Brevet FR2514952A1 — publié le 19830422

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE DE LA QUALITE DES LIAISONS ENTRE CELLULES D-UNE BATTERIE A PLUSIEURS CELLULES. La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour contrôler la qualité des liaisons entre cellules de batteries à plusieurs cellules à l'aide d'une mesure de chute de tension entre deux contacts de mesure placés sur des côtés opposés de la liaison entre cellules sur l'organe de liaison de cellules. Dans le cas de batteries à plusieurs cellules, il est nécessaire de relier électriquement entre eux les pôles des différentes cellules par l'intermédiaire de ce qu'on appelle des liaisons entre cellules. La liaison entre cellules est avantageusement réalisée sous la forme d'une courte liaison au travers de la paroi de séparation des cellules, par exemple par un procédé de coulée, ou bien par un procédé de soudage par résistance La fabrication des batteries, y compris la réalisation des liaisons entre cellules, est effectuée d'une manière essentiellement automatique. Lors de la réalisation des liaisons entre cellules, on établit une liaison homogène, exempte de pores et de retassures, car autrement la résistance mécanique des liaisons entre cellules ainsi que leur conductivité électrique seraient altérées. Pour cette raison, il est nécessaire que, lors de la fabrication en série de batteries, de contrôler la qualité correcte des liaisons entre cellules, c'est-à-dire leur réalisation homogène et exempte de pores et de retassures, pour empêcher la fourniture de batteries dé- fectueuses Les procédés de contrôle connus à cet effet déterminent la qualité des liaisons entre cellules à l'aide d'une mesure de chute de tension effectuée entre deux contacts de mesure placés sur des côtés opposés de la liaison entre cellules à contrôler, sur l'organe de liaison de cellules Chaque organe de liaison de cellules doit être pourvu individuellement d'un contact et doit être contrôlé, les contacts de mesure étant commutés d'un organe de liaison à l'aide d'une sorte de pince à main Indépendamment du fait qu'un tel procédé de contrôle est extrêmement long et coûteux et ne peut être appliqué de toute façon, dans le cas d'une fabrication en série des batteries, que pour contrôler des échantillons, il s'est avéré en pratique que les résultats de contrôle dépendent énormément du soin apporté par l'opérateur et ne sont en aucun cas reproductibles. L'invention a pour but de fournir un procédé de contrôle peu coû- teux ainsi qu'un dispositif de contrôle permettant d'obtenir des résul- tats de mesure reproductibles pour le contrôle en série de batteries. L'invention est caractérisée en ce qu'on fait descendre sur les batteries sans couvercles, qui parviennent à partir de la ligne de fabrication en série, par l'intermédiaire d'une bande transporteuse, dans un poste de mesure, une tête de mesure pourvue de contacts de mesure particuliers pour chaque organe de liaison de cellules de la batterie de manière que tous les contacts de mesure viennent toucher les organes de liaison de cellules associés Ensuite, à l'aide d'un dispositif de mesure de haute précision et d'un dispositif de commu- tation de zones de mesure, on contrôle successivement les différents organes de liaison de cellules dans un processus automatique de mesure. Chaque résultat de contrôle est comparé de préférence électroniquement dans un comparateur avec une plage prédéterminée de valeurs de consigne et des résultats erronés de contrôle sont mémorisés, en relation avec l'organe de liaison de cellules défectueux, dans une mémoire de défauts et/ou sont enregistrés par une imprimante Simultanément, les batteries correctes sont transférées du poste de mesure jusque dans un lieu de stockage, alors que par contre les batteries défectueuses sont ramenées du poste de mesure sur la bande transporteuse. Le procédé conforme à l'invention fournit, d'une part, la possi- bilité de contrôler une batterie complète à l'aide d'un automate de contrôle et d'une façon avantageuse en ce qui concerne le temps et le prix de revient, de sorte qu'il est possible de contrôler en série des batteries fabriquées en série Ce résultat est obtenu essentiellement grâce à l'utilisation combinée de la tête de mesure ou de la plaque portant la tête de mesure, qui vient s'accrocher sur l'ensemble de la batterie et qui met en contact tous les organes de liaison de cellules à contrôler avec un système de commutation de points de mesure opérant - électroniquement, ainsi qu'avec l'agencement spécial d'un poste de stockage des batteries triées comme défectueuses, en association avec une mémoire de défaut ou une imprimantè qui emmagasine les résultats de contrôle défectueux en relation avec l'organe de cellules défectueu