电化学元件的电子测量与测试配置的故障跟踪方法与装置制造方法及图纸

一种用于大量电化学元件的自动操作电子测量与测试配置中的故障跟踪方法，其中在测量和测试配置中设有电化学元件的支架，其中的电池模拟器具有一包括电连接的外部形状和大小，该形状和大小近似地模拟待测电化学元件，并且该电池模拟器包括测试电路，其具有反向极性的特性在很大程度上不同于其具有基于应用的极性的特性，该方法包括以下步骤：　　　　－－将电池模拟器（９）插入到支架中，　　　　－－激活一个电池模拟器（９），并在其上施加测试电流，　　　　－－测量该电池模拟器（９）上的电压，并比较该电压与这种电池模拟器预定的额定电压。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
电化学元件的电子测量与测试配置的故障跟踪方法与装置
本专利技术涉及一种用于大量电化学元件的自动操作电子测量与测试配置中的故障跟踪方法，以及具体适用于执行该方法的装置。
技术介绍
可充电电化学元件，特别是锂电池，其在许多情况下包含一个包括两个或更多单个元件的电池组。组成电池组的单个电池或单个元件是一个叠层，其由输出导体、活性电极薄膜和一个隔板组成。这种叠层由稳固连接的称为双电池的单独部件组成，该双电池具有以下可能的顺序：负极/隔板/正极/隔板/负极，或正极/隔板/负极/隔板/正极。制作这种可充电锂离子电池的方法描述在美国专利5460904中。两个或多个双电池层状放置以构成电池组，将之插入一个例如由热成型的铝复合片组成的容器后，充填电解液，用盖密封，成形并最后封闭，这样就制成一个完整的电池。在电池工业中，将高度自动的测量装置应用于电池的电子测试。在可充电电池领域，这些系统通过执行一个或多个充/放电周期也可以制作可充电电池。为了实现高生产率，这些系统通常是完全自动的。大量电化学元件的成形需要复杂的装置，在成形过程中，用电池的输出导体形成电接触，其中的电池是被固定的。通常，大量扁平电池被彼此并排地插入到支架(在此称为成型架)的凹槽中，这些凹槽与电池的横截面相匹配。在这种情况下，扁平电池的输出导体接线片指向一个方向并且被夹在片状的位于固定装置上的接触弹簧之间。但是，也可以通过将插针放入输出导体接线片而构成接触。在电池特性的测试中，电池是被连续测试的，也就是说一个接一个地测试，测试的持续时间通常小于1秒。但是对于并行的，即同一时间两个或更多电池的测试，可执行更长时间的测试或操作。为了达到该目的，将这些电池放入特定的容器中并自动地或手动地提供给适当的系统。这些系统通常是计算机控制的。用恒定电流或电流脉冲和/或恒定电压执行该测试或操作。已知的这种装置描述在DE10213685.8A1中。-->接触装置具有相当于电池数量的连接电缆，每个电池具有四个接头。在电池成形系统中通常可同时处理几千或几万个电池。每个单个的电池被连接到控制、测量和调整电路的一个通道。在安装和操作过程中大量的电缆和控制电路通道可能会产生故障。系统构造过程中用手工测试连接是非常复杂的，在困难的条件下需要很长的时间和大量的工作。而在这种操作过程中通常检测不到故障，从而导致错误的测量结果和错误的动作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种方法和特别用于执行该方法的适当的装置，其可以简单、快速并以完全自动的方式执行故障跟踪，并可预防识别的问题。根据本专利技术，用具有方案1所述特征的方法和具有方案5所述特征的装置来实现本专利技术的目的。本专利技术的优点和优选的改进包括在其他的方案中，并在下文中更详细地描述。权利要求书中的用语通过明确的参考标记被包括在说明书内容中。根据本专利技术，电池模拟器被插入用于电化学元件的支架或成型架中。这些电池模拟器的包括电连接的外部形状和尺寸近似地模拟或模仿电化学元件，并且该电池模拟器包括测试电路，其具有反向极性的特性在很大程度上不同于其具有基于应用的极性的特性。激活一个电池模拟器，并在其上施加测试电流，然后测量该电池模拟器上的电压和/或电压响应并与这种电池模拟器预定的额定电压值或额定电压响应相比较。例如，可在预定的时间间隔内执行该比较。电池模拟器包括测试电路，该测试电路可至少包括一个电阻和一个并联的二极管。两个或多个电池模拟器彼此并排放置或相邻放置。在这种情况下，它们可以相互稍有不同，例如它们可具有不同的电压响应特性。这可以用例如不同阻抗的方法来实现，从而可易于分辨单个的电池模拟器。根据权利要求书、说明书和附图可明显得到本专利技术的这些和其他的特征，其中这些单个的特征可单独实现或与本专利技术的一个实施例和其他领域的子组合形式的两个或多个特征组合实现，这些特征可代表本身有专利性的优选实施例，其保护范围在权利要求书描述的范围内。