Brevet FR2020289A1 — publié le 19700710

La présente invention est relative de manière générale à un appareil d'essai de batterie et, plus particulièrement, l'1n- vention vise un appareil permettant de déterminer Si la résistance électrique d'une surface à l'autre entre des connexions des éléments d'une batterie dlaccumulateurs a adépassé une valeur pré- déterminée. L'une des étapes nécessaires lors de la fabrication de batterne d-'accumulateurs consiste à déterminer si les connexions entre les éléments individuels de la batterie sont formées convenablement. Jusqu'à présent, les procédés d'essai des connexions en question entre les éléments de la technique antérieure consistaient à choisir au hasard une batterie et à appliquer un couple de torsion de grandeur prédéterminée aux barrettes de connexion des éléments. Si la connexion entre éléments résistait à un ple de torsion prédéterminé- avant de se tordre, on supposait que toutes les connexions entre éléments étaient convenablement formées. Si cette connexion ne résistait pas au couple appliqué, on supposait que les connexions entre éléments de toutes les batteries étaient improprement formées.Des mesures correctives devaient alors être prises pour s'assurer que les connexions soient mieux formées. Cet essai d'applicatton-d'un couple de torsion est efficace pour tester la résistance de la connexion entre éléments mais constitue un procédé inefficace et peu fiable d'essai du contact électrique entre les barrettes de connexion entre éléments d'une batterie.Si ces connexions sont formées improprement, il s'instaure une résistance élevée entre les éléments voisins de la batterie,- dissipant ainsi l'énergie de la batterie au cours du fonctionnement de cette derntèree Ce type de résistance est couramment appelé résistance interne de la batterie. Non seulement une résistance élevée dissipe l'énergie de la batterie,mais, si la résistance est trop élevée et que la batterie reçoit une brusque demande d'énergie, cette résistance peut provoquer la fusion de la surface de contact entre les connexions précitées, Snstau- rant un circuit ouvert à l'intérieur de la batterie.De même, sl les barrettes restent au repos pendant une période considérable , une couche de corrosion se forme sur la partie externe des barrettes de connexion. Pour obtenir un bon contact entre les barrettes de connexion, les surfaces de contact de ces barrettes doivent être nettoyées soigneusement; si ces surfaces ne sont pas nettes soigneusement, la connexion formée par les deux barrettes peut être bloquée mécaniquement ou soudée suffisamment pour résister à l'essai du couple de torsion, mais aura encore une résistance électrique élevée. ainsi, une connexion peut passer avec succès l'essai du couple de torsion, tout en étant malgré tout défectueuse du fait de sa résistance élevée. Dans la production industrielle des batteries où la qualité doit entre maintenue, il doit être prévu un dispositif str permettant de contrarier toutes les barrettes de connexion pour s'assurer que la résistance électrique entre ces barrettes ne dépasse pas des niveaux indésirables. Une inspection visuelle faite par un opérateur peut révéler certaines connexions entre les éléments improprement formées,par exemple, un sertissage qui ressort ou une soudure médiocre, mais elle ne révèlera pas de manière générale toutes les connexions improprement formées qui présentent une résistance électrique excessive du fait que la majeure partie des connexions entre les éléments individuels sont inaccessibles à la vue. Par ailleurs certaine s connexions qui peuvent sembler convenablement formées ont une résistance électrique élevée et peuvent se révéler dé fectueuses au cours de l'emploi de la batterie.Pour minimiser les défaillances des batteries dues à une résistance électrique excessive entre les connexions des éléments, il doit être prévu certains dispositifs permettant de contrôler les connexions dans des conditions simulant leur emploi pratique. La demanderesse a inventé un appareil qui contrôle sélectivement les barrettes de connexions entre les éléments individuels d'une batterie d'accumu- lateurs en appliquant un signal de tension faible et d'intensité élevée aux bornes de la connexion. La présente invention vise un appareil permettant de déterminer Si la