[发明专利]一种在线监控电池和电容器安全性能的方法

摘要

本发明涉及一种在线监控电池和电容器安全性能的方法，属于能源安全相关领域。本发明所要解决的技术问题是为了有效在线监控电池和电容器由于微观应变引起的宏观形变，对其热效应和胀气等安全性能进行实时有效管理，对安全事故进行预警，消除爆燃等安全隐患，对事故原因进行在线分析。本发明技术方案采用无损应变检测方法，将应变片分布在电池和电容器表面，实时监控其运行过程中的应变变化，对即将失效的组件进行提前预警并处置，有利于对电源有效安全管理并对失效过程与原因进行原位分析，将事故消除在萌芽状态。本发明的无损在线监控电池和电容器形变安全性能的方法简单，快速、准确，可操作性强，适用于能源器件的长期可靠安全预警与事故分析。

主权项

1.一种在线监控电池和电池组安全性能的方法，其特征在于：采用多通道动态电阻应变仪长时间实时在线监控不同形状的电池及其组成的电池组运行过程中的安全性能，箔式应变片分布在不同形状电池与电池组上，在方形电池的面对角线交点和面上的等效位置粘贴应变片，在圆形电池的中心与边缘等效位置粘贴应变片，圆柱电池的上、中、下位置与边缘等效位置粘贴应变片，电池组在每个电池的侧面粘贴应变片，具体实施步骤如下：1)应变片选择：根据测试要求，选用箔式电阻应变片，应变极限不超过50％，根据测试温度不同采用合适的温度补偿，使用温度满足测试条件要求；2)应变片贴前检查：粘贴应变片前检查应变片是否存在短路、断路、损伤、折断、气泡、霉变现象，用欧姆表或直流电桥检测其电阻，保证应变片的电阻误差不超过±0.5Ω；3)表面处理与定位：用粗砂皮纸和细砂皮纸依次在大于应变片面积2～5倍、剥除外包装的电池表面粘贴部位打磨，沿贴片方向打出均匀细微的45°交叉纹，保证粘贴位置的平面度和光洁度，然后用细钢针在被测点处轻轻画线，使表面的粗糙度增加至3～7，保证应变片能牢固顺利地粘贴在电池表面，同时用钢针画出贴片定位线；4)表面清洁处理：粘贴应变片前，用蘸上丙酮或乙醇的脱脂棉球擦洗被测点处油污，直至棉球上无明显油渍和灰尘为止，且不能用手触摸清洗后的表面，如果不立即贴片，需要涂上一层凡士林作为暂时保护；5)应变片粘贴与固化：用镊子轻轻捏住应变片的引出线，将应变片的方位线对准事先在电池上的定位线并轻轻放置在粘贴处，用塑料薄板轻轻压住应变片的端头使之与粘结面有一定夹角，将沾有502胶水的细丝轻轻放置在夹角处并缓慢移动，待胶水在夹角处分散后，拿起压在应变片上的塑料板，为防止里面有多余的胶水和气泡，在应变片上盖上一层腊纸，用手指反复轻轻滚压腊纸表面，待胶水和气泡被完全挤出后，还应保持手指不动一分钟，在室温下进行固化，严格按照粘合剂的固化工艺规范进行操作，控制好固化温度、时间和循环周期，固化后的应变片上应涂上稀释粘合剂作为防潮保护层；6)应变片粘贴质量检查：检查应变片的粘贴质量，确保没有气泡、翘起、短接现象，如果正常，在应变片的引出线附近粘贴一片接线端子，将引线与端子连接，用胶布将引线与被测电池或电池组固定在一起，防止引线与应变片脱离，同时在引出线下面粘贴一层绝缘胶布，再用万用表测量应变片的引出线和金属试件之间的绝缘电阻是否不低于100MΩ，导通电阻是否低于1Ω；7)连接应变仪与监控：如果检查合格，将测量导线的一端靠近应变片的引出线，将应变片引出线与测量导线锡焊后接入应变仪，将应变仪的输出信号输入计算机，通过计算机监控电池和电池组形变产生的应变而实时监控安全性能，利用应变计算电池和电池组上的应力和残余应力分布情况，对电池和电池组的失效过程与原因进行在线分析。