專利名稱：一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種電池內(nèi)阻與電壓測試儀，尤其涉及一種高精度鋰離子電池內(nèi) 阻與電壓測試儀。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)很多鋰離子電池生產(chǎn)廠家對圓柱形鋰離子電池內(nèi)阻的測試還主要以人 工操作為主，對于大規(guī)模生產(chǎn)來說勞動量過大，生產(chǎn)效率較低下，人為因素產(chǎn)生的測量誤差 較多，不能準確測量電池的內(nèi)阻。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種既可消除人工操作產(chǎn)生的測量誤差，又可大幅度提 高生產(chǎn)效率的高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，包括機柜，機柜上固定安裝有壓床模 塊，其特征是壓床模塊包括有頂板和下探針板，頂板位于下探針板上方，頂板與下探針板 之間固定連接有光杠，光杠上上下滑動連接有上探針板和托盤板，上探針板位于托盤板上 方，上探針板下面固定安裝有探針安裝板，探針安裝板下面固定安裝有上探針，下探針板上 面固定安裝有探針安裝板，探針安裝板上面固定安裝有下探針，下探針與上探針相對應；頂 板與上探針板之間固定安裝有氣缸，托盤板與下探針板之間固定安裝有彈簧。根據(jù)所述的一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，其特征是所述光杠上固 定連接有擋圈，擋圈位于所述頂板和上探針板之間。根據(jù)所述的一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，其特征是所述上探針板 下面固定安裝有氣缸固定裝置，氣缸的底座固定安裝在頂板下面，氣缸的伸縮桿固定連接 在氣缸固定裝置上面；氣缸的伸縮桿自由端連接有氣缸頂桿頭，托盤板上面固定安裝有可 調(diào)限高塊套，可調(diào)限高塊套內(nèi)放有可調(diào)限高塊；可調(diào)限高塊的位置與氣缸頂桿頭上下相對 應。根據(jù)所述的一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，其特征是所述下探針板 上面固定安裝有下限位塊；所述下探針板上面固定安裝有彈簧頂桿，所述彈簧套裝在彈簧 頂桿上。根據(jù)所述的一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，其特征是所述上探針板 和托盤板四角均固定安裝有直線軸承，直線軸承套裝在所述光杠上，直線軸承與光杠為上 下滑動連接。根據(jù)所述的一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，其特征是所述托盤板上 固定安裝有托盤限位卡，托盤限位卡的橫截面為“Z”或“T”字形狀。結(jié)合計算機遠程控制，本實用新型能自動對電池進行內(nèi)阻與電壓測量，節(jié)約了測 量時間，生產(chǎn)效率提高，非常符合工廠大規(guī)模生產(chǎn)的要求。本實用新型使用機械自動化氣動控制，避免了人為因素產(chǎn)生的誤差，使測量結(jié)果更加準確。
