过充检测模拟装置及模拟检测方法与流程

本发明涉及过充检测技术领域，具体涉及一种过充检测模拟装置及模拟检测方法。

背景技术：

目前，大多数电池都具有过充保护模块，而由于电池的内部结构限制，以至于难以获取电池过充时的具体电流参数和其他相关参数，而电池生产厂商急需上述电流等参数来为设计电池以及电池的过充保护模块提供数据支持。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种过充检测模拟装置及模拟检测方法，解决了无法获取电池过充时的电流参数等问题。

本发明实施例提供的一种过充检测模拟装置包括：

外部供电装置；

壳体；

与所述壳体可拆装连接的顶盖板；

形成于所述顶盖板和所述壳体之间的腔体；

正极输出接头，包括过流熔断引片，所述正极输出接头通过所述过流熔断引片与所述外部供电装置电性连接；

负极输出接头，与所述外部供电装置电性连接；

与所述顶盖板导通连接的金属接片；

供气装置；以及

电流采集装置；

其中，所述正极输出接头与所述负极输出接头其中之一与所述顶盖板导通连接，其中另一与所述顶盖板绝缘装配，所述供气装置构造为通过向所述腔体内输入气体以使所述金属接片、所述负极输出接头以及所述正极输出接头与所述外部供电装置形成回路，所述电流采集装置构造为采集所述回路的电流，所述过流熔断引片构造为基于所述回路过流而熔断并切断所述回路。

其中，所述顶盖板包括气孔，所述过充检测模拟装置进一步包括安装在所述气孔上的气压采集装置，所述气压采集装置构造为采集所述腔体内气体的压力；和/或

所述过充检测模拟装置进一步包括安装在所述顶盖板上的温度采集装置，所述温度采集装置构造为采集所述腔体内气体的温度。

所述过充检测模拟装置进一步包括：安装在所述壳体上分别与所述外部供电装置电性连接的正极输入接头和负极输入接头。

其中，所述过流熔断引片置于所述腔体中，所述负极输出接头包括置于所述腔体中的金属连接引片，所述过充检测模拟装置进一步包括：置于所述腔体中连接在所述正极输入接头与所述过流熔断引片之间的第一铜排；和/或

置于所述腔体中连接在所述负极输入接头与所述金属连接引片之间的第一铜排。

其中，所述过充检测模拟装置进一步包括：至少一个第二铜排，所述外部供电装置通过所述第二铜排分别与所述正极输入接头和/或所述负极输入接头电性连接。

其中，所述顶盖板包括绝缘盖板以及叠加在所述绝缘盖板上的金属盖板，所述绝缘盖板暴露在所述腔体中，所述顶盖板包括贯穿所述金属盖板和所述绝缘盖板的负极接头安装孔和正极接头安装孔，所述过充检测模拟装置进一步包括分别置于所述负极接头安装孔和所述正极接头安装孔中的密封圈以及叠加在所述金属盖板上位于所述负极接头安装孔或所述正极接头安装孔周围的绝缘垫，所述正极输出接头穿过所述密封圈安装在所述正极接头安装孔中，所述负极输出接头穿过所述密封圈安装在所述负极接头安装孔中。

其中，所述壳体的材质为透明耐高温绝缘材质。

其中，所述外部供电装置为多挡位直流电压源。

本发明实施例还提供了一种采用上述任一种过充检测模拟装置进行模拟检测的方法，所述方法包括：

向形成于顶盖板和壳体之间的腔体中输入气体以使金属接片、负极输出接头、正极输出接头与外部供电装置形成回路；以及

采集所述回路的电流。

其中，所述过充检测模拟装置包括气压采集装置，所述方法进一步包括：

采集所述腔体内的气体压力。

本发明实施例提供的一种过充检测模拟装置，通过将顶盖板与壳体可拆装连接，可以方便该过充检测模拟装置进行多次过充模拟试验，节约了试验成本。此外本发明实施例提供的过充检测模拟装置模拟了电池的内部压力环境，由于该过充检测模拟装置中的气体通过供气装置输入，因此气体的压力便于调节，且受温度影响较小，操作比较灵活。通过设置电流采集装置，可以很方便地获取负极输出接头、正极输出接头以及外部供电装置形成回路时的电流，该电流即电池的过充保护功能触发时的电流，因此该电流值可以为设计电池的过充保护电路提供数据参考。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的一种过充检测模拟装置的结构示意图。

