中；而铅酸电池的许多应用则出现在车辆中，电池在运动中耗去其使用寿命或经历震动。但是，除了在车辆中进行现场测试外，实验室中的电池测试通常是在静止的环境中进行的，其间温度升高到一定程度，以模拟使用条件并缩短测试时间。深循环铅酸电池，比如用在高尔夫球车(也称高尔夫车)、叉车、电动人力车、电动自行车、怠速-停-起(ISS)车辆等中的电池，几乎总是在部分充电状态(PSoC)下运行。此类电池(可能除ISS电池以外)在充电之前要放电使用8-12小时或更长时间。此外，这些电池的操作人员在再次使用电池之前，可能不会对电池过度充电。ISS电池经历放电循环和短暂的间歇性充电循环，通常很少达到完全充电或过度充电的状态。这些电池以及其他电池都容易发生酸分层或酸缺乏，或者既发生酸分层又发生酸缺乏。因此，这些电池(或电池内的区域)会有电解液具有高水浓度的时期。同时，这些电池(或电池内的区域)也会有电解液具有较高酸浓度的时期。这些情况可能导致各种问题，比如，像电池寿命缩短、循环性能下降、充电接受力降低、电池或电池单元短路以及这些问题的组合。如图1A所示，给出了示例性的铅酸电池50，其具有正极端子51和负极端子53。在电池50内，是一组交替的正极极板或正极52和负极极板或负极54，在每个正极52和负极54之间，设置有隔板60。正极52和负极54以及隔板60基本上浸没在电解液水溶液56中。电解液可以是例如硫酸(H2SO4)和水(H2O)的溶液。电解液溶液可具有例如约1.28的比重，比重范围为约1.215至1.300。正极52与正极端子51电连通，负极54与负极端子53接触。图1B示出了典型铅酸电池的典型的电池单元。图1B也是如同可在特定的铅酸电池中所看到的经历酸分层的典型的铅酸电池的电池单元的示意性表示。硫酸比水重，因而倾向于沉降到电解液的底部，从而使电解液底部的比重高于最佳比重，而电解液的顶部水居多，比重低于最佳比重。由于电极的上部缺少酸，仅是电极的下部与硫酸接触，因此这种酸分层既影响电池的性能又影响电池的寿命。可以通过对电池过度充电或使电池电量保持在100％或接近100％来缓解酸分层。在过度充电期间，气泡易在电极和/或隔板上形成，并上升至表面，从而为电解液提供混合作用。在电池处于PSoC的连续状态下，这种过度充电的作用永远不会发生，因而电解液分层的程度会更严重。需要指出的是，图1A-1B未按比例绘制。还要注意的是，在典型的铅酸电池中，正极52与隔板60紧密接触，同样地，负极54也与隔板60紧密接隔板用于保持正极(或正极板)52和负极(或负极板)54分开并防止电池短路。隔板60可以是叶、片、折叠、包裹、套筒、袋、封套、或混合封套(具有开口)，也可以与纤维垫或玻璃垫(或多个垫、板状包裹物和/或之类的，未示出)组合，并且可以被构造为，将电极52、54中的一个或两个分离、包裹、套、袋装、或包封。除了酸分层和/或酸缺乏之外，其他运动中的电池在其使用过程中也会发生振动。这样的振动可能导致诸如正极活性材料(PAM)脱落或负极活性材料(NAM)脱落的问题。这可能导致电池寿命缩短、循环性能下降、充电接受力降低以及它们的组合。达拉米克(Daramic)已经开发了某些专利技术，其有助于在电池运动时混合电解液，以实现酸混合、热分布、气体释放等。一种这样的专利技术是RipTideTM酸混合肋构型隔板。另一种专利技术是隔板的ShieldTM线，其被设计用来减少PAM和/或NAM脱落。这些组件和其他组件通过在真实的运动应用中进行测试会大大受益。许多电池制造商在实验室中对电池进行测试，测试时保持电池静止，并且仅控制或改变电池的温度来确定其寿命或冷启动电流。一些电池制造商和供应商在实验室中使用围绕单个轴转动的摇台测试电池。但是，这种运动并不能代表电池在最终用户使用过程中将经历的运动。此外，这种运动对不同高度的电池具有不同的影响。