发明专利技术提供了一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，包括高压气源、控制器、导气总成、橡胶伸缩袋、夹具和支座，高压气源用于为导气腔提供气压，控制器用于控制阀门的开闭，导气腔分别与第一连接管、第二连接管和导气支管连通，导气支管为橡胶袋体提供气压；本发明专利技术还提供了一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测方法，包括将橡胶伸缩袋置于栅格内部、向橡胶袋体不断充排气以交替向栅格加载和卸载压力载荷、停止测试并记录结果等步骤。本发明专利技术提供的检测装置结构简单、性能稳定、易于定制，对应的检测方法操作简便、准确性好且节约气源。
【技术实现步骤摘要】
一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置及检测方法
本专利技术涉及铅酸电池领域，特别涉及一种考虑物质膨胀效应的铅酸电池板栅强度仿真分析方法。
技术介绍
铅酸电池因成本低廉、安全性能好、性能稳定等诸多优点，而广泛应用于国民经济和国防军事的各个部门。但是，铅酸电池的实际循环寿命较低，往往只有500次左右，远远低于其理论极限可以达到的水平。铅酸电池的循环寿命受到多种因素的影响，其中一个很关键的因素是铅酸电池充放电过程活性物质体积不断膨胀和缩小对板栅造成的挤压影响。由于板栅多由质地较软、弹性模量较小的铅或铅锡合金经冲压或连铸等工艺制成，这使得铅酸电池充放电循环过程中板栅反复交替性地受到活性物质的挤压，经数百次挤压后造成板栅强度破坏，出现裂纹，进而引起电流均匀度下降、导电能力变差和活性物质脱落等不良现象，最终造成铅酸电池容量等性能恶化，循环寿命终止。铅酸电池厂家通常需要从设计和工艺这两个方面出发，保证铅酸电池板栅的合理强度以抵抗充放电循环过程中数百次的活性物质挤压。但是，由于板栅位于铅酸电池内部，其受到的反复挤压载荷来自于铅酸电池的充放电循环过程，目前公知的技术方案中，很难模拟真实度高的条件对板栅的强度性能进行有效测试。中国专利CN201410007485披露了一种蓄电池板栅筋条内气孔的快速检测方法，但这种方法主要通过对筋条进行单次挤压来发现气孔缺陷，无法方便准确地模拟测试板栅多次反复受到挤压载荷时的疲劳寿命。因此，在现有的铅酸电池板栅检测技术基础上，如何设计铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置并发展相应的检测方法，准确地模拟铅酸电池长期充放电循环过程中活性物质反复膨胀效应带来的交替性载荷，进而获得特定的挤压力下板栅的疲劳寿命以更好地指导板栅的优化设计工作，最终提高铅酸电池的充放电循环次数，是一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种模拟真实度高、操作方便、结构简单的铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，并提供其检测方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，其技术方案是：一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，用于板栅(5)的疲劳寿命模拟检测，所述板栅(5)包括筋体(51)、极耳(52)和栅格(53)，所述检测装置包括高压气源(1)、控制器(2)、导气总成(3)、橡胶伸缩袋(4)、夹具(6)、支座(7)，所述导气总成(3)包括第一阀门(31)、第一连接管(32)、导气腔(33)、导气支管(34)、第二连接管(35)、第二阀门(36)和固定杆(37)，所述橡胶伸缩袋(4)包括橡胶袋管(41)和橡胶袋体(42)，所述夹具(6)包括夹头(61)和夹柄(62)，所述支座(7)包括支杆(71)和底座(72)；所述高压气源(1)与所述第二连接管(35)连通并为导气腔(33)提供气压；所述控制器(2)分别与第一阀门(31)和第二阀门(36