图2所示为本发明一实施例提供的一种过充检测模拟装置的结构示意图。

图3所示为本发明一实施例提供的一种过充检测模拟方法的流程示意图。

图4所示为本发明一实施例提供的一种过充检测模拟方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明一实施例提供的一种过充检测模拟装置的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的过充检测模拟装置包括外部供电装置4；壳体12、与壳体12可拆装连接的顶盖板11、形成于顶盖板11和壳体12之间的腔体13、与顶盖板11导通连接的正极输出接头31、与顶盖板11绝缘装配的负极输出接头21、与顶盖板11导通连接的金属接片7、供气装置6以及电流采集装置51。其中，正极输出接头31包括过流熔断引片311，正极输出接头31通过过流熔断引片311与外部供电装置4电性连接；负极输出接头21与外部供电装置4电性连接。供气装置6构造为通过向腔体13内输入气体以使金属接片7与负极输出接头21导通，进一步使得负极输出接头21、正极输出接头31以及外部供电装置4形成回路。电流采集装置51用于采集负极输出接头21、正极输出接头31以及外部供电装置4形成的回路的电流。当负极输出接头21、正极输出接头31以及外部供电装置4形成的回路时，回路电流为负极输出接头21与正极输出接头31之间的短路电流，试验表明上述短路电流瞬间便可达到几百安培，而过流熔断引片311一般由低熔点材质如铝制成，因此回路过流后，过流熔断引片311很容易由于过流产生的高热量而熔断并切断整个回路。在本发明实施例中，金属接片7受腔体13内气体压力影响可以改变状态。当金属接片7为翻转片时，通常状态下，金属接片7与负极输出接头21是断开的，腔体13内气压升高可以使得金属接片7发生翻转，翻转后的金属接片7便可与负极输出接头21接通。当金属接片7为弹片时，通常状态下，金属接片7与负极输出接头21是断开的，腔体13内气压升高可以使得金属接片7发生弹性变形，发生弹性变形后的金属接片7便可与负极输出接头21接通。然而应当理解，只要能保证金属接片7通常状态下与负极输出接头21断开，腔体13内气压增高到一定值时，金属接片7与负极输出接头21接通即可，本发明实施例对金属接片7采用的形式不作具体限定。

在本发明实施例中，通过将顶盖板11与壳体12可拆装连接，可以方便该过充检测模拟装置进行多次过充模拟试验，节约了试验成本。目前，电池的充电一般是通电使得电池内部的发生化学反应，随着化学反应的进行，化学反应中释放的热量可以使得电池内部腔体的气压增大，当电池内部腔体的气压达到额定值时，可以触发电池的过充保护功能，进而切断充电电路完成充电。电池的过充保护功能的实现依赖于充电过程中的系统放热增加电池内部压力，受环境影响比较大，因此在电池的实际应用场景中，触发电池的过充保护功能时的电流等数据是难以获得，即使采用非常规手段，额外增加测量设备，然而多次测量结果的一致性也难以保证，获得的测量数据的可参考价值不大。本发明实施例提供的过充检测模拟装置模拟了电池的内部压力环境，由于该过充检测模拟装置中的气体通过供气装置6输入，因此气体的压力便于调节，且受温度影响较小，操作比较灵活。通过设置电流采集装置51，可以很方便地获取负极输出接头21、正极输出接头31以及外部供电装置4形成回路时的电流，该电流即电池的过充保护功能触发时的电流，因此该电流值可以为设计电池的过充保护电路提供数据参考。