圖1是本實用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型中壓床模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是結(jié)合本實用新型使用的電池托盤放入電池后的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型的電路原理框圖。附圖中1、擋圈；2、托盤限位卡；3、電磁閥；4、氣缸頂桿頭；5、下限位塊；6、氣壓表；7、氣 缸；8、上探針；9、被測電池；10、下探針；11、壓床模塊；12、頂板；13、上探針板；14、直線軸 承；15、托盤板；16、光杠；17、下探針板；18、探針安裝板；19、氣缸固定裝置；20、可調(diào)限高 塊；21、彈簧；22、彈簧頂桿；23、可調(diào)限高塊套；24、托盤；25、中央處理單元；26、按鍵選擇 電路；27、異常報警電路；28、繼電器選通電路；29、電池探針板；30、內(nèi)阻與電壓測試表；31、 通信端口 ； 32、上位機通信裝置通信端口 ； 33、上位機通信裝置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，如圖1、圖2、圖3所示，包括機柜，機柜 上固定安裝有壓床模塊11，壓床模塊11包括有頂板12和下探針板17，頂板12位于下探針 板17上方，頂板12與下探針板17之間固定連接有光杠16，光杠16上上下滑動連接有上探 針板13和托盤板15，上探針板13位于托盤板15上方，上探針板13下面固定安裝有探針安 裝板18，探針安裝板18下面固定安裝有上探針8，下探針板17上面固定安裝有探針安裝板 18，探針安裝板18上面固定安裝有下探針10，下探針10與上探針8相對應；頂板12與上探 針板13之間固定安裝有氣缸7，托盤板15與下探針板17之間固定安裝有彈簧21。所述光 杠16上固定連接有擋圈1，擋圈1位于所述頂板12和上探針板13之間。所述上探針板13 下面固定安裝有氣缸固定裝置19，氣缸7的底座固定安裝在頂板12下面，氣缸7的伸縮桿 固定連接在氣缸固定裝置19上面；氣缸7的伸縮桿自由端連接有氣缸頂桿頭4，托盤板15 上面固定安裝有可調(diào)限高塊套23，可調(diào)限高塊套23內(nèi)放有可調(diào)限高塊20 ；可調(diào)限高塊20 的位置與氣缸頂桿頭4上下相對應。所述下探針板17上面固定安裝有下限位塊5 ；所述下 探針板17上面固定安裝有彈簧頂桿22，所述彈簧21套裝在彈簧頂桿22上。所述上探針板 13和托盤板15四角均固定安裝有直線軸承14，直線軸承14套裝在所述光杠16上，直線軸 承14與光杠16為上下滑動連接。所述托盤板15上固定安裝有托盤限位卡2，托盤限位卡 2的橫截面為“Z”或“T”字形狀。 本實用新型包括機械部分和電氣部分。 機械部分由壓床模塊構(gòu)成，壓床模塊包括四層壓板(既頂板、上探針板、托盤板和 下探針板)、光杠、直線軸承、探針安裝板、氣缸、氣缸固定裝置、氣缸頂桿頭、彈簧、彈簧頂 桿、限高塊、可調(diào)限高塊、可調(diào)限高塊套、擋圈、限高開關(guān)塊、下限位塊、托盤限位卡等部分。 壓板的形狀為方形，四層壓板中的最上層為頂板，第二層為上探針板，第三層為托盤板，最
4下層為下探針板。頂板的四角處均開有光杠固定孔，四個光杠固定孔內(nèi)分別固定安裝有四個光杠， 光杠固定孔與光杠的頂端固定相連，頂板上還開有氣缸固定孔，氣缸固定孔位于頂板上相 對的兩邊部位，此氣缸固定孔和氣缸的缸體固定連接。上探針板朝向下探針板方向的一面固定連接有探針安裝板，探針安裝板下面安裝 有上探針，上探針板的四角處均開有直線軸承固定孔，此四個直線軸承固定孔內(nèi)分別固定 連接有直線軸承，四個直線軸承分別套裝在上述四個光杠上并與之上下滑動連接，上探針 板相對的兩邊部分裝有氣缸固定裝置，此氣缸固定裝置與氣缸的氣缸桿通過氣缸頂桿頭固 定連接，在頂板與上探針板之間的光杠上固定連接有擋圈；托盤板朝向上探針板的面上固 定連接有微動開關(guān)固定塊和可調(diào)限高塊套。