)电性连接并控制第一阀门(31)和第二阀门(36)的开闭；所述第一阀门(31)与第一连接管(32)机械连接并用于开放或闭合第一连接管(32)与外界大气的连接；所述第二阀门(36)与第二连接管(35)机械连接并用于开放或闭合第二连接管(35)与高压气源(1)的连接；所述导气腔(33)分别与第一连接管(32)、第二连接管(35)和导气支管(34)连通；所述导气支管(34)和橡胶袋管(41)连通并为橡胶袋体(42)提供气压；所述橡胶袋体(42)放置于栅格(53)中；所述固定杆(37)和夹柄(62)分别与支杆(71)固定连接；所述夹头(61)夹持并固定极耳(52)。上述铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，所述导气支管(34)经橡胶袋管(41)伸入橡胶袋体(42)内部，且导气支管(34)伸入橡胶袋体(42)的距离大于橡胶袋体(42)的一半高度。上述铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，所述导气支管(34)、橡胶伸缩袋(4)和栅格(53)的数目相同，且导气支管(34)和橡胶伸缩袋(4)在水平方向上的排布形状和位置均与栅格(53)相同，水平方向上橡胶伸缩袋(4)的尺寸均与栅格(53)相同。根据本专利技术的另一个方面，提供一种应用于所述铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置的检测方法，其技术方案分为以下步骤：S1、控制第一阀门(31)为开放状态且第二阀门(36)为闭合状态，保持栅格(53)与橡胶袋体(42)为一一对齐状态，移动板栅(5)使橡胶伸缩袋(4)置于栅格(53)内部且保持板栅(5)与橡胶伸缩袋(4)的约三分之一高度位置齐平，并使用夹头(61)夹持并固定极耳(52)；S2、维持高压气源(1)提供某个恒定的气压，通过控制器(2)分别控制第一阀门(31)和第二阀门(36)进行重复性启闭动作以橡胶袋体(42)不断充气和排气，从而使橡胶袋体(42)持续交替地向栅格(53)加载和卸载固定大小的压力载荷；S3、观察板栅(5)的状态，至板栅(5)任意部位出现裂纹时，停止测试，记录测试过程中第二阀门(36)的累计开启次数和高压气源(1)的压力。上述铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测方法，所述控制器(2)同一时刻控制的第一阀门(31)和第二阀门(36)的开闭状态相反，即当控制第一阀门(31)为开放状态时则第二阀门(36)为闭合状态，当控制第二阀门(36)为开放状态时则第一阀门(31)为闭合状态。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术针对铅酸电池充放电循环过程中活性物质交替性体积膨胀并反复挤压板栅这一事实，通过模拟检测装置反复地向置于板栅栅格内的橡胶袋进行挤压，并利用高压气源保证挤压力的恒定，这可以准确地模拟铅酸电池充放电循环过程电池内部板栅的真实受力情况，最终有效获得特定挤压力下板栅结构的疲劳寿命。2、本专利技术提供的铅酸电池板栅疲劳寿命检测装置，导气支管深入橡胶袋体内部，在向橡胶袋提供挤压-泄压所需气体通路的同时，还对橡胶袋起到一定的支撑作用，方便橡胶袋穿入板栅的栅格；控制器同一时刻控制的第一阀门和第二阀门的开闭状态相反，在对橡胶袋充压的过程中隔绝气体与外界大气的通路，而在开放气体与外界大气的通路让橡胶袋泄压的过程中则闭合高压气源与导气总成的通路，这保证了橡胶袋挤压-泄压操作的准确性和有效性，并节约了高压气。3、本专利技术提供的铅酸电池板栅疲劳寿命检测装置结构简单，性能稳定，易于根据具体板栅结构而定制，同时橡胶袋方便更换；对应的铅酸电池板栅疲劳寿命检测方法操作简便，准确性好且节约气源。附图说明图1为本专利技术实施例中模拟检测装置夹持板栅的总装配图。图2为本专利技术实施例中橡胶伸缩袋的结构示意图。图3为本专利技术实施例中板栅的结构示意图。图4为本专利技术实施例中夹具的结构示意图。