将本申请细分为各部分和中间标题不会限制以下综述的普遍性。-->附图说明在下文中将参考以下的附图详细描述本专利技术的主题，其中：图1所示为根据本专利技术的一个电池模拟器；图2所示为该装置的电连接；图3所示为根据本专利技术方法识别的各种故障的电路简图。具体实施方式图1是电池模拟器9的设计示意图，该装置包括一个具有测试电路的印制电路板3，该测试电路包括并联的至少一个电阻7和一个二极管6。该电池模拟器9也包括正输出导体1和负输出导体2。这些输出导体经四个插针5组成接线4，被连接到电源并连接到测试装置。如果不用插针，也可以用输出导体通过固定在两端的接触弹簧构成连接。例如，这两个输出导体可以由厚度为100μm，宽度为5mm的镍条组成，用焊接的方法连接到印制电路板上测试电路的导体槽。电池模拟器的外部形状和大小的尺寸相当于将要被测试或被成形的电化学元件。图2所示为用于相互并排放置的大量扁平电池或电池模拟器9的支架的所谓的成型架11。单个的扁平电池放置在该支架的凹槽中，这些凹槽与电池的横截面相匹配。接触单元10包括用于与电池或电池模拟器9建立连接的插针5和接触弹簧。插针5和接触弹簧被连接到组合起来构成电缆束8的接线4上。成形系统上的成形位置被细分成逻辑块。例如，192个逻辑块上有24576个成形位置，每个逻辑块128个。每个逻辑块相当于一个用于支持成型架的系统舱。每个系统舱包括一个用于与成型架上的电池建立连接的接触单元10。每个电池到系统控制和调节电路有四个电连接线路4。每个控制路径被连接到一个电池或一个电池模拟器9。与上述的电池模拟器相适应的成型架用例如齿条控制器的方法被插入到被测系统舱。然后通过闭合该接触单元，将该电池模拟器电连接到该控制器或控制系统中。对于本专利技术的故障跟踪处理，相邻的电池模拟器按顺序具有不同的特性是必要的，例如，以用于识别相邻路径或电池之间的交叉线。由于四个相邻的路径的接线可以相互交叉，则需要四个不同的电池模-->拟器以规则的重复方式进行配置，如图2中所示。图3A用示意图示出组合起来构成电缆束8的接线4以及用于每个电池或电池模拟器的四个接触器5。四个接线(U+、U-、I+、I-)从控制电路的每个路径通向一个电池，相当于一个四线测量方法。标记K1、K2等，各表示测量和控制电路、电池或电池模拟器的一个路径。该系统设计的优点是成型架11上的所有电池或电池模拟器可同时通过接触单元10实现接触。图3B和3C示出了单独地测试每个路径和应用具有不同特性的电池模拟器的需要。如果测量接线(U+、U-)和/或一个路径的电源线(I+、I-)与另一路径的测量接线成对交叉，则该故障只有在仅一个路径是在每种情况下都有效，即有电的，并且相邻的电池模拟器具有不同特性时才能被识别。由于各电池模拟器的配置和顺序是已知的，每个单独路径所期望的测量值也是已知的。因此可能检测出以上所述的故障。图3D示出了电池模拟器具有带反向极性的不同特性。图3E和3F所示为用根据本专利技术的方法识别的其他可能的故障的需要。各种电池模拟器必须考虑所有元件和测量的容差以设计相互具有很大区别并且具有反向极性的不同特性。例如，应用四个不同的电池模拟器，当电流流过各电池模拟器时压降可以是2.7v、3.3v、3.9v或4.7v，具有反向极性时压降为1.0v。这四个不同类型的电池模拟器所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于大量电化学元件的自动操作电子测量与测试配置中的故障跟踪方法，其中在测量和测试配置中设有电化学元件的支架，其中的电池模拟器具有一包括电连接的外部形状和大小，该形状和大小近似地模拟待测电化学元件，并且该电池模拟器包括测试电路，其具有反向极性的特性在很大程度上不同于其具有基于应用的极性的特性，该方法包括以下步骤：--将电池模拟器(9)插入到支架中，--激活一个电池模拟器(9)，并在其上施加测试电流，--测量该电池模拟器(9)上的电压，并比较该电压与这种电池模拟器预定的额定电压。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，测量该电池模拟器(9)的电压之前，在预定的时间间隔，将测量电流与预定的额定值相比较。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，两个或多个电池模拟器(9)彼此相邻放置。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·哈尔德，P·豪格，D·伊利克，W·瓦尔库姆，P·比尔克，
申请(专利权)人：瓦尔达微电池有限责任公司，
类型：发明
国别省市：