résistance électrique produite par le contact surface à surface entre les barrettes de connexion des éléments individuels d'une batterie d'accumulateurs a dépassé une valeur prédéterminée en appliquant un courant d'intensité élevée sous une faible ten sion aux bornes des barrettes de la batterie d'accumulateurs et en mesurant la chute de tension aux bornes de la connexion entre les éléments produite par le contact surface à surface entre les barrettes des éléments pour déterminer si'la chute de tension a dépassé une valeur prédéterminée.Cela fournit une indication dS- recte permettant de déterminer Si la connexion entre les éléments présente ou. non une résistance électrique excessive: L'invention sera mieux comprise en se rapportant à la des cription suivante réalisée en se référant aux dessins ci-annexés dans lesquels Fig. 1 est une vue en élévation frontale de la présente in invention Fig. 2 est une vue en élévation latérale de la présente tn- vention ; Fig. 3 est une vue à plus grande échelle des sondes utilisées dans la présente invention; et Fig. 4 est un schéma du circuit électrique utilisé dans la mise en oeuvre de la présente invention Description de la forme de réalisation préférée On se réfère à présent aux figures 1 et 2 des dessins où la notation de référence 10 désigne de manière générale un ensemble d'essai de batterie selon l'invention.L'ensemble d'essai de bat terte-10 comprend un support principal 11, un châssis 12 monté mobile sur le support-principal 11, un ensemble de tête 13 qui supporte les sondes et un coffret de commande 14 Le support principal 11 est à même d'être relié a une table ou à un autre type d'appui pour soutenir une batterie 15 par une série de trous 16, 17, 18 et 19, tous pratiqués dans une plaque 20 qui est fixée au support principal 11. L'élément 21 supporte la batterie -15 le long de la partie inférieure et un arrêt 22 re- tient la batterie 15 à l'égard de tout mouvement vers la droite. Sur la partie supérieure du support principal ll est disposé un cylindre pneumatique 30 à partir duquel s'étend une tige mobile 31. Le- cylindre 30 est relié à une source d'alimentation pneu matique#(non représenté) par un raccord flexible 34 et un raccord flexible 35. L'application d'un signal pneumatique au niveau du raccord flexible 35 provoque la descente de la tige mobile 31, abaissant ainsi l'ensemble de taste 13, comme montré dans la figure 1, et l'application d'un signal pneumatique au niveau du# raccord flexible 34 provoque le retour de la tige 31, ce qui a pour effet de relever l'ensemble de t8te 13 jusque dans la position lllus- trée dans la figure 2. Le ch ssls 12 est monté mobile sur le support principal 11 par l'intermédiaire d'un bras horizontal 46. Au bras 46 est fixé un premier galet 50, un second galet 51, un troisième galet 52 et un quatrième galet 54. Le galet 50 et le galet 53 viennent en contact avec le c8té droit du châssis 12 et roulent dans un canal 5 & De manière similaire, le rouleau 51 et le rouleau 54 viennent en contact avec le côté gauche du châssis 12 et roulent dans un canal 57. L'application d'un signal pneumatique au niveau du raccord flexible 35 du cylindre 30 a pour effet d'étendre la tige mobile 31 vers le bas, abaissant le châssis 12 ainsi que les rouleaux qui se déplacent dans les canaux 56 et 57. Le coffret commande 14 est relié au montant de support principal 21 par un système de fixation approprié, par exemple, par des goujons (non représentés). Sur la face du coffret de commande 14, on peut voir u iillivoltmètre 62 qui est du type à relais de mesure bien connu, un indicateur de courant 63, une lampe témoin 64, une lampe témoin d'alarme 65 et une alarme audible 66. L'ensemble de tête 13 est relié au châssis mobile 12 par un élément en queue d'aronde 70 qui s'ajuste dans un évidement également en forme de queue d'aronde d'un élément 71 qui est fixé au châssis 12. L'élément à queue d'aronde 70 est solidement fixé à l'intérieur de l'évidement à queue d'aronde de l'élément 71 par serrage d'un écrou à ailes 72 qui porte un élément 73 en contact de-pression avec le côté de l'élément à queue d'aronde 70. Le but de cet agencement à queue d'aronde qui peut être bloqué est de pouvoir donner à l'opérateur la faculté de remplacer r On se réfère à présent aux figures 1, 2 et 3 ; l'ensemble