Grâce à l'agencement du poste de stockage, qui peut recevoir par exemple, cinq, dix ou également plus de batteries défectueuses, on obtient en relation avec la mémoire de défauts Qul'imprimante, qu'un automate de contrôle conforme à l'invention puisse fonctionner auto- matiquement sans nécessiter en permanence la présence d'un opérateur. L'automate de contrôle trie les batteries défectueuses et, dans le cas d'une occupation complète du poste de stockage, il alerte, à l'aide d'un signal optique et/ou acoustique correspondant, l'opérateur qui peut alors extraire chaque batterie défectueuse triée qui n'a pas atteint, en ce qui concerne les liaisons entre cellules, la qualité imposée à cet égard En conséquence, il est également possible de transférer les batteries défectueuses triées dans un poste de réparati L'utilisation d'un tel automate de contrôle nécessite des résult de mesure reproductibles Cela est assuré initialement d'une façon gé- nérale par l'utilisation de dispositifs de mesurede haute qualité. L'avantage économique du procédé conforme à l'invention consiste entre autres en ce que, du fait de la commutation entre les points de mesure et du déroulement automatique des contrôles successifs des différents organes de liaison de cellules, on ne doit installer qu'un seul dispo- sitif de mesure de haute qualité Celui-ci peut être commandé électro- niquement, auquel cas, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, on prévoit que, pour la commutation des points de mesure, le courant de contrôle soit initialement coupé élec- troniquement, à la suite de quoi il se produit une commutation de rela en cas de courant nul, et ensuite le courant de contrôle est à nouveau rétabli électroniquement, et par conséquent sans contact Avec cet agencement conforme à l'invention, il est possible d'utiliser sans difficulté les courants élevés désirés de contrôle, par exemple d'une intensité de 100 Ampères, auquel cas, malgré une grande fréquence d'utilisationla durée de service du dispositif de mesure et du dispo- sitif de coilmutation de points de mesure n'est pas diminuée. D'autre part, le contrôle des différents organes de liaison de cellules peut également être effectué avec un courant de contrôle qui est constant et qui passe dans les organes de liaison de cellules branchés en série, de sorte qu'on évite une commutation du courant de contrôle entre les différents organes de liaison de cellules. Les résultats de mesure reproductibles qui sont nécessaires pour l'utilisation des automates de contrôle conformes à l'invention sont notamment obtenus dans le cas d'un mode avantageux de réalisation de l'invention o on utilise pour la mesure de chute de tension des con- tacts de tension et d'intensité séparés et o le courant de contrôle est réglé électroniquement à une valeur constante Normalement, la pression de contact a une influence, lors de l'application de la broche de contact sur l'organe de liaison de cellule, sur la résistance de traversée de contact, et par conséquent sur le résultat de mesure. Dans le cas du mode précité de réalisation de l'invention avec des contacts d'intensité de courant qui sont séparés et avec une régulation de courant constant, on évite les inconvénients précités Lorsqu'il s'établit entre l'organe de liaison de cellules à contrôler et les broches de contact de courant associées une variation de la résistance de traversée de contact, cette variation est compensée électroniquement, de sorte que le courant de contrôle passant dans l'organe de liaison de cellules est maintenu constant, par exemple à une intensité de 100 Ampères. En ce qui concerne la mesure de chute de tension par l'intermédiaire des broches dé contact de tension séparées, on choisit pour l'instrument de mesure une résistance interne de très grande valeur ohmique, de sorte qu'il ne peut pas passer un courant mesurable dans le conducteur de mesure Cela signifie également qu'on peut brancher dans le conducteur de mesure, et par conséquent également dans la zone de transitiôn de contact entre les broches de contact de tension et l'organe de liaison de cellules, une résistance sans qu'il en résulte une erreur dans la mesure de chute de tension. Indépendamment des résistances de traversée de contact, on doit naturellement garantir que toutes les broches de contact de la tète de mesure entrent en contact électrique avec les organes de liaison de cellules associés Dans ce but, il est prévu, conformément à un mode avantageux de réalisation d'un automate de contrôle selon l'invention, que la tête de mesure utilisée pour chaque organe de liaison de cellules, comporte respectivement deux broches de contact de tension placées à l'intérieur et deux broches de contact d'intensité placées à l'extérieur, lesdites