专利名称：一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池内阻与电压测试仪，尤其涉及一种高精度锂离子电池内 阻与电压测试仪。
背景技术：
目前，国内很多锂离子电池生产厂家对圆柱形锂离子电池内阻的测试还主要以人 工操作为主，对于大规模生产来说劳动量过大，生产效率较低下，人为因素产生的测量误差 较多，不能准确测量电池的内阻。
发明内容本实用新型的目的是提供一种既可消除人工操作产生的测量误差，又可大幅度提 高生产效率的高精度锂离子电池内阻与电压测试仪。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，包括机柜，机柜上固定安装有压床模 块，其特征是压床模块包括有顶板和下探针板，顶板位于下探针板上方，顶板与下探针板 之间固定连接有光杠，光杠上上下滑动连接有上探针板和托盘板，上探针板位于托盘板上 方，上探针板下面固定安装有探针安装板，探针安装板下面固定安装有上探针，下探针板上 面固定安装有探针安装板，探针安装板上面固定安装有下探针，下探针与上探针相对应；顶 板与上探针板之间固定安装有气缸，托盘板与下探针板之间固定安装有弹簧。根据所述的一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，其特征是所述光杠上固 定连接有挡圈，挡圈位于所述顶板和上探针板之间。根据所述的一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，其特征是所述上探针板 下面固定安装有气缸固定装置，气缸的底座固定安装在顶板下面，气缸的伸缩杆固定连接 在气缸固定装置上面；气缸的伸缩杆自由端连接有气缸顶杆头，托盘板上面固定安装有可 调限高块套，可调限高块套内放有可调限高块；可调限高块的位置与气缸顶杆头上下相对 应。根据所述的一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，其特征是所述下探针板 上面固定安装有下限位块；所述下探针板上面固定安装有弹簧顶杆，所述弹簧套装在弹簧 顶杆上。根据所述的一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，其特征是所述上探针板 和托盘板四角均固定安装有直线轴承，直线轴承套装在所述光杠上，直线轴承与光杠为上 下滑动连接。根据所述的一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，其特征是所述托盘板上 固定安装有托盘限位卡，托盘限位卡的横截面为“Z”或“T”字形状。结合计算机远程控制，本实用新型能自动对电池进行内阻与电压测量，节约了测 量时间，生产效率提高，非常符合工厂大规模生产的要求。本实用新型使用机械自动化气动控制，避免了人为因素产生的误差，使测量结果更加准确。
图1是本实用新型的主视结构示意图；图2是本实用新型的左视结构示意图；图3是本实用新型中压床模块的结构示意图；图4是结合本实用新型使用的电池托盘放入电池后的立体结构示意图；图5是本实用新型的电路原理框图。附图中1、挡圈；2、托盘限位卡；3、电磁阀；4、气缸顶杆头；5、下限位块；6、气压表；7、气 缸；8、上探针；9、被测电池；10、下探针；11、压床模块；12、顶板；13、上探针板；14、直线轴 承；15、托盘板；16、光杠；17、下探针板；18、探针安装板；19、气缸固定装置；20、可调限高 块；21、弹簧；22、弹簧顶杆；23、可调限高块套；24、托盘；25、中央处理单元；26、按键选择 电路；27、异常报警电路；28、继电器选通电路；29、电池探针板；30、内阻与电压测试表；31、 通信端口 ； 32、上位机通信装置通信端口 ； 33、上位机通信装置。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，如图1、图2、图3所示，包括机柜，机柜 上固定安装有压床模块11，压床模块11包括有顶板12和下探针板17，顶板12位于下探针 板17上方，顶板12与下探针板17之间固定连接有光杠16，光杠16上上下滑动连接有上探 针板13和托盘板15，上探针板13位于托盘板15上方，上探针板13下面固定安装有探针安 装板18，探针安装板18下面固定安装有上探针8，下探针板17上面固定安装有探针安装板 18，探针安装板18上面固定安装有下探针10，下探针10与上探针8相对应；顶板12与上探 针板13之间固定安装有气缸7，托盘板15与下探针板17之间固定安装有弹簧21。