在本发明实施例中，正极输出接头31与顶盖板11导通连接，负极输出接头21与顶盖板11绝缘装配，供气装置6构造为通过向腔体13内输入气体以使金属接片7与负极输出接头21导通。然而本发明实施例提供提供的技术方案也可以是：负极输出接头21与顶盖板11导通连接，正极输出接头31与顶盖板11绝缘装配，此时供气装置6便构造为通过向腔体13内输入气体以使金属接片7与正极输出接头31导通。然而应当理解，只要正极输出接头31与负极输出接头21其中之一与顶盖板11导通连接，其中另一与顶盖板11绝缘装配，供气装置6构造为通过向腔体13内输入气体以使金属接片7、负极输出接头21、正极输出接头31与外部供电装置4形成回路即可。本发明实施例对正极输出接头31和负极输出接头21的设置方式不作具体限定。在后续的本发明实施例中，仅以正极输出接头31与顶盖板11导通连接，负极输出接头21与顶盖板11绝缘装配的技术方案进行示例性阐述。

图2所示为本发明一实施例提供的一种过充检测模拟装置的结构示意图。

参考图2，在一个实施例中，顶盖板11可包括气孔113，过充检测模拟装置进一步包括安装在气孔113上的气压采集装置52，气压采集装置52用于采集腔体13内气体的压力。通过设置气压采集装置52可以获取腔体13内的气压的实时参数，这样可以为电池的外壳设计提供参考，使得设计的电池外壳的强度不至过大或过小。

在一个实施例中，过充检测模拟装置可进一步包括安装在顶盖板11上的温度采集装置53，温度采集装置53用于采集腔体13内气体的温度。通过设置温度采集装置53可以获取腔体13内环境的实时温度，这样电流采集装置51显示的电流值即为环境温度为特定值(和/或气压为特定值)时的电流值，这样可以使得电流采集装置51显示的电流值更具参考价值。

在一个实施例中，过充检测模拟装置可进一步包括安装在壳体12上分别与外部供电装置4电性连接的正极输入接头32和负极输入接头22。正极输入接头32和/或负极输入接头22可以安装在壳体12的任一表面上，本发明实施例对正极输入接头32和/或负极输入接头22的安装位置不作具体限定。通过在壳体12上设置正极输入接头32和负极输入接头22，可以方便外部供电装置4与正极输入接头32和负极输入接头22的可插拔连接，实现过充检测模拟装置的模块化设计。

在一个实施例中，过流熔断引片311置于腔体13中，负极输出接头21包括置于腔体13中的金属连接引片211，过充检测模拟装置进一步包括：置于腔体13中，连接在正极输入接头32与过流熔断引片311之间的第一铜排81，以及置于腔体13中，连接在负极输入接头22与金属连接引片211之间的第一铜排82。然而应当理解，本发明实施例可以仅仅是正极输入接头32与过流熔断引片311之间连接第一铜排81，或者仅仅是负极输入接头22与金属连接引片211之间连接第一铜排81，本发明实施例对第一铜排81的安装位置以及使用数量不作具体限定。第一铜排81可以通过超声波焊接的方式与正极输入接头32和过流熔断引片311焊接在一起，或与负极输入接头22与金属连接引片211焊接在一起，本发明实施例对第一铜排81的安装方式不作具体限定。过流熔断引片311、金属连接引片211以及第一铜排81均置于腔体13中可以确保连接的可靠性。由于金属铜的高熔点及低电阻率，因此铜排可以传输较高的电流而不至于熔断，而本发明实施例对第一铜排81的形状也不作具体限定。通过设置第一铜排81，可以保证回路连接的可靠性。为了进一步保证回路连接的可靠性，金属连接引片211可采用铜质，然而应当理解，金属连接引片211也可采用其他高熔点及低电阻率的材质，本发明实施例对金属连接引片211的材质不作具体限定。

在一个实施例中，过充检测模拟装置可进一步包括至少一个第二铜排82，外部供电装置4通过第二铜排82分别与正极输入接头32和/或负极输入接头22电性连接。通过设置第二铜排82，可以根据实际应用场景灵活设置外部供电装置4。