更进一步地，这些摇台不能使电池受到任何在电池使用过程中会遇到的震动。因此，在实验室环境中，存在有效测试电池的需求，其将使电池经受在典型的最终用户的电池使用期间会经历的运动和/或振动。概述在下面的说明中阐述一种或多种实施方式的细节。根据说明书和权利要求书，其他特征、目的和优点将是显而易见的。根据至少选定的实施方式，本公开或专利技术可以解决以上问题或需求。根据至少特定的目的、方面或实施方式，本公开或专利技术可以解决上述困难、需要或问题，和/或可以提供由电池的最终用户来测试经受运动和/或振动的电池的改进的装置和方法，并且还可以解决或克服上述困难、需要或问题。这样的设备和/或方法可能特别适合于显示某些新型的酸混合电池隔板的优势。根据至少选定的实施方式，本公开或专利技术致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的测试装置、测试台、测试系统和/或相关方法。根据至少特定的实施方式，本公开或专利技术致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的方法。根据至少特定的选定实施方式，本公开或专利技术致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的系统。根据至少特别的选定实施方式，本公开或专利技术致力于用于测试一个或多个铅酸电池的新的或改进的装置和方法，由此装置或方法，一个或多个电池经受一个或多个电池在使用中或在现场应用中所经受的典型运动，经受比一个或多个电池在使用中或在现场应用中所经受的典型运动更剧烈的运动，经受一个或多个电池在使用中或在现场应用中所经受的典型的运动和/或振动，经受比一个或多个电池在使用中或在现场应用中所经受的典型运动和/或振动更剧烈的运动和/或振动，经受一个或多个电池在使用中或在现场应用中所经受的典型的热、运动和/或振动，经受比一个或多个电池在使用中或在现场应用中所经受的典型的热、运动和/或振动更剧烈的热、运动和/或振动，经受一个或多个电池在使用中或在现场应用中所经受的典型的冷、运动和/或振动，经受比一个或多个电池在使用中或在现场应用中所经受的典型的冷、运动和/或振动更剧烈的冷、运动和/或振动，和/或之类的。在本公开或专利技术的第一示例性实施方式中，一种方法提供了至少一种铅酸电池；使一个或多个铅酸电池运动；其中，所述运动是使一个或多个铅酸电池在第一自由度平移，所述运动是使一个或多个铅酸电池在第二自由度转动；和在运动期间，至少部分地循环一个或多个铅酸电池。在一种实施方式的一个示例性方面，第一自由度与第二自由度相同。在另一方面，运动是使一个或多个电池在第三自由度和/或另外的第四自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试铅酸电池的方法，包括：/n提供至少一个铅酸电池、电池单元、或单元组合；/n使所述至少一个铅酸电池或电池单元运动；其中，/n所述运动是在至少一个第一自由度上平移所述铅酸电池或电池单元；/n所述运动是在至少一个第二自由度上转动所述铅酸电池或电池单元；和/n在所述运动期间，至少部分地循环所述至少一个铅酸电池或电池单元。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 US 62/565,2051.一种用于测试铅酸电池的方法，包括：
提供至少一个铅酸电池、电池单元、或单元组合；
使所述至少一个铅酸电池或电池单元运动；其中，
所述运动是在至少一个第一自由度上平移所述铅酸电池或电池单元；
所述运动是在至少一个第二自由度上转动所述铅酸电池或电池单元；和
在所述运动期间，至少部分地循环所述至少一个铅酸电池或电池单元。