de tête 13 est représenté doté de cinq åeux de sondes d'amenée d'énergie et de cinq jeux de sondes d'essai. Une série des sondes d'essai et une série des sondes#d'amenée d'énergie constituent un ensemble d'essai pour une connexion entre les éléments d'une batterie. Les figures 1 et 2 représentent l'ensemble de tête 13 dans la position d'essai. La figure 3 représente la batterie 13 partiellement en coupe, ayant une connexion 90 formée par une première barrette de connexion 91 et par undseconde barrette de connexion 92.Un exemple de connexion entre éléments typiques 90 peut être du type représenté dans le brevet des Etats-Unis d'À- mérique NO 3.336.164 de briller. Cependant, cela n1 est donné qu'à titre d'illustration et il est apparent que la présente invention pourrait être utilisée pour tester d'autres connexions entre éléments individuels de batterie d'accumulateurs. Entre la-barrette de connexion 91 et la barrette de connexion 92 se trouve une cloison 90a nui forme une paroi entre un élément 85 et un élément 86 de la batterie d?accumulateurs 15. À la barrette de connexion 91 sonwrattachées une série de plaques-électrodes 98 et à la barrette de connexion 92 sont fixées une série de plaques-électrodes 99. Une première sonde d'amenée d'énergie 100 est montée à glissement de manière à venir en contact de pression avec la barrette de connexion 91 à l'aide d'un ressort 101 qui presse la sonde 100 vers le bas de l'intérieur d'un manchon 102. Le manchon 102 contient une fente hélicoïdale 102a qui coopère à coulissement avec une broche 100a qui est montée de manière ri!le dans la sonde 100. Une force ascendante appliquée sur la sonde 100 presse cette dernière dans le manchon 102, amenant la broche 100a à suivre la fente 102a. Au fur et à mesure que la broche 100a suit la fente 10Sa, elle fait tourner la sonde 100.La rotation de la sonde 100, lorsque cette dernière est pressée contre la barrette de connexion 91, assure un bon contact électrique entre la sonde d'amenée d'énergie 100 et la barrette de connexion 91. De manière similaire, toutes les autres sondes d'amenée d'énergie sont conçues avec cette caractéristique de coopération par pression rotative sur une barrette de connexion. Cette caractéristique est intéressante du fait du signal moyen élevé qui doit être transmis d'une sonde d'amenée d'énergie à l'autre voisine. Dans la présente invention, seules les sondes d'amenée d'énergie sont prévues avec cette caractéristique et non les sondes d'essai. On a constaté qu'il était suffisant que les sondes d'essai viennent en contact de pression avec les barretes de connexion. Bien que ces caractéristiques de contact à rotation de la sonde 100 aient été décrites, il est manifeste qu'un glissement par contact latéral de la sonde avec la barrette de connexion donnerait également un bon contact électrique. Le manchon 102 est fixé à un élément isolant 103 et permet à la sonde 100 de s'étendre complètement à travers ce dernier pour se relier au coffret de commande 14 par l'intermédiaire d'un conducteur 105. Le conducteur 105 est fixé à la sonde 100 par un premier écrou 106 et par un second écrou 107.De manière similaire, sur la barrette de connexion 92 est appliquée une sonde d'amenée d'énergie 110 comportant un ressort 771 qui la pousse normalement vers le bas, ce qui l'amène en contact de pression par rotation sur la barrette de connexion 92. De manière analogue, la sonde 110 glisse à l'intérieur d'un manchon 112 et est reliée au conducteur 115 à travers un élément isolant 103. De manière similaire, la sonde d'amenée d'énergie 110 est raccordée au coffret de commande 14 par un conducteur 115 qui est fixé à la borne 113 par un écrou 116 et un écrou 117. La sonde d'amenée d'énergie 100 et la sonde d'amenée d'énergie 110 reçoivent un signal d'intensité élevée et de faible tension d' une source disposée à l'intérieur du coffret de commande 14. Ie long de la sonde d'amenée d'énergie 100 et de la sonde d'amenée d'énergie 110 sont disposées une première sonde d'essai 120 et une. seconde sonde d'essai 121. a sonde d'essai 120 est maintenue en contact de pression avec la barrette de connexion 91 par 11 intermédiaire d'un ressort 93 qui presse la sonde 120 vers le bas à l'intérieur du manchon 94. La sonde 120 s'ajuste à tra waters un élément isolant 103 