所述光 杠16上固定连接有挡圈1，挡圈1位于所述顶板12和上探针板13之间。所述上探针板13 下面固定安装有气缸固定装置19，气缸7的底座固定安装在顶板12下面，气缸7的伸缩杆 固定连接在气缸固定装置19上面；气缸7的伸缩杆自由端连接有气缸顶杆头4，托盘板15 上面固定安装有可调限高块套23，可调限高块套23内放有可调限高块20 ；可调限高块20 的位置与气缸顶杆头4上下相对应。所述下探针板17上面固定安装有下限位块5 ；所述下 探针板17上面固定安装有弹簧顶杆22，所述弹簧21套装在弹簧顶杆22上。所述上探针板 13和托盘板15四角均固定安装有直线轴承14，直线轴承14套装在所述光杠16上，直线轴 承14与光杠16为上下滑动连接。所述托盘板15上固定安装有托盘限位卡2，托盘限位卡 2的横截面为“Z”或“T”字形状。 本实用新型包括机械部分和电气部分。 机械部分由压床模块构成，压床模块包括四层压板(既顶板、上探针板、托盘板和 下探针板)、光杠、直线轴承、探针安装板、气缸、气缸固定装置、气缸顶杆头、弹簧、弹簧顶 杆、限高块、可调限高块、可调限高块套、挡圈、限高开关块、下限位块、托盘限位卡等部分。 压板的形状为方形，四层压板中的最上层为顶板，第二层为上探针板，第三层为托盘板，最
4下层为下探针板。顶板的四角处均开有光杠固定孔，四个光杠固定孔内分别固定安装有四个光杠， 光杠固定孔与光杠的顶端固定相连，顶板上还开有气缸固定孔，气缸固定孔位于顶板上相 对的两边部位，此气缸固定孔和气缸的缸体固定连接。上探针板朝向下探针板方向的一面固定连接有探针安装板，探针安装板下面安装 有上探针，上探针板的四角处均开有直线轴承固定孔，此四个直线轴承固定孔内分别固定 连接有直线轴承，四个直线轴承分别套装在上述四个光杠上并与之上下滑动连接，上探针 板相对的两边部分装有气缸固定装置，此气缸固定装置与气缸的气缸杆通过气缸顶杆头固 定连接，在顶板与上探针板之间的光杠上固定连接有挡圈；托盘板朝向上探针板的面上固 定连接有微动开关固定块和可调限高块套。微动开关固定块上固定有两个微动开关，其中一个微动开关与托盘防反槽相对 应，可调限高块放在可调限高块套内，可调限高块、可调限高块套的中心在气缸杆的中心线 上。托盘板的四角处均开有直线轴承固定孔，此四个直线轴承固定孔内固定连接有四 个直线轴承，四个直线轴承分别套在上述四个光杠上并与之上下滑动连接。下探针板朝向上探针板的面上固定连接有探针安装板，探针安装板上安装有下探 针，下探针板的四角处开有光杠固定孔，四个光杠固定孔分别与上述四个光杠的下端固定 连接，下探针板上固定连接有N个弹簧顶杆，弹簧顶杆上套装有弹簧，弹簧通弹力将托盘板 托起，在气缸杆的中心线与下探针板交界的地方固定连接有下限位块。本实用新型的电气部分包括有中央处理单元、上位机通信装置、内阻与电压测试 表、按键选择电路、异常报警电路及继电器选通电路。内阻与电压测试表、按键选择电路、异 常报警电路及继电器选通电路分别与中央处理单元相连，继电器选通电路与电池探针板相 连，中央处理单元通过上位机通信装置及通信端口与上位机相连，内阻与电压测试表通过 通信端口与上位机相连。上述上位机通信装置为485转232串行通信转换器，中央处理单元与上位机通信 装置间为485通信方式，上位机通信装置与上位机间为232通信方式。上述按键选择电路包括急停开关、电源开关、电源指示灯、压床控制按键、手动/ 自动转换按键、限位微动开关及工作状态指示灯。在出现危险或紧急情况时按下会切断电 路、保护人身或设备安全的急停开关与220V/50HZ交流电相连，控制测试仪电源通断的电 源开关与急停开关相连，指示设备是否通电的电源指示灯与电源开关相连，能实现电路中 高低电平的转换、使中央处理单元通过检测按键电位判断执行状态的压床控制按键、手动/ 自动转换按键与中央处理单元相连，能产生高低电平信号、使中央处理单元通过检测电位 判断压床是否闭合到位的限高微动开关与中央处理单元相连，指示设备状态是否正常的工 作状态指示灯与中央处理单元相连。