2.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述第一自由度与第二自由度相同。


3.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述运动是在一个第三自由度上平移所述至少一个铅酸电池或电池单元。


4.如权利要求3所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述运动是在一个第四自由度上平移所述至少一个铅酸电池或电池单元。


5.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述运动是在大约0°至大约+/-180°的范围内转动所述至少一个铅酸电池或电池单元。


6.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述运动是围绕一个第三自由度转动所述至少一个铅酸电池或电池单元。


7.如权利要求6的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述运动是围绕一个第四自由度转动所述至少一个铅酸电池或电池单元。


8.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述运动是平移，并且所述运动是转动，同时进行。


9.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，进一步包括：
在所述至少一个铅酸电池或电池单元中混合电解液。


10.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，进一步包括：
控制所述至少一个铅酸电池或电池单元的温度。


11.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，进一步包括：
控制关于所述至少一个铅酸电池或电池单元的湿度。


12.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述运动模拟在平移运动和角运动中的一个或两个中的车辆或船舶的加速和减速。


13.如权利要求12所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述加速和所述减速模拟所述车辆在典型的停/起驾驶期间的加速和减速。


14.如权利要求12所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述加速和所述减速在大约0g至大约+/-0.75g的范围内。


15.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述运动模拟振动运动。


16.如权利要求12所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述车辆或船舶选自：汽车、卡车、摩托车、全地形车、叉车、高尔夫球车、混合动力车辆、电动车辆、怠速-停-起车辆、电动人力车、电动三轮车、电动自行车、轮船、船、船只、火车或它们的组合。


17.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述至少一个铅酸电池选自：富液式铅酸电池、增强型富液式铅酸电池、怠速-停-起车辆铅酸电池、汽车电池、卡车电池、摩托车电池、全地形车电池、叉车电池、高尔夫球车电池、混合动力车辆电池、电动车辆电池、电动人力车电池、电动三轮车电池、电动自行车电池、轮船电池、船用电池、船舶电池、火车电池和船只电池。


18.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，在所述至少一个铅蓄电池处于部分充电状态下进行所述至少部分循环。


19.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，在所述至少一个铅酸电池正在放电时进行所述至少部分循环。


20.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，在所述至少一个铅酸电池正在充电时进行所述至少部分循环。


21.如权利要求1所述的用于测试铅酸电池的方法，进一步包括：将所述至少一个铅酸电池固定到大致是平面的平台上。


22.如权利要求21所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述第一自由度是平行于所述大致是平面的平台的第一轴。


23.如权利要求21所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述第一自由度是不平行于所述大致是平面的平台的第一轴。


24.如权利要求21所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述第二自由度是平行于所述大致是平面的平台的第二轴。


25.如权利要求21所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述第二自由度是不平行于所述大致是平面的平台的第二轴。


26.如权利要求24或25所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述第二自由度是与所述第一轴同轴的第二轴。


27.如权利要求24或25所述的用于测试铅酸电池的方法，其中，所述第二自由度是与所述第一轴不同轴的第二轴。


28.一种系统，包括：
至少一个铅酸电池；
一个大致是平面的支撑平台，其中，所述支撑平台在至少四个自由度上是可运动的；和，
用于使所述铅酸电池至少部分循环的电路。


29.如权利要求28所述的系统，其中，用于使所述铅酸电池至少部分循环的所述电路至少部分地使所述至少一个铅酸电池放电。


30.如权利要求28所述的系统，其中，用于使所述铅酸电池至少部分循环的所述电路至少部分地使所述至少一个铅酸电池充电。


31.如权利要求28所述的系统，其中，用于使所述铅酸电池至少部分循环的所述电路至少部分地使所述至少一个铅酸电池充电，并且至少部分地使所述至少一个铅酸电池放电。


32.如权利要求28所述的系统，进一步包括：第二电路，其用于控制所述大致是平面的支撑平台围绕或沿着所述至少四个自由度的运动；以及用于固定铅酸电池的可选装置；用于使所述大致是平面的支撑平台运动的马达；用于控制所述第一或第二电路和/或用于收集数据的计算机或控制器；和/或，用于向所述计算机或控制器输入指令的接口、显示器、鼠标、和/或键盘或平板。


33.一种用于测试铅酸电池的支撑装置，包括：
大致是平面的支撑平台，其具有一个或多个用于固定铅酸电池的固定装置；
所述支撑平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·H·米勒，詹姆斯·P·佩里，尼古拉斯·R·谢尔顿，格雷戈里·L·霍尔，
申请(专利权)人：达拉米克有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US