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CN113253021B - 一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置和方法 - Google Patents

一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置和方法 Download PDF

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CN113253021B CN202110481228.7A CN202110481228A CN113253021B CN 113253021 B CN113253021 B CN 113253021B CN 202110481228 A CN202110481228 A CN 202110481228A CN 113253021 B CN113253021 B CN 113253021B
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Abstract

一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置和方法，包括箱体，箱体内部设有用于放置液体以及待测电池的水槽，水槽底部正中央设有主波轮，主波轮控制按钮集成在控制箱的面板上，控制箱设置在箱体外部；水槽底部四个角的倾斜面上安装一个小波轮，小波轮同步顺时针/逆时针旋转，小波轮控制按钮集成在控制箱的面板上；水槽底部设置有泵，泵与电磁换向阀的入口通过管路连接；电磁换向阀第一出口通过回水管直接通到水槽底部；电磁换向阀第二出口通过电磁调速阀和层流管入口连接；电磁换向阀、电磁调速阀的功能按钮集成在控制箱的面板上，本发明能模拟海洋的涡流、湍流、层流水流状态，满足水中微小型设备的工况模拟。

Description

一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置和方法
技术领域
本发明涉及电池测试技术领域，具体涉及一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置和方法。
背景技术
水下机器人可在高度危险环境、被污染环境以及零可见度的水域代替人工在水下长时间作业，近年来水下机器人在石油开发、海事执法取证、科学研究和军事等领域得到广泛应用。而在深海环境中作为动力源的动力电池需要承受海洋低温以及复杂的水下水流环境，电池的性能与特性也会受到相应的影响，因此需要可以模拟海洋低温和水流的电池测试装置，对电池进行相似工况下的性能测试。
目前模拟海洋中电池的性能测试基本上是将电池放置于低温恒温槽中进行测试，虽然低温恒温槽的温控范围可以满足海洋低温的温度条件，但是进行测试实验时水槽内的液体除在泵入口端有部分不规则水流外，其余位置水波动范围极小，并不能模拟海洋内部层流、湍流、涡流等复杂多变的水流状态，不能满足水中微小型设备的工况模拟，往往使实验数据不能满足需求。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置和方法，能模拟海洋的水流状态，满足水中微小型设备的工况模拟。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置，包括箱体2，箱体2内部设有用于放置液体以及待测电池的水槽10，水槽10底部正中央设有主波轮1，主波轮1能够顺时针/逆时针旋转，主波轮1控制按钮集成在控制箱6的面板上，控制箱6设置在箱体2外部；水槽10底部四个角为倾斜面，每个面上安装一个小波轮3，小波轮3同步顺时针/逆时针旋转，小波轮3控制按钮集成在控制箱6的面板上；
所述的水槽10底部设置有泵4，泵4与电磁换向阀7的入口通过管路连接；电磁换向阀7第一出口通过回水管5直接通到水槽10底部，泵4→电磁换向阀7→回水管5形成回水路；电磁换向阀7第二出口和电磁调速阀8入口连接，电磁调速阀8出口和层流管9入口连接，泵4→电磁换向阀7→电磁调速阀8→层流管9形成层流水路；电磁换向阀7、电磁调速阀8的功能按钮集成在控制箱6的面板上。
所述的层流管9为一异型水管，层流管9出口设置在泵4的对面，贴水槽10内壁布置，其出口设有三个以上等距分布的出水口，出水口沉浸在水箱2水面以下1-2cm处的位置。
一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置的方法，包括以下步骤：
步骤a，取出待测量的电池，将电池两端接检测线并做防水处理后，置于水槽10中，电池正负极引出线由水槽10引出后接电池测试系统；
步骤b，待水槽10内温度降至测试温度时，开始进行电池测试操作，先使电池平稳放电；
在控制箱6的面板上，选择涡流状态，通过控制箱6控制主波轮1运转，带动水槽10内水流呈现涡流状态，使电池在涡轮状态下放电；在控制箱6的面板上切换湍流状态，通过控制箱6控制四个小波轮3同步运转，实现水槽10内水流呈现湍流状态，使电池在湍流状态下放电；在控制箱6的面板上切换层流状态，通过控制箱6控制电磁换向阀7接通层流水路，水流由泵4入口处流至层流管9出口，水以一定的速度从水槽10内水面位置流出，形成层流，水流速度由电磁调速阀8控制，选择控制箱6上加速按钮增加水流速度，选择减速按钮则降低水流速度，使电池在层流状态下放电；通过控制箱6控制电磁换向阀7接通回水路，使电池在正常状态下放电；
步骤c，测试完毕后，将电池从水槽10内取出。
所述的步骤b中能够进行循环放电测试，工况顺序根据需求更改。
本发明的有益效果为：
本发明在现有低温恒温槽的基础上更改了水槽结构，在水槽底部增加一个主波轮和四个小波轮，改变之前结构中水槽内水流不能实现涡流和湍流的局限性；
本发明在原有泵出口端仅有一回水路的基础上通过电磁换向阀增加一个层流水路，为低温恒温槽增加了层流的功能；本发明在层流水路中增加电磁调速阀，电磁调速阀可以控制层流的速度。
本发明可以模拟海洋水流中的涡流、湍流和层流状态，满足水中微小型设备的工况模拟，为实验增加更为真实可靠的实验条件。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图2为本发明装置的下部水平剖视图。
图3为本发明层流水路和回水路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例及附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
如图1和图2所示，一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置，包括箱体2，箱体2内部设有用于放置液体以及待测电池的水槽10。
水槽10底部正中央设有主波轮1，主波轮1可顺时针/逆时针旋转，主波轮1控制按钮集成在控制箱6的面板上，控制箱6设置在箱体2外部，选择涡流状态时，控制箱6控制主波轮1运转，带动水槽10内水流呈现涡流状态；
水槽10底部四个角为倾斜面，每个面上安装一个小波轮3，四个小波轮3同步顺时针/逆时针旋转，四个小波轮3控制按钮集成在控制箱6的面板上，选择湍流状态时，四个小波轮3同步运转，实现水槽10内水流呈现湍流状态；
参照图2和图3，所述的水槽10底部设置有泵4，泵4与电磁换向阀7的入口通过管路连接；电磁换向阀7第一出口通过回水管5直接通到水槽10底部，泵4→电磁换向阀7→回水管5形成回水路，回水路可以根据需要与外接设备连通；电磁换向阀7第二出口和电磁调速阀8入口连接，电磁调速阀8出口和层流管9入口连接，泵4→电磁换向阀7→电磁调速阀8→层流管9形成层流水路；
电磁换向阀7、电磁调速阀8的功能按钮集成在控制箱6的面板上，选择层流状态时，电磁换向阀7接通层流水路，水流由泵4入口处流至层流管9出口，水以一定的速度从水槽10内水面位置流出，形成层流，水流速度由电磁调速阀8控制，选择加速按钮增加水流速度，选择减速按钮则降低水流速度。
参照图2和图3，所述的层流管9为一异型水管，层流管9出口设置在泵4的对面，贴水槽10内壁布置，其出口设有四个等距分布的出水口，出水口沉浸在水箱2水面以下2cm处的位置。
一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置的方法，包括以下步骤：
步骤a，取出待测量的电池，将电池两端接检测线并做防水处理后，置于水槽10中，电池正负极引出线由水槽10引出后接电池测试系统；
步骤b，待水槽10内温度降至测试温度时，开始进行电池测试操作，假设以2C放电，根据采集的工况数据，电池平稳放电5分钟；
在控制箱6的面板上，选择涡流状态，通过控制箱6控制主波轮1运转，带动水槽11内水流呈现涡流状态，使电池在涡轮状态下放电5分钟；在控制箱6的面板上切换湍流状态，通过控制箱6控制四个小波轮3同步运转，实现水槽10内水流呈现湍流状态，使电池在湍流状态下放电5分钟；在控制箱6的面板上切换层流状态，通过控制箱6控制电磁换向阀7接通层流水路，水流由泵4入口处流至层流管9出口，水以一定的速度从水槽10内水面位置流出，形成层流，水流速度由电磁调速阀8控制，选择加速按钮增加水流速度，选择减速按钮则降低水流速度，使电池在层流状态下放电5分钟；最后使电池在正常状态下放电10分钟；
步骤c，测试完毕后，将电池从水槽10内取出。
所述的步骤b中能够进行循环充放电测试，且工况顺序根据需求更改。
利用本发明技术方案，可以模拟海洋水流中涡流、湍流和层流的复杂工况，满足水中微小型设备的工况模拟，为水下电池测试增加更为真实可靠的实验条件。