上述异常报警电路包括一个根据气压是否正常产生高低电平的气压表和4个根 据电池托盘是否到位产生高低电平的微动开关，气压表与中央处理单元相连，4个微动开关 与中央处理单元相连。上述继电器选通电路由双刀双掷继电器构成，每一个电池测试点都有2个继电器 控制，继电器的通断控制电池测试点是否接入内阻与电压测试表，继电器的通断由中央处理单元控制，中央处理单元通过程序控制每一个电池测试点的2个继电器的通断，按照顺 序可完成所有电池测试点依次接入内阻与电压测试表。继电器选通电路由继电器线路板 构成，每块线路板由控制电池测试点是否接入中央处理单元的继电器阵列及总线继电器构 成，每块电池探针板对应的电池测试点共用一个总线继电器，总线继电器可有效消除干扰， 提高测试精度。继电器选通电路与中央处理单元相连。上述内阻与电压测试表采用H0KI3560型内阻与电压表，采用交流四线制法测试 电池的内阻与电压，该表通过通信端口与上位机进行通信，并将测试后的数据通过通信端 口传输给上位机。上述中央处理单元为单片机，为了使电路既简单又有效，所述单片机使用 ATMEGA128L型8位单片机。本实用新型是一种锂离子电池内阻与电压同步测试的设备，具有精度高、测速快、 操作简单、自动化程度高的特点。本实用新型自动化程度高，测量准确，测量数据可随时调出查看，为后续生产工序 带来方便；采用了总线继电器，可有效消除干扰，提高测试精度；上位机通信装置为485通 信串口，传输距离远。本实用新型的中央处理单元分别与内阻与电压测试表、按键选择电路、异常报警 电路及继电器选通电路相连，继电器选通电路与电池探针板相连，中央处理单元与上位机 通信装置相連，并通过上位机通信装置通信端口与上位机相连，内阻与电压测试表通过通 信端口与上位机相连。打开按键选择电路中的电源开关接通测试仪，打开测试软件使测试仪与上位机 (电脑)保持通信正常。异常报警电路包括气压状态检测电路与电池托盘到位检测电路，气 压状态检测电路包括一个可产生高低电平的气压表，气压表与中央处理单元相连，当气压 正常时产生低电平信号，当气压异常时产生高电平信号，中央处理单元对高低电平信号进 行判断，如果气压异常时中央处理单元将产生报警信号，使按键选择电路中的工作状态指 示灯处于闪烁状态。在确定气压正常后将装有被测电池的电池托盘放入压床模块的托盘限位装置中， 托盘限位装置对托盘运动终点定位，异常报警电路中的电池托盘到位检测电路包括4个微 动开关，4个微动开关固定在微动开关固定块上，4个微动开关的常开触点接入高电平，电 池托盘到位检测电路与中央处理单元相连，中央处理单元通过检测4个微动开关的电位判 断电池托盘是否到位以及是否装反。当电池托盘到位时，4个微动开关的常开触点闭合，高 电平信号接入中央处理单元，中央处理单元判断4个微动开关全为高电平时表示电池托盘 到位，否则表示电池托盘不到位，此时中央处理单元将产生报警信号，使按键选择电路中的 工作状态指示灯处于闪烁状态。在确定电池托盘到位后选择按键选择电路中的手动/自动转换按键，当选择手动 模式时，操作按键选择电路中的压床控制按键控制电磁阀，电磁阀控制气缸内部的气门，使 压床模块压合或张开，当选择自动模式时，由测试软件向中央处理单元发出指令，中央处理 单元控制电磁阀，电磁阀控制气缸内部的气门，使压床模块压合或张开。当气缸杆向前运动时，通过气缸固定装置将上探针板向下推动，上探针板上的探 针通过与托盘内的电池接触将上探针板向下推动，并压缩弹簧，直到气缸顶杆头与托盘板
6上的可调限高块接触，托盘板的底面与固定在下探针板上的限高块接触，使上、下探针板上 安装的探针与放置在电池托盘中被测电池的正、负极相连，限高开关块上固定的微动开关 闭合，产生高电平，中央处理单元收到高电平信号后判断压床闭合到位，按键选择电路中的 工作状态指示灯常亮，可以开始测试。利用测试软件向中央处理单元发送开始测试指令，中央处理单元根据内部程序驱 动继电器选通电路中的继电器吸合，被测电池的电流与电压值通过继电器选通电路中继电 器吸合后接通的触点传送到内阻与电压测试表，内阻与电压测试表经过处理后，将正确的 内阻与电压值通过通信端口传输给上位机中的测试软件，测试软件收到数据后进行处理保 存，完成后继续向中央处理单元发送测试指令，开始测试下一颗被测电池。所有被测电池测试完毕后，如果选择的是手动模式，可以操作按键选择电路中的 压床控制按键，中央处理单元会根据压床控制按键的电位来控制压床模块张开，此时电池 探针板上安装的探针与放置在电池托盘中的被测电池脱离，取出电池托盘，放入新的装有 被测电池的电池托盘，开始新的测试。如果选择的是自动模式，在测试完毕后，中央处理单 元会直接控制压床模块张开，此时电池探针板上安装的探针与放置在电池托盘中的被测电 池脱离，取出电池托盘，放入新的装有被测电池的电池托盘，开始新的测试。