et est reMEeau coffret de commande 14 par un conducteur 95 qui est fixé à la sonde 120 par un premier écrou 97 et un écrou 98.De manière similaire, la sonde 121 est pressée vers le bas par un ressort de manière à venir en contact de pression avec la barrette de connexion 92. La sonde 121 glisse à l'intérieur d'u + anchon qui est relié à l'élément isolant 103. La sonde 121 est reliée au coffret de commande 14 par llintermé- diaire d'un conducteur 145 et est maintenue à ce dernier par un écrou 146 et un écrou 147 Ces quatre sondes constituent un ensemble dressai comportant deux sondes d'amenée d'énergie pour appliquer iml signal d'intensité élevée et de tension faible à chacune des barrettes de connexion d'une connexion entre éléments individuels d'une batterie et deux sondes d'essai pour mesurer la chute de potentiel aux bornes de la connexion Du fait que les autres sondes d'essai et d'amenée d'énergie sont identiques, elles ne seront as décrites Lorsque le système représenté dans la figure -! est mis en marche, l'application d'un signal pneumatique au niveau du raccord flexible 35 du cylindre pneumatique 30 amène l'ensemble de tête 13 dans une position de fonctionnement dans laquelle les sondes d'amenée d'énergie et les sondes d'essai sont amenées en contact de pression avec les barrettes de connexion d'une batterie d'accumulateurs. Le contact sous pression entre les barrettes de connexion entre les éléments individuels et la sonde étant réalisé, on est assuré d'une bonne connexion électrique entre la sonde et la connexion entre les éléments, ce qui garantit donc que l'essai est effectué de manière convenable.Une fois que l'ensemble de tête 13, les sondes d'essai et les sondes d'amenée d'énergie ont été abaissées en contact de pression, la connexion entre les éléments individuels de la batterie 15 est prête à être testée par un circuit d'essai électrique illustré dans la figure 4. On se réfère à présent à la figure 4 où la notation de référence 300 désigne de manière générale le circuit d'essai électrique selon l'invention sous une forme schématique. Pour faciliter la compréhension de-ce schéma, seuls deux ensembles d'essai sont représentés, bien qu'il soit manifeste que d'autres ensembles d'essai pourraient être reliés dans ce schéma. La notation de référence 301 désigne utmoteur qui est nor maniement mû par une source d'énergie 302 de 120 volts et 30 cycles par l'intermédiaire d'un conducteur 303, d'un interrop- teur.304, d'un conducteur 305 et d'un conducteur 306. La ferme turé de l'interrupteur 304 met en marche le moteur 301, ce qui provoque la rotation d'-une came 310 et d'une came 311 fixées à un arbre 312 qui coopère avec le moteur 301. 'les cames 310 et 311 présentent des saillies de forme irrégulière qui actionnent, respectivement, un interrupteur 313 et un interrupteur 314 à raison d'un par révolution de l'arbre 312.Les saillies de forme irrégulière sont situées sur la came 310 et sur la came 311 en sorte que seule une came actionne un interrupteur à n'importe quel moment donné. Au cours de l'essai d'une connexion entre- éléments individuels d'une batterie 15, la première came 310 actionne l'interrupteur 313, fournissant ainsi une certaine énergie à un relais 315 comportant un jeu de contacts normalement ouverts 316, 317 et 318. L'application de cette énergie au relais 315 provoque la fermeture des contacts 316, 317 et 318. Lorsque le -contact 316 se ferme, il produit un signal de 12 volts provenant d'une source 320 aux bornes d'un solénoïde 321.le solénoïde 321 actionne une source 325 de 2 volts et de 110 ampères, produisant ainsi un potentiel de 2 volts aux bornes de la sonde 100 et de la sonde 110. Cependant, il ne produit pas de potentiel de 2 volts aux bornes des sondes d'amenée d'énergie 200 et 201.La fermeture du contact 317 du relais 315 a pour effet de relier la sonde d'essai 120 à une borne 339 du relais de mesure 62 par unconducteur 330 et un conducteur 337. La fermeture du contact 316 du relais relie la sonde d'essai opposée 121 à une borne 340 du relais de me sure 62 par le conducteur-342 et le conducteur 343. Ainsi, l'ace tionnement de l'interrupteur 313 a pour effet de produire effectivement un courant d'intensité élevée et de tension faible aux bornes de la barrette de connexion 91 et de la barrette de connexion 