[发明专利]用于测试铅酸电池及其组件的测试装置以及引用该测试装置的方法和系统

说明书

根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的测试装置、测试台、测试系统和/或相关方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的方法。根据至少特定的选定实施方式，本公开或发明致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的系统。根据至少特别的选定实施方式，本发明或发明涉及用于测试一个或多个铅酸电池的新的或改进的装置和方法，通过该装置和方法，一个或多个电池经受一个或多个电池在使用中或在现场应用中所经受的典型运动。

领域

根据至少选定的实施方式，本公开或发明致力于新的或改进的测试装置(其用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效)、测试台、测试系统和/或相关方法。根据至少特定的实施方式，本公开或发明致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的方法。根据至少特定的选定实施方式，本公开或发明致力于用于测试铅酸电池和/或其组件和/或其组件的功效的新的或改进的系统。

背景

铅酸电池具有从消费者到工业用途的许多应用。在一些应用中，电池处于静止环境中；而铅酸电池的许多应用则出现在车辆中，电池在运动中耗去其使用寿命或经历震动。但是，除了在车辆中进行现场测试外，实验室中的电池测试通常是在静止的环境中进行的，其间温度升高到一定程度，以模拟使用条件并缩短测试时间。

深循环铅酸电池，比如用在高尔夫球车(也称高尔夫车)、叉车、电动人力车、电动自行车、怠速-停-起(ISS)车辆等中的电池，几乎总是在部分充电状态(PSoC)下运行。此类电池(可能除ISS电池以外)在充电之前要放电使用8-12小时或更长时间。此外，这些电池的操作人员在再次使用电池之前，可能不会对电池过度充电。ISS电池经历放电循环和短暂的间歇性充电循环，通常很少达到完全充电或过度充电的状态。这些电池以及其他电池都容易发生酸分层或酸缺乏，或者既发生酸分层又发生酸缺乏。因此，这些电池(或电池内的区域)会有电解液具有高水浓度的时期。同时，这些电池(或电池内的区域)也会有电解液具有较高酸浓度的时期。这些情况可能导致各种问题，比如，像电池寿命缩短、循环性能下降、充电接受力降低、电池或电池单元短路以及这些问题的组合。

如图1A所示，给出了示例性的铅酸电池50，其具有正极端子51和负极端子53。在电池50内，是一组交替的正极极板或正极52和负极极板或负极54，在每个正极52和负极54之间，设置有隔板60。正极52和负极54以及隔板60基本上浸没在电解液水溶液56中。电解液可以是例如硫酸(H₂SO₄)和水(H₂O)的溶液。电解液溶液可具有例如约1.28的比重，比重范围为约1.215至1.300。正极52与正极端子51电连通，负极54与负极端子53接触。图1B示出了典型铅酸电池的典型的电池单元。

图1B也是如同可在特定的铅酸电池中所看到的经历酸分层的典型的铅酸电池的电池单元的示意性表示。硫酸比水重，因而倾向于沉降到电解液的底部，从而使电解液底部的比重高于最佳比重，而电解液的顶部水居多，比重低于最佳比重。由于电极的上部缺少酸，仅是电极的下部与硫酸接触，因此这种酸分层既影响电池的性能又影响电池的寿命。可以通过对电池过度充电或使电池电量保持在100％或接近100％来缓解酸分层。在过度充电期间，气泡易在电极和/或隔板上形成，并上升至表面，从而为电解液提供混合作用。在电池处于PSoC的连续状态下，这种过度充电的作用永远不会发生，因而电解液分层的程度会更严重。

需要指出的是，图1A-1B未按比例绘制。还要注意的是，在典型的铅酸电池中，正极52与隔板60紧密接触，同样地，负极54也与隔板60紧密接隔板用于保持正极(或正极板)52和负极(或负极板)54分开并防止电池短路。隔板60可以是叶、片、折叠、包裹、套筒、袋、封套、或混合封套(具有开口)，也可以与纤维垫或玻璃垫(或多个垫、板状包裹物和/或之类的，未示出)组合，并且可以被构造为，将电极52、54中的一个或两个分离、包裹、套、袋装、或包封。