微動開關(guān)固定塊上固定有兩個微動開關(guān)，其中一個微動開關(guān)與托盤防反槽相對 應，可調(diào)限高塊放在可調(diào)限高塊套內(nèi)，可調(diào)限高塊、可調(diào)限高塊套的中心在氣缸桿的中心線 上。托盤板的四角處均開有直線軸承固定孔，此四個直線軸承固定孔內(nèi)固定連接有四 個直線軸承，四個直線軸承分別套在上述四個光杠上并與之上下滑動連接。下探針板朝向上探針板的面上固定連接有探針安裝板，探針安裝板上安裝有下探 針，下探針板的四角處開有光杠固定孔，四個光杠固定孔分別與上述四個光杠的下端固定 連接，下探針板上固定連接有N個彈簧頂桿，彈簧頂桿上套裝有彈簧，彈簧通彈力將托盤板 托起，在氣缸桿的中心線與下探針板交界的地方固定連接有下限位塊。本實用新型的電氣部分包括有中央處理單元、上位機通信裝置、內(nèi)阻與電壓測試 表、按鍵選擇電路、異常報警電路及繼電器選通電路。內(nèi)阻與電壓測試表、按鍵選擇電路、異 常報警電路及繼電器選通電路分別與中央處理單元相連，繼電器選通電路與電池探針板相 連，中央處理單元通過上位機通信裝置及通信端口與上位機相連，內(nèi)阻與電壓測試表通過 通信端口與上位機相連。上述上位機通信裝置為485轉(zhuǎn)232串行通信轉(zhuǎn)換器，中央處理單元與上位機通信 裝置間為485通信方式，上位機通信裝置與上位機間為232通信方式。上述按鍵選擇電路包括急停開關(guān)、電源開關(guān)、電源指示燈、壓床控制按鍵、手動/ 自動轉(zhuǎn)換按鍵、限位微動開關(guān)及工作狀態(tài)指示燈。在出現(xiàn)危險或緊急情況時按下會切斷電 路、保護人身或設備安全的急停開關(guān)與220V/50HZ交流電相連，控制測試儀電源通斷的電 源開關(guān)與急停開關(guān)相連，指示設備是否通電的電源指示燈與電源開關(guān)相連，能實現(xiàn)電路中 高低電平的轉(zhuǎn)換、使中央處理單元通過檢測按鍵電位判斷執(zhí)行狀態(tài)的壓床控制按鍵、手動/ 自動轉(zhuǎn)換按鍵與中央處理單元相連，能產(chǎn)生高低電平信號、使中央處理單元通過檢測電位 判斷壓床是否閉合到位的限高微動開關(guān)與中央處理單元相連，指示設備狀態(tài)是否正常的工 作狀態(tài)指示燈與中央處理單元相連。上述異常報警電路包括一個根據(jù)氣壓是否正常產(chǎn)生高低電平的氣壓表和4個根 據(jù)電池托盤是否到位產(chǎn)生高低電平的微動開關(guān)，氣壓表與中央處理單元相連，4個微動開關(guān) 與中央處理單元相連。上述繼電器選通電路由雙刀雙擲繼電器構(gòu)成，每一個電池測試點都有2個繼電器 控制，繼電器的通斷控制電池測試點是否接入內(nèi)阻與電壓測試表，繼電器的通斷由中央處理單元控制，中央處理單元通過程序控制每一個電池測試點的2個繼電器的通斷，按照順 序可完成所有電池測試點依次接入內(nèi)阻與電壓測試表。繼電器選通電路由繼電器線路板 構(gòu)成，每塊線路板由控制電池測試點是否接入中央處理單元的繼電器陣列及總線繼電器構(gòu) 成，每塊電池探針板對應的電池測試點共用一個總線繼電器，總線繼電器可有效消除干擾， 提高測試精度。繼電器選通電路與中央處理單元相連。上述內(nèi)阻與電壓測試表采用H0KI3560型內(nèi)阻與電壓表，采用交流四線制法測試 電池的內(nèi)阻與電壓，該表通過通信端口與上位機進行通信，并將測試后的數(shù)據(jù)通過通信端 口傳輸給上位機。上述中央處理單元為單片機，為了使電路既簡單又有效，所述單片機使用 ATMEGA128L型8位單片機。本實用新型是一種鋰離子電池內(nèi)阻與電壓同步測試的設備，具有精度高、測速快、 操作簡單、自動化程度高的特點。