broches étant toutes montées élastiquement dans la tête de mesure et étant pourvues de parties pointues ou d'arêtes vives. Une tête de mesure agencée de cette manière peut entrer sans difficulté en contact simultané par ses broches de contact avec tousles organes de liaison de cellules d'une batterie, ce qui permet de compenser les tolérances de fabrication et de montage de la batterie. La compensation des tolérances est assurée, d'une part, par le montage individuel élastique des broches de contact et, d'autre part, par leurs parties pointues ou leurs arêtes vives, qui peuvent pénétrer dans le métal relativement mou des organes de liaison de cellules. En conclusion, grâce aux caractéristiques de l'invention définies cidessus, on obtient un procédé de contrôle économique ainsi qu'un automate de contrôle pour la mise en oeuvre du procédé, qui permettent d'obtenir des résultats de mesure reproductibles et qui peuvent être utilisés notamment également pour le contrôle en série de batteries. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif mais non limitatif. La Figure 1 est une vue latérale d'un automate de contrôle confort à l'invention. La Figure 2 représente schématiquement l'agencement d'un poste de mesure utilisant l'automate de contrôle de la Figure 1; et la Figure 3 est une vue en coupe partielle de la tête de contrôle utilisée dans l'automate de contrôle de la Figure 1. La représentation de la Figure 3 met en évidence la liaison 4 établie entre deux cellules adjacentes 5 et 6 d'une batterie, qui sont séparées l'une de l'autre par la cloison 7 La liaison de cellules 4 représentée a été établie par une ouverture ménagée dans la cloison 7 par soudage par résistance Il s'agit de contrôler la qualité de la liaison de cellules 4. Dans ce but, la tête de mesure 8 (Figure 1), dont on n'a indi- qué sur la Figure 3 que la partie associée à l'organe de liaison de cellules 4 représenté, est descendue par le haut sur la batterie. Les broches de contact d'intensité 9 situées à l'extérieur et les broches de contact de tension 10 situées à l'intérieur entrent en contact avec l'organe de liaison de cellules 4 respectivement sur des côtés opposés de la cloison séparatrice 7 Chaque broche de contact 9, 10 est montée individuellement élastiquement à l'aide des ressorts 11, 12 de sorte qu'on obtient déjà ainsi une compensation des tolé- rances de positionnement en hauteur de l'organe de liaison de cellules et/ou une compensation des épaisseurs de matière Une autre compensa- tion de tolérances et un établissement suffisamment correct des contact électriques sont obtenus à l'aide des parties pointues 13 ou des arêtes vives 14 des broches de contact. On va décrire dans la suite le procédé de contrôle conforme à l'invention, en référence aux Figures 1 et 2 Les batteries à contrôler (non représentées) sont amenées dans le poste de mesure 16 par l'in- termédiaire d'une voie à rouleaux entrainés 15; elles sont détectées par un dispositif à cellules photoélectriques 17 qui actionne un dis- positif d'arrêt 18 pour empêcher une introduction simultanée de plu- sieurs batteries dans le poste de mesure 16 Dans ce poste de mesure 16, les batteries sont immobilisées à l'aide de la butée 19, de sorte que la tête de mesure 8 peut être descendue sur la batterie sans couvercle. Ensuite, le processus de mesure automatique se déroule de la manière décrite, suivant laquelle les différents organes de liaison de cellules sont contrôlés successivement à l'aide d'un dispositif de mesure de haute qualité et d'un dispositif de commutation de points de mesure Un exemple pratique d'exécution des mesures peut se dérouler de la façon suivante: Après que la tête de mesure 8 a été descendue sur la batterie, il s'écoule une période de sécurité d'environ 2 secondes Ensuite, la première opération de mesure est commencée et le point de mesure pour l'organe de liaison No 1 est sélectionné Environ 0,5 seconde plus tard, le courant de contrôle est enclenché Le temps de mesure le plus favorable doit être compris entre 1 et 4 secondes La valeur de mesure est indiquée à l'aide d'un indicateur numérique et elle est emmagasinée dans une mémoire de valeurs de mesure Après coupure du courant de mesure, la valeur de mesure mémorisée est comparée à l'aide d'un comparateur intégré avec des valeurs de consigne présélectionnées "min" et "max". Lorsque la valeur de mesure est comprise dans la plage prédéter- minée de valeurs de consigne, il se produit alors une commutation du point de mesure sur l'organe de liaison de cellules No 2 et l'opéra- tion de mesure suivante est commencée Lorsque la valeur de mesure est supérieure à la valeur de consigne prédéterminée "max", une diode lumineuse d'indication de défaut est excitée avant que le système de commutation de points de mesure passe sur l'organe de liaison de cellule No 2 Lorsque la valeur de mesure est plus faible que la valeur de consigne prédéterminée "min", une diode lumineuse indiquant un "défaut de système" est excitée et un opérateur est averti acous- tiquement et/ou optiquement qu'il n'existe aucun contact entre la tête de mesure et l'échantillon, de sorte qu'il ne passe aucun courant de contrôle. 