92, par l'intermédiaire des sondes d'amenée d'énergie 100 et 110. De même la sonde d'essai 120 et la sonde d'essai 121 ont été excitées de manière à mesurer la tension par l'intermédiaire du relais de mesure 62.S'il se présente une résistance entre les barrettes de connexion entre les éléments individuels, cela constitue une charge pour la source d'alimentation, ce qui a pour effet de produire une chute de tension aux bornes de cette résistance. En déterminant la tension aux bornes de la barrette de connexion, un opérateur peut rapidement s'assurer si--la connexion enle les éléments individuels a une résistance excessive et doiS entre mise au rebut.S'il y avait une résistance négligeable entre les barrettes de connexion entre éléments individuels, la source d'énergie serait mise en court-c;ocuit. Pour empêcher tout claquage de la source d'énergie dans ces conditions, cette source est conçue de sorte à résister à des courts-circuits d'une brève durée. Le relais de mesure 62 reçoit un signal de la- source d'énergie 302 par l'intermédiaire d'un conducteur 350 et d'un conducteur 351. Le conducteur 350 se connecte à une borne 353 située sur l'arrière-du relais de mesure 62? cette borne se reliant à son tour à une seconde borne -354 par l'intermédiaire d'un conducteur 355. Dans la position d'essai, la lampe témoin 64, qui est connectée à la borne 354, est allumée, indiquant que le relais de mesure 62 est excité. le relais de mesure 62 est d'un type tel que, lorsqu'une tension dépasse une valeur prédéterminée fixée par un indicateur sur la face du relais de mesure 62, il ferme un contact 359 entre la borne 355 et la borne 360. Pour mieux comprendre le fonctionnement du circuit,on suppose que la résistance surface à surface présente dans la connexion entre les éléments individuels se trouve à un niveau indésirable. L'indicateur situé sur le devant du relais de mesure 62 est fixé en sorte que la chute de tension associée à ce niveau de résistas ce indésirable ferme le contact 369 entre la borne 353 et la borne 360a La sonde d'essai 120 et la sonde d'essai 121 transmettent la chute de tension aux bornes de la connexion 90 aux bornes 339 et 340 du relais 62. Si la chute de tension dépasse une valeur pré déterminée-, le contact 359 du relais de mesure 62 fermera le cir cuit entre la borne 353 et la borne 354g actionnant de ce fait l'alarme audible 66 et. la lampe d'avertissement 65 par. l'intermé- diaire d'un conducteur 361.Un opérateur est alors avise qu'il y a une connexion entre éléments individuels défectueuse. Aussi longtemps que l'interrupteur 313 est maintenu dans la position de fermeture par la saillie de la came 319, un courant d'intensité élevée de faible tension est appliqué aux bornes de la connexion 90 d'une batterie 15. Le prolongement de la rotation de l'arbre 315 déplace la saillie de la came 310 a-delà de l'in terrupteur 73, permettant ainsi à ce dernier d'assumer une posi- tion d'ouverture qui, à son tour, amène les contacts 316s 317 et 318 du relais 315 à assumer une position d'ouverture, désexcitant ainsi le solénoïde 321 et retirant le signal de 110 ampères et 2 volts de la sonde d'amenée d'énergie 100 et de la sonde d'amenée d'énergie 110, ouvrant également le circuit entre la sonde d'essES 120 et la sonde d'essai 12f et le relais de mesure 62. Lorsque l'arbre continue à tourner, la saillie de forme irrégulière de la came 311 ferme les contacts de l'interrupteur 314, excitant ainsi le relais 373 et fermant les contacts 370, 371 et 372 du relais 373. La fermeture du contact 370 applique un signal de 12 volts aux bornes du solé nordé 375, produisant ainsi un signal de 2 volts et 100 ampères aux bornes de la sonde d 'amenée d'énergie 200 et de la sonde d'amenée d'énergie 210. La fermeture du contact 371 relie la sonde d' essai 221 à la borne 339 du relais de mesure par un conducteur 330 et un conducteur 981. De manière similaire re, la fermeture du contact 371 relie la sonde d'essai 220.