本實用新型自動化程度高，測量準確，測量數(shù)據(jù)可隨時調(diào)出查看，為后續(xù)生產(chǎn)工序 帶來方便；采用了總線繼電器，可有效消除干擾，提高測試精度；上位機通信裝置為485通 信串口，傳輸距離遠。本實用新型的中央處理單元分別與內(nèi)阻與電壓測試表、按鍵選擇電路、異常報警 電路及繼電器選通電路相連，繼電器選通電路與電池探針板相連，中央處理單元與上位機 通信裝置相連，并通過上位機通信裝置通信端口與上位機相連，內(nèi)阻與電壓測試表通過通 信端口與上位機相連。打開按鍵選擇電路中的電源開關(guān)接通測試儀，打開測試軟件使測試儀與上位機 (電腦)保持通信正常。異常報警電路包括氣壓狀態(tài)檢測電路與電池托盤到位檢測電路，氣 壓狀態(tài)檢測電路包括一個可產(chǎn)生高低電平的氣壓表，氣壓表與中央處理單元相連，當氣壓 正常時產(chǎn)生低電平信號，當氣壓異常時產(chǎn)生高電平信號，中央處理單元對高低電平信號進 行判斷，如果氣壓異常時中央處理單元將產(chǎn)生報警信號，使按鍵選擇電路中的工作狀態(tài)指 示燈處于閃爍狀態(tài)。在確定氣壓正常后將裝有被測電池的電池托盤放入壓床模塊的托盤限位裝置中， 托盤限位裝置對托盤運動終點定位，異常報警電路中的電池托盤到位檢測電路包括4個微 動開關(guān)，4個微動開關(guān)固定在微動開關(guān)固定塊上，4個微動開關(guān)的常開觸點接入高電平，電 池托盤到位檢測電路與中央處理單元相連，中央處理單元通過檢測4個微動開關(guān)的電位判 斷電池托盤是否到位以及是否裝反。當電池托盤到位時，4個微動開關(guān)的常開觸點閉合，高 電平信號接入中央處理單元，中央處理單元判斷4個微動開關(guān)全為高電平時表示電池托盤 到位，否則表示電池托盤不到位，此時中央處理單元將產(chǎn)生報警信號，使按鍵選擇電路中的 工作狀態(tài)指示燈處于閃爍狀態(tài)。在確定電池托盤到位后選擇按鍵選擇電路中的手動/自動轉(zhuǎn)換按鍵，當選擇手動 模式時，操作按鍵選擇電路中的壓床控制按鍵控制電磁閥，電磁閥控制氣缸內(nèi)部的氣門，使 壓床模塊壓合或張開，當選擇自動模式時，由測試軟件向中央處理單元發(fā)出指令，中央處理 單元控制電磁閥，電磁閥控制氣缸內(nèi)部的氣門，使壓床模塊壓合或張開。當氣缸桿向前運動時，通過氣缸固定裝置將上探針板向下推動，上探針板上的探 針通過與托盤內(nèi)的電池接觸將上探針板向下推動，并壓縮彈簧，直到氣缸頂桿頭與托盤板
6上的可調(diào)限高塊接觸，托盤板的底面與固定在下探針板上的限高塊接觸，使上、下探針板上 安裝的探針與放置在電池托盤中被測電池的正、負極相連，限高開關(guān)塊上固定的微動開關(guān) 閉合，產(chǎn)生高電平，中央處理單元收到高電平信號后判斷壓床閉合到位，按鍵選擇電路中的 工作狀態(tài)指示燈常亮，可以開始測試。利用測試軟件向中央處理單元發(fā)送開始測試指令，中央處理單元根據(jù)內(nèi)部程序驅(qū) 動繼電器選通電路中的繼電器吸合，被測電池的電流與電壓值通過繼電器選通電路中繼電 器吸合后接通的觸點傳送到內(nèi)阻與電壓測試表，內(nèi)阻與電壓測試表經(jīng)過處理后，將正確的 內(nèi)阻與電壓值通過通信端口傳輸給上位機中的測試軟件，測試軟件收到數(shù)據(jù)后進行處理保 存，完成后繼續(xù)向中央處理單元發(fā)送測試指令，開始測試下一顆被測電池。所有被測電池測試完畢后，如果選擇的是手動模式，可以操作按鍵選擇電路中的 壓床控制按鍵，中央處理單元會根據(jù)壓床控制按鍵的電位來控制壓床模塊張開，此時電池 探針板上安裝的探針與放置在電池托盤中的被測電池脫離，取出電池托盤，放入新的裝有 被測電池的電池托盤，開始新的測試。如果選擇的是自動模式，在測試完畢后，中央處理單 元會直接控制壓床模塊張開，此時電池探針板上安裝的探針與放置在電池托盤中的被測電 池脫離，取出電池托盤，放入新的裝有被測電池的電池托盤，開始新的測試。