在一个实施例中，顶盖板11包括绝缘盖板111以及叠加在绝缘盖板111上的金属盖板112，绝缘盖板111暴露在腔体13中，顶盖板11包括贯穿金属盖板112和绝缘盖板111的负极接头安装孔115和正极接头安装孔116，过充检测模拟装置进一步包括分别置于负极接头安装孔115和正极接头安装孔中116的密封圈117以及叠加在金属盖板112上位于负极接头安装孔115周围的绝缘垫118，正极输出接头31穿过密封圈117安装在正极接头安装孔116中，负极输出接头21穿过密封圈117安装在负极接头安装孔115中。在本发明提供的正极输出接头31与顶盖板11绝缘装配的实施例中，绝缘垫118设置在正极接头安装孔116周围。将顶盖板11设置为绝缘盖板111与金属盖板112叠加的层状结构可以方便顶盖板的制作，通过设置密封圈117可以保证腔体13的密封性。然而应当理解，顶盖板11也可为其他结构，本发明实施例对顶盖板11的具体结构形式不作限定。

在一个实施例中，为了便于金属接片7的安装，顶盖板11可包括安装孔114，为了保证顶盖板11的密封性，安装孔114可以仅仅设置在金属盖板112上，绝缘盖板111上设置通气孔即可。金属接片7置于安装孔114中，负极输出接头21覆盖安装孔114，通常状态下，负极输出接头21与金属接片7是断路的，当腔体13内气压达到额定值时，金属接片7的状态发生改变，进而与负极输出接头21接通。然而应当理解，安装孔114并不是必须的，其是为了方便金属接片7的安装而设置，当金属接片7与金属盖板112可以为一体式连接时，这样可以取消设置安装孔。

在一个实施例中，壳体12的材质可为透明的耐高温绝缘材质。这样可以方便在试验过程中观察腔体13内部的变化，尤其是金属接片7状态发生改变的时机。

在一个实施例中，外部供电装置4可为多挡位直流电压源，这样便于获取不同输入电压下的电流值，例如，当输入电压为5V时，回路电流为800A左右；当输入电压为6V时，回路电流为700A左右。

图3所示为本发明一实施例提供的一种过充检测模拟方法的流程示意图。

如图3所示，本发明实施例还提供了一种通过上述过充检测模拟装置进行过充检测模拟方法，该方法包括如下步骤：

步骤101：向形成于顶盖板11和壳体12之间的腔体13中输入气体以使金属接片7、负极输出接头21、正极输出接头31与外部供电装置4形成回路。通过供气装置6向腔体13内输入气体来模拟电池充电过程中电池内部的压力环境，当腔体13内气压达到额定值时可以使得金属接片7、负极输出接头21、正极输出接头31与外部供电装置4形成回路。

步骤102：采集回路的电流。通过电流采集装置51可以很容易得到金属接片7、负极输出接头21、正极输出接头31与外部供电装置4形成回路时的电流值，该电流值可以为设计电池的过充保护电路提供数据参考。完成该步骤后，正极输出接头31的过流熔断引片311可基于回路过流熔断并切断回路，从而防止由于过流而破坏回路中的负极输出接头21以及正极输出接头31等器件。

通过上述步骤可以很方便地获取负极输出接头21、正极输出接头31以及外部供电装置4形成回路时的电流，该电流即电池的过充保护功能触发时的电流，因此该电流值可以为设计电池的过充保护电路提供数据参考。

图4所示为本发明一实施例提供的一种过充检测模拟方法的流程示意图。

参考图4，在一个实施例中，过充检测模拟装置包括气压采集装置52，该方法进一步包括：

步骤103：采集腔体13内的气体压力。通过设置气压采集装置52可以获取腔体13内的气压的实时参数，这样可以为电池的外壳设计提供参考，使得设计的电池外壳的强度不至过大或过小。

应当理解，本发明实施例中提到的第一和第二等限定词，仅仅为了更清楚地描述本发明实施例的技术方案使用，并不能用以限制本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。