Claims (3)

1.一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置，包括箱体（2），箱体（2）内部设有用于放置液体以及待测电池的水槽（10），其特征在于：水槽（10）底部正中央设有主波轮（1），主波轮（1）能够顺时针/逆时针旋转，主波轮（1）控制按钮集成在控制箱（6）的面板上，控制箱（6）设置在箱体（2）外部；水槽（10）底部四个角为倾斜面，每个面上安装一个小波轮（3），小波轮（3）同步顺时针/逆时针旋转，小波轮（3）控制按钮集成在控制箱（6）的面板上；
所述的水槽（10）底部设置有泵（4），泵（4）与电磁换向阀（7）的入口通过管路连接；电磁换向阀（7）第一出口通过回水管（5）直接通到水槽（10）底部，泵（4）→电磁换向阀（7）→回水管（5）形成回水路；电磁换向阀（7）第二出口和电磁调速阀（8）入口连接，电磁调速阀（8）出口和层流管（9）入口连接，泵（4）→电磁换向阀（7）→电磁调速阀（8）→层流管（9）形成层流水路；电磁换向阀（7）、电磁调速阀（8）的功能按钮集成在控制箱（6）的面板上；
所述的层流管（9）为一异型水管，层流管（9）出口设置在泵（4）的对面，贴水槽（10）内壁布置，其出口设有三个以上等距分布的出水口，出水口沉浸在箱体（2）水面以下1-2cm处的位置。
2.利用权利要求1所述的一种用于模拟海洋低温和水流的电池测试装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a，取出待测量的电池，将电池两端接检测线并做防水处理后，置于水槽（10）中，电池正负极引出线由水槽（10）引出后接电池测试系统；
步骤b，待水槽（10）内温度降至测试温度时，开始进行电池测试操作，先使电池平稳放电；
在控制箱（6）的面板上，选择涡流状态，通过控制箱（6）控制主波轮（1）运转，带动水槽（10）内水流呈现涡流状态，使电池在涡轮状态下放电；在控制箱（6）的面板上切换湍流状态，通过控制箱（6）控制四个小波轮（3）同步运转，实现水槽（10）内水流呈现湍流状态，使电池在湍流状态下放电；在控制箱（6）的面板上切换层流状态，通过控制箱（6）控制电磁换向阀（7）接通层流水路，水流由泵（4）入口处流至层流管（9）出口，水以一定的速度从水槽（10）内水面位置流出，形成层流，水流速度由电磁调速阀（8）控制，选择加速按钮增加水流速度，选择减速按钮则降低水流速度，使电池在层流状态下放电；使电池在正常状态下放电；
步骤c，测试完毕后，将电池从水槽（10）内取出。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的步骤b中能够进行循环放电测试，工况顺序根据需求更改。
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