權(quán)利要求一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，包括機柜，機柜上固定安裝有壓床模塊(11)，其特征是壓床模塊(11)包括有頂板(12)和下探針板(17)，頂板(12)位于下探針板(17)上方，頂板(12)與下探針板(17)之間固定連接有光杠(16)，光杠(16)上上下滑動連接有上探針板(13)和托盤板(15)，上探針板(13)位于托盤板(15)上方，上探針板(13)下面固定安裝有探針安裝板(18)，探針安裝板(18)下面固定安裝有上探針(8)，下探針板(17)上面固定安裝有探針安裝板(18)，探針安裝板(18)上面固定安裝有下探針(10)，下探針(10)與上探針(8)相對應；頂板(12)與上探針板(13)之間固定安裝有氣缸(7)，托盤板(15)與下探針板(17)之間固定安裝有彈簧(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，其特征是所述 光杠(16)上固定連接有擋圈(1)，擋圈(1)位于所述頂板(12)和上探針板(13)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，其特征是 所述上探針板(13)下面固定安裝有氣缸固定裝置(19)，氣缸(7)的底座固定安裝在頂板(12)下面，氣缸(7)的伸縮桿固定連接在氣缸固定裝置(19)上面；氣缸(7)的伸縮桿自由 端連接有氣缸頂桿頭(4)，托盤板(15)上面固定安裝有可調(diào)限高塊套(23)，可調(diào)限高塊套 (23)內(nèi)放有可調(diào)限高塊(20)；可調(diào)限高塊(20)的位置與氣缸頂桿頭(4)上下相對應。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，其特征是所述 下探針板(17)上面固定安裝有下限位塊(5)；所述下探針板(17)上面固定安裝有彈簧頂 桿(22)，所述彈簧(21)套裝在彈簧頂桿(22)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，其特征是所述 上探針板(13)和托盤板(15)四角均固定安裝有直線軸承(14)，直線軸承(14)套裝在所述 光杠(16)上，直線軸承(14)與光杠(16)為上下滑動連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，其特征是所述 托盤板(15)上固定安裝有托盤限位卡(2)，托盤限位卡⑵的橫截面為“Z”或“T”字形狀。
專利摘要一種既可消除人工操作產(chǎn)生的測量誤差，又可大幅度提高生產(chǎn)效率的高精度鋰離子電池內(nèi)阻與電壓測試儀，包括機柜，機柜上固定安裝有壓床模塊，壓床模塊包括有頂板和下探針板，頂板位于下探針板上方，頂板與下探針板之間固定連接有光杠，光杠上上下滑動連接有上探針板和托盤板，上探針板位于托盤板上方，上探針板下面固定安裝有探針安裝板，探針安裝板下面固定安裝有上探針，下探針板上面固定安裝有探針安裝板，探針安裝板上面固定安裝有下探針，下探針與上探針相對應；頂板與上探針板之間固定安裝有氣缸，托盤板與下探針板之間固定安裝有彈簧。光杠上固定連接有擋圈，擋圈位于所述頂板和上探針板之間。
文檔編號G01R1/067GK201673208SQ20102020206
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
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