图5为本专利技术实施例中支座的结构示意图。图6为本专利技术实施例中导气总成的主视图。图7为本专利技术实施例中导气总成和橡胶伸缩袋连接的示意图。图8为本专利技术实施例中导气总成、橡胶伸缩袋和板栅连接的示意图。具体实施方式一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，用于板栅(5)的疲劳寿命模拟本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，其特征在于，用于板栅(5)的疲劳寿命模拟检测，所述板栅(5)包括筋体(51)、极耳(52)和栅格(53)，所述检测装置包括高压气源(1)、控制器(2)、导气总成(3)、橡胶伸缩袋(4)、夹具(6)、支座(7)，所述导气总成(3)包括第一阀门(31)、第一连接管(32)、导气腔(33)、导气支管(34)、第二连接管(35)、第二阀门(36)和固定杆(37)，所述橡胶伸缩袋(4)包括橡胶袋管(41)和橡胶袋体(42)，所述夹具(6)包括夹头(61)和夹柄(62)，所述支座(7)包括支杆(71)和底座(72)；所述高压气源(1)与所述第二连接管(35)连通并为导气腔(33)提供气压；所述控制器(2)分别与第一阀门(31)和第二阀门(36)电性连接并控制第一阀门(31)和第二阀门(36)的开闭；所述第一阀门(31)与第一连接管(32)机械连接并用于开放或闭合第一连接管(32)与外界大气的连接；所述第二阀门(36)与第二连接管(35)机械连接并用于开放或闭合第二连接管(35)与高压气源(1)的连接；所述导气腔(33)分别与第一连接管(32)、第二连接管(35)和导气支管(34)连通；所述导气支管(34)和橡胶袋管(41)连通并为橡胶袋体(42)提供气压；所述橡胶袋体(42)放置于栅格(53)中；所述固定杆(37)和夹柄(62)分别与支杆(71)固定连接；所述夹头(61)夹持并固定极耳(52)。/n...
【技术特征摘要】
1.一种铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，其特征在于，用于板栅(5)的疲劳寿命模拟检测，所述板栅(5)包括筋体(51)、极耳(52)和栅格(53)，所述检测装置包括高压气源(1)、控制器(2)、导气总成(3)、橡胶伸缩袋(4)、夹具(6)、支座(7)，所述导气总成(3)包括第一阀门(31)、第一连接管(32)、导气腔(33)、导气支管(34)、第二连接管(35)、第二阀门(36)和固定杆(37)，所述橡胶伸缩袋(4)包括橡胶袋管(41)和橡胶袋体(42)，所述夹具(6)包括夹头(61)和夹柄(62)，所述支座(7)包括支杆(71)和底座(72)；所述高压气源(1)与所述第二连接管(35)连通并为导气腔(33)提供气压；所述控制器(2)分别与第一阀门(31)和第二阀门(36)电性连接并控制第一阀门(31)和第二阀门(36)的开闭；所述第一阀门(31)与第一连接管(32)机械连接并用于开放或闭合第一连接管(32)与外界大气的连接；所述第二阀门(36)与第二连接管(35)机械连接并用于开放或闭合第二连接管(35)与高压气源(1)的连接；所述导气腔(33)分别与第一连接管(32)、第二连接管(35)和导气支管(34)连通；所述导气支管(34)和橡胶袋管(41)连通并为橡胶袋体(42)提供气压；所述橡胶袋体(42)放置于栅格(53)中；所述固定杆(37)和夹柄(62)分别与支杆(71)固定连接；所述夹头(61)夹持并固定极耳(52)。
2.权利要求1所述的铅酸电池板栅疲劳寿命模拟检测装置，其特征在于，所述导气支管(34)经橡胶袋管(41)伸入橡胶袋体(42)内部，且导气支管(34)伸入橡胶袋体(...
【专利技术属性】
技术研发人员：张翮辉，常春平，游浩林，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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