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原文传递基于超声波的电池内部健康状态检测装置和方法

专利名称：	基于超声波的电池内部健康状态检测装置和方法
摘要：	本申请提供基于超声波透射的电池内部健康状态检测装置和方法，以及基于超声波反射的电池内部健康状态检测装置和方法。本发明的检测装置和方法通过靠近待测电池的中央的检测点接收到的超声波信号和偏离待测电池的中央的检测点接收到的超声波信号在超声波波形、超声波飞行时间和超声波强度方面的超声波数据离散程度来指示待测电池的电池内部健康状态，可以直接用于定性或定量判断废旧电池的内部健康状态，为废旧电池的分级和梯次利用提供指导。本发明的检测装置和方法不损伤电池，灵敏度高，结构简单，成本低，测速度快，检测过程简单，操作方便，适用性广。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	广东;44
申请人：	北京大学深圳研究生院
发明人：	金鹏;周梦兰;马晓明;季军平;熊思琴
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-19T00:00:00+0800
申请号：	CN201910329979.X
公开号：	CN110031548A
代理机构：	深圳鼎合诚知识产权代理有限公司
代理人：	张海平;郭燕
分类号：	G01N29/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	518055 广东省深圳市南山区西丽深圳大学城北大园区
主权项：	1.一种基于超声波透射的电池内部健康状态检测装置，该装置包括：超声波探头、电池承载与移动单元和计算机单元，该超声波探头包括超声波发射探头和超声波接收探头；该超声波发射探头被布置成朝向待测电池的第一检测面，用于向待测电池发射超声波信号，该超声波接收探头被布置成朝向待测电池的与第一检测面相对的第二检测面，用于接收从待测电池透射的超声波信号；该电池承载与移动单元用于承载该电池并且使该电池相对于该超声波发射探头和该超声波接收探头移动或转动，使得该超声波发射探头沿设定的检测路径对第一检测面上的多个检测点发射超声波信号，并且该超声波接收探头沿设定的检测路径从第二检测面上相应的多个检测点接收透射的超声波信号；该计算机单元与该超声波发射探头、该超声波接收探头和该电池承载与移动单元构成电通信连接，用于控制该超声波发射探头和该超声波接收探头分别发射超声波信号和接收透射的超声波信号，控制该电池承载与移动单元沿设定的检测路径移动，并且对接收到的透射超声波信号进行统计学分析。 2.一种基于超声波反射的电池内部健康状态检测装置，该装置包括：超声波探头、电池承载与移动单元和计算机单元，该超声波探头兼具超声波发射功能和超声波接收功能；该超声波探头被布置成朝向待测电池的检测面，用于向待测电池发射超声波信号并接收从待测电池反射的超声波信号；该电池承载与移动单元用于承载该电池并且使该电池相对于该超声波探头移动或转动，使得该超声波探头沿设定的检测路径对该检测面上的多个检测点发射超声波信号并接收反射的超声波信号；该计算机单元与该超声波探头和该电池承载与移动单元构成电通信连接，用于控制该超声波探头发射超声波信号和接收反射的超声波信号，控制该电池承载与移动单元沿设定的检测路径移动，并且对接收到的反射超声波信号进行统计学分析。 3.一种使用根据权利要求1所述的基于超声波透射的电池内部健康状态检测装置评估电池内部健康状态的方法，所述方法包括以下步骤： S1：将待测电池置于该电池承载与移动单元上； S2：通过该计算机单元选择该待测电池的第一检测面上的多个检测点和第二检测面上相应的多个检测点，根据这些检测点与待测电池的中央的距离，将这些检测点定义为靠近待测电池的中央的检测点和偏离待测电池的中央的检测点，并设置该待测电池的第一检测面上的多个检测点和第二检测面上相应的多个检测点的检测路径； S3：通过该计算机单元使该电池承载与移动单元移动或转动，以使该待测电池相对于该超声波发射探头和该超声波接收探头移动或转动，使得该超声波发射探头沿设定的检测路径对第一检测面上的多个检测点发射超声波信号，并且该超声波接收探头沿设定的检测路径从第二检测面上相应的多个检测点接收透射的超声波信号； S4：通过该计算机单元对从第二检测面上相应的多个检测点接收到的透射超声波信号进行统计学分析，得出靠近待测电池的中央的检测点接收到的透射超声波信号和偏离待测电池的中央的检测点接收到的透射超声波信号在超声波波形、超声波飞行时间和超声波强度方面的超声波数据离散程度，该数据离散程度指示待测电池的电池内部健康状态，其中该数据离散程度越大，待测电池内部健康状态越差。 4.一种使用根据权利要求2所述的基于超声波反射的电池内部健康状态检测装置评估电池内部健康状态的方法，所述方法包括以下步骤： S1：将待测电池置于该电池承载与移动单元上； S2：通过该计算机单元选择该待测电池的检测面上的多个检测点，根据这些检测点与待测电池的中央的距离，将这些检测点定义为靠近待测电池的中央的检测点和偏离待测电池的中央的检测点，并设置该待测电池的检测面上的多个检测点的检测路径； S3：通过该计算机单元使该电池承载与移动单元移动或转动，以使该电池相对于该超声波探头移动或转动，使得该超声波探头沿设定的检测路径对该检测面上的多个检测点发射超声波信号并且接收反射的超声波信号； S4：通过该计算机单元对从检测面上相应的多个检测点接收到的反射超声波信号进行统计学分析，得出靠近待测电池的中央的检测点接收到的反射超声波信号和偏离待测电池的中央的检测点接收到的反射超声波信号在超声波波形、超声波飞行时间和超声波强度方面的超声波数据离散程度，该数据离散程度指示待测电池的电池内部健康状态，其中该数据离散程度越大，待测电池内部健康状态越差。 5.根据权利要求3或4所述的评估电池内部健康状态的方法，其特征在于，还包括通过相同的步骤检测新电池的所述超声波数据离散程度，并将所述待测电池的所述超声波数据离散程度与新电池的所述超声波数据离散程度进行比较，其中两种超声波数据离散程度差异越大，表明超声波待测电池内部健康状态越差。 6.根据权利要求3或4所述的评估电池内部健康状态的方法，其特征在于，还包括识别超声波信号显著异常的检测点，所述检测点代表所述待测电池内部严重缺陷的部位，并在排除偶然与检测误差的基础上，判定所述待测电池为不合格电池。 7.根据权利要求3或4所述的评估电池内部健康状态的方法，其特征在于，还包括验证试验，取部分所述待测电池进行电学、化学、材料学检测，更精准地获得荷电状态、健康状态、剩余寿命等数据，并将这些数据与所述待测电池的所述超声波数据离散程度建立关联，以便后续更精确地评估电池内部健康状态。 8.根据权利要求3或4所述的评估电池内部健康状态的方法，其特征在于，还包括根据二次利用场景与需求，确定筛选标准，将达不到二次利用要求的健康状态的电池进行剃除，将达到健康状态的电池进行二次利用。
所属类别：	发明专利