à la borne 340 par l'intermédiaire d'un conducteur 38lez d'un conducteur 383 et d'un conducteur 343. A ce stade, la sonde d'amenée d~energie 2 J et la sonde d'amenée d'énergie 210 appli- quent un signal d'intensité élevée et tension faible aux bornes d'une seconde connexion entre éléments individuels, tandis qu'un second jeu de sondes d'essai 220 et 221 mesure la chute de ten- sion aux bornes de cette seconde connexion et transmet cette chute de tension par l'intermédiaire du conducteur 380 et du conducteur 384 au relais de mesure 62. De manière similaire, si cette connexion avait une résistance dépassant une valeur prédé- terminée, comme mentionné précédemment, le contact 359 se ferme rait, actionnaxlt ainsi la lampe d ? alarme 64 et l'alarme audible 66, Ainsi, il y a un dispositif pour exciter sélectivement différents jeux de sondes d'amenée d'énergie et mesurer la chute de tenson associée a chacun de ces jeux. De cette manière les connexions entre éléments d'une batterie d'accumulateurs peuvent être contrôlées à raison d'une à la fois pour obtenir une indication précise permettant de s'assurer si la chute de tension dépasse ou non un niveau prédéterminé, ce qui indiquerait éventuellement que la résistance électrique de surface à surface des barrettes de connexion est excessive. REVENDICÂ#l0NS 1. Appareil permettant de déterminer si la résistance électrique interne d'une batterie d'accumulateurs a dépassé une valeur prédéterminée, comprenant : - un dispositif pour maintenir une batterie contenant une série de connexions entre éléments, qui doivent être contrôlées sous le rapport de leur résistance électrique pour déterminer la chute de tension aux bornes de cette résistance électrique - un élément mobile - un premier-dispositif connecté à l'élément mobile, ce dispositif étant à même d'appliquer une tension aux bornes de la connexion qui relie deux éléments d'une batterie - un second dispositif pour déterminer la chute de tension aux bornes de la résistance électrique produite par le contact surface contre surface entre les barrettes de~ connexion correspon dantes ;; et - un autre dispositif donnant une indication permettant de vérifier si la chute de tension aux bornes de la résistance électrique produite par le contact surface contre surface entre les barrettes de connexion a dépassé une valeur #prédéterminée, auquel cas l'opérateur est alerté. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier dispôsitif-connecté à l'élément mobile pour appliquer une tension comprend une série de sondes montées flexibles de manière à s'appuyer contre les barrettes de connexion de la batterie. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second dispositif qui permet de déterminer la chute de tension comprend une série de sondes montées flexibles qui s'appuient par rotation sur les. barrettes de connexion respectives de la batterie. 4. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier dispositif connecté à l'élément mobile pour appliquer. une tension comporte une- source d'intensité élevée et de potentiel faible. 5. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier dispositif connecté à l'élément mobile pour appliquer une tension comporte au moins deux séries de sondes montées flexibles susceptibles de s'appuyer sur les barrettes de conne= xion respectives de la batterie. 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que le second dispositif qui permet de déterminer la chute de tension comporte au moins deux séries de sondes montées flexibles susceptibles de s'appuyer sur les barrettes de connexion respectives de la batterie. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour appliquer une tension aux bornes de la série de sondes pendant une période prédéterminée. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de cames pour appliquer sélectivement le potentiel aux bornes de chacune des séries de sondes précitées. 9. Procédé d'essai d'une connexion entre éléments d'une batterie d'accumulateurs pour déterminer la résistance électrique de cette #résistance, ce procédé consistant : à appliquer un signal d'intensité élevée et de tension faible aux bornes de la connexion précitée à mesurer la chute de tension produite par la résistance électrique de la connexion ; et à indiquer si cette chute de tension a dépassé une valeur prédéterminée. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le signal d'intensité élevée et de tension faible est appliqué sélectivement aux bornes de-la connexion qui relie deux éléments. 11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à amener un ensemble de mesure en contact sous pression avec la connexion précitée.