[發明專利]一種基于超聲的電池健康狀態的監測方法和裝置

有效

• 申請號: 202010949554.1
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN111880102B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 楊艷;沈越;向經緯;鄧哲;黃云輝;劉磊
• 申請（專利權）人: 華中科技大學無錫研究院
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/392
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 王世芳;曹葆青

1.一種基于超聲的電池健康狀態的監測方法，其特征在于，

首先，在待檢測電池的相對兩個側面均設置一個三棱柱，三棱柱的橫截面為三角形，兩個三棱柱的面積最大的面均貼合在待檢測電池上，并且位于待檢測電池所貼合面的中心處，其中一個三棱柱固定不動，另一個三棱柱活動連接在待檢測鋰離子電池表面，在固定的三棱柱上設置有超聲波發射探頭，在另一個三棱柱上設置有超聲波接收探頭，超聲波接收探頭和超聲波發射探頭相互平行，

然后，固定有超聲波接收探頭的三棱柱從待檢測電池貼合面中心位置處以設定的速度勻速運動到待檢測電池另一端，由超聲波發射探頭發射設定頻率的超聲脈沖信號，經過三棱柱引導，斜射入電池中，在電池內經過多次反射、折射，然后穿出，并由另一側勻速運動的超聲接收探頭接收不同位置處穿透的超聲信號，

接著，以正對超聲波發射探頭的位置為原點，采集偏離原點位置的距離與該距離處透射超聲波峰強值，繪制距離-峰強值的二維分布曲線，測量設定頻率下，原點處的超聲波的峰強值與峰強值衰減到原點處峰強值1/2時對應的距離，

最后，根據距離-峰強值的二維分布曲線，確定1/2峰強對應的距離L，從而監測待檢測電池健康狀態，具體的，新鮮電池原點處峰強為E，1/2峰強對應的距離是L，峰強E與距離L的比值介于0.7E/L～0.9E/L之間，電池處于亞健康狀態，峰強E與距離L的比值小于0.7E/L，電池處于不健康狀態。

2.如權利要求1所述的一種基于超聲的電池健康狀態的監測方法，其特征在于，測量50KHz頻率下，原點處的超聲波的峰強值與峰強值衰減到原點處強度1/2時對應的距離。

3.如權利要求2所述的一種基于超聲的電池健康狀態的監測方法，其特征在于，固定有超聲接收探頭的三棱柱以設定的1厘米/秒的速度勻速運動。

4.如權利要求3所述的一種基于超聲的電池健康狀態的監測方法，其特征在于，由超聲波發射探頭發射頻率為50 KHz的超聲脈沖信號，經過橡膠三棱柱，斜射入電池中。

5.實現如權利要求1-4之一所述方法的電池健康狀態的監測裝置，其特征在于，其包括兩個三棱柱、一個超聲波發射探頭和一個超聲波接收探頭，其中，

兩個三棱柱位于待檢測的鋰離子的相對兩個側面的中心處，其中一個三棱柱固定不動，另一個三棱柱活動連接在待檢測鋰離子電池表面，三棱柱的橫截面為三角形，在固定的三棱柱上設置有超聲波發射探頭，在另一個三棱柱上設置有超聲波接收探頭，超聲波接收探頭和超聲波發射探頭相互平行，

在測試過程中，由超聲波發射探頭發射超聲脈沖信號，經過三棱柱，斜射入電池中，在電池內經過多次反射、折射，從電池的另一側穿出，并由另一側勻速運動的超聲接收探頭接收不同位置處穿透的超聲信號，進行電池健康狀態的檢測。

6.如權利要求5所述的電池健康狀態的監測裝置，其特征在于，超聲波發射探頭和超聲接收探頭均為圓柱狀。

7.如權利要求6所述的電池健康狀態的監測裝置，其特征在于，所述三棱柱的材質為橡膠。

8.如權利要求7所述的電池健康狀態的監測裝置，其特征在于，三棱柱的橫截面為三角形，三角形的最長邊邊長為2厘米～3厘米，三棱柱的棱長為2厘米～3厘米。

9.如權利要求8所述的電池健康狀態的監測裝置，其特征在于，三棱柱的橫截面為三角形，三角形的三個角分別為45°、45°、90°。