14952 Il est essentiel que les valeurs de mesure indiquées lors d'un dépassement de la valeur de consigne présélectionnée "max" soient mémorisées dans une mémoire d'erreurs, ce qui peut par exemple être effectué par une mémoire d'erreurs comportant des diodes lumineuses réparties en lignes correspondant au nombre des organes de liaison de cellules d'une batterie Chaque ligne caractérise ainsi une bat- terie défectueuse, qui est introduite à l'aide de l'éjecteur 20 dans le poste de stockage 21 Lors d'un vidage du poste de stockage 21, il est possible de déterminer pour chaque batterie éjectée, par lectur E de la matrice de diodes lumineuses, le nombre etla position des organes de liaison de cellules défectueux Les lignes de la matrice de diodes lumineuses correspondent simultanément à la capacité maximale de ré- ception du poste de stockage En cas d'occupation complète du poste de stockage, l'installation arrête le transfert des batteries jusqu'au vidage du poste de stockage par un opérateur. Des batteries correctes quittent le poste de mesure 20 en passant devant le dispositif à cellules photoélectriques 22 placé à la sortie, de sorte que le poste de mesure est libéré pour une nouvelle batterie, pour autant que le dispositif de stockage dispose encore d'emplacements récepteurs libres. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les appli- cations envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invent REVENDICATIONS 1. Procédé pour contrôler la qualitédes liaisons entre cellules d'une batterie à cellules multiples à l'aide d'une mesure de chute de tension entre deux contacts de mesure appliqués sur des côtés opposés de la liaison entre cellules sur l'organe de liaison de cellules, caractérisé en ce qu'on fait descendre sur une batterie sans couvercle introduite par une bande transporteuse ( 15) dans un poste de mesure ( 16) une tête de mesure ( 8) pourvue de contacts de mesure particuliers ( 9,10) pour chaque organe de liaison de cellules ( 4) de la batterie, de manière que tous les contacts de mesure viennent toucher les organes de liaison de cellules associés, en ce qu'à l'aide d'un dispositif de mesure et d'un dispositif de commutation de points de mesure, on contrôle suc- cessivement les différents organes de liaison de cellules dans un processus de mesure automatique, en ce que chaque résultat de contrôle est comparé dans un comparateur avec une plage prédéterminée de valeurs de consigne, en ce que des résultats défectueux de contrôle sont mémo- risés en relation avec l'organe de liaison de cellules défectueux dans une mémoire de défauts et/ou sont imprimés par une imprimante, et en ce que les batteries défectueuses sont transférées du poste de mesure dans un dispositif de stockage ( 21) alors que, par contre, des batteries correctes sont ramenées du poste de mesure sur la bande transporteuse. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise pour la mesure de chute de tension des contacts d'intensité et de tension séparés ( 9, 10) et en ce que le courant de contrôle est réglé électroniquement à une valeur constante. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour la commutation entre points de mesure, le courant de contrôle est initialement coupé électroniquement, puis il se produit une commutation de relais et ensuite le courant de contrôle est enclenché électroniquement. 4 Automate pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une tête de mesure ( 8), s'accrochant sur tous les organes de liaison de cellules ( 4) d'une batterie et pourvue de broches de contact ( 9,10) intervenant en particulier pour chaque organe de liaison de cellules, ainsi qu'un dispositif de mesure qui peut être amené successivement, à l'aide d'un dispositif de commutation de points de mesure, sur les broches de con- tact des différents organes de liaison de cellules. 5. Automate selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tête de mesure ( 8) de chaque organe de liaison de cellules ( 4) comporte respectivement deux broches de contact de tension ( 10) placées à l'in- térieur et deux broches de contact d'intensité ( 9) placées à l'extérieur en ce que toutes les broches de contact sont montées élastiquement dans la direction d'application dans la tête de mesure et en ce que les broches de contact sont pourvues de parties pointues ( 13) ou d'arêtes vives ( 14).