权利要求一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，包括机柜，机柜上固定安装有压床模块(11)，其特征是压床模块(11)包括有顶板(12)和下探针板(17)，顶板(12)位于下探针板(17)上方，顶板(12)与下探针板(17)之间固定连接有光杠(16)，光杠(16)上上下滑动连接有上探针板(13)和托盘板(15)，上探针板(13)位于托盘板(15)上方，上探针板(13)下面固定安装有探针安装板(18)，探针安装板(18)下面固定安装有上探针(8)，下探针板(17)上面固定安装有探针安装板(18)，探针安装板(18)上面固定安装有下探针(10)，下探针(10)与上探针(8)相对应；顶板(12)与上探针板(13)之间固定安装有气缸(7)，托盘板(15)与下探针板(17)之间固定安装有弹簧(21)。
2.根据权利要求1所述的一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，其特征是所述 光杠(16)上固定连接有挡圈(1)，挡圈(1)位于所述顶板(12)和上探针板(13)之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，其特征是 所述上探针板(13)下面固定安装有气缸固定装置(19)，气缸(7)的底座固定安装在顶板(12)下面，气缸(7)的伸缩杆固定连接在气缸固定装置(19)上面；气缸(7)的伸缩杆自由 端连接有气缸顶杆头(4)，托盘板(15)上面固定安装有可调限高块套(23)，可调限高块套 (23)内放有可调限高块(20)；可调限高块(20)的位置与气缸顶杆头(4)上下相对应。
4.根据权利要求3所述的一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，其特征是所述 下探针板(17)上面固定安装有下限位块(5)；所述下探针板(17)上面固定安装有弹簧顶 杆(22)，所述弹簧(21)套装在弹簧顶杆(22)上。
5.根据权利要求4所述的一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，其特征是所述 上探针板(13)和托盘板(15)四角均固定安装有直线轴承(14)，直线轴承(14)套装在所述 光杠(16)上，直线轴承(14)与光杠(16)为上下滑动连接。
6.根据权利要求5所述的一种高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，其特征是所述 托盘板(15)上固定安装有托盘限位卡(2)，托盘限位卡⑵的横截面为“Z”或“T”字形状。
专利摘要一种既可消除人工操作产生的测量误差，又可大幅度提高生产效率的高精度锂离子电池内阻与电压测试仪，包括机柜，机柜上固定安装有压床模块，压床模块包括有顶板和下探针板，顶板位于下探针板上方，顶板与下探针板之间固定连接有光杠，光杠上上下滑动连接有上探针板和托盘板，上探针板位于托盘板上方，上探针板下面固定安装有探针安装板，探针安装板下面固定安装有上探针，下探针板上面固定安装有探针安装板，探针安装板上面固定安装有下探针，下探针与上探针相对应；顶板与上探针板之间固定安装有气缸，托盘板与下探针板之间固定安装有弹簧。光杠上固定连接有挡圈，挡圈位于所述顶板和上探针板之间。
文档编号G01R1/067GK201673208SQ20102020206
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者吕站军 申请人:吕站军