CN108050925A - 一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法 - Google Patents
一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108050925A CN108050925A CN201711407215.5A CN201711407215A CN108050925A CN 108050925 A CN108050925 A CN 108050925A CN 201711407215 A CN201711407215 A CN 201711407215A CN 108050925 A CN108050925 A CN 108050925A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- thickness
- battery core
- signal
- thickness change
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
- G01B7/06—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness
- G01B7/08—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness using capacitive means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法，该系统包括用于夹持电芯的厚度传感器和用于夹持极耳的夹点，所述厚度传感器包括分别固定在所述电芯的相对两侧的定极板和动极板，所述定极板、所述动极板和所述夹点分别与处理器电连接。本发明提供的技术方案可以获得聚合物软包电池电芯在循环测试过程中的厚度变化趋势，提高电芯测试的安全性，并为电芯实际使用提供更多性能参数。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法。
背景技术
电子设备已经出现在了人们生活中的方方面面，为其进行供电的移动电源也日益广泛使用。聚合物软包电池作为一种重要的移动电源，其质量好坏与安全性高低直接影响电子设备的使用。为了使聚合物软包电池质量可控，需要在出厂前对其进行循环测试，以获得各种性能参数与特性。由于内部化学反应等原因，电芯在循环测试或使用过程中，其厚度会发生变化，并且当厚度变化到一定程度时会产生一定的安全隐患。
目前，对电芯在循环过程中厚度的变化主要通过游标卡尺进行测量，也就是在循环开始时测量电芯的原始厚度，以及在多数电芯性能可能失效的循环结束时再次测量电芯的厚度。一方面，这种测量方法存在很大的安全隐患，由于循环结束时电芯过度使用，通过人工使用游标卡尺进行厚度测量可能会面临电芯起火的危险。另一方面，由于电芯在循环过程中其厚度也是在不断变化的，而电芯在实际使用中需要被装入使用设备的壳体中，直接以循环始末的厚度作为极限值将电芯装入使用设备中，将有可能造成电芯因受挤压被壳体刺破带来的安全隐患。
发明内容
为了获得聚合物软包电池电芯在循环测试过程中的厚度变化趋势，提高电池测试的安全性，并为电池实际使用提供更多性能参数，本发明提供一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法。
一方面，本发明提供一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统，所述系统包括用于夹持电芯的厚度传感器和用于夹持极耳的夹点，所述厚度传感器包括分别固定在所述电芯的相对两侧的定极板和动极板，所述定极板、所述动极板和所述夹点分别与处理器电连接；
所述处理器，用于生成循环测试信号，所述循环测试信号通过所述夹点作用于所述电芯；
以及获取所述厚度传感器生成的厚度变化信号；
以及根据所述循环测试信号和所述厚度变化信号生成循环次数-厚度变化信息。
另一方面，本发明还提供一种聚合物软包电池电芯厚度监测方法，应用于上述聚合物软包电池电芯厚度监测系统中，所述方法包括：
步骤1，生成循环测试信号，所述循环测试信号通过夹点作用于电芯；
步骤2，获取厚度传感器生成的厚度变化信号；
步骤3，根据所述循环测试信号和所述厚度变化信号生成循环次数-厚度变化信息。
本发明提供的聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法的有益效果是，聚合物软包电池包括存储电能的电芯以及从电芯引出的用于进行充放电的极耳。批量电池在出厂前，需要进行抽样测试，处理器生成周期性或非周期性的循环测试信号，通过极耳作用于电芯，完成对电芯的多次充放电。在进行充放电的过程中，电芯厚度会发生变化，厚度传感器的动极板会随电芯厚度变化而发生形变，故可通过厚度传感器获得电芯在循环测试过程中连续的厚度变化信号。处理器根据循环测试信号和厚度变化信号可以生成表示循环次数与厚度变化之间关系的循环次数-厚度变化信息，从而准确获得在循环过程中电芯厚度变化的极值，避免人为手工测试电芯厚度的安全隐患及不准确性，同时为电池在实际使用中安装于设备壳体的空间余量提供准确的参考，避免电池电芯因受挤压被壳体刺破带来的安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统的结构框图；
图2为本发明实施例的一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统的电路连接示意图；
图3为本发明实施例的一种聚合物软包电池电芯厚度监测方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统包括用于夹持电芯4.1的厚度传感器和用于夹持极耳4.2的夹点3，所述厚度传感器包括分别固定在电芯4.1的相对两侧的定极板2.1和动极板2.2，定极板2.1、动极板2.2和夹点3分别与处理器1电连接。
需要注意的是，定极板2.1下表面和动极板2.2上表面之间夹持电芯4.1，为了使电芯4.1在循环测试过程中保持稳定，定极板2.1上表面固定，例如固定在现有测试装置上，动极板2.2下表面固定，例如可固定在现有测试装置上，也可通过另一块定极板固定在现有测试装置上。从而保证定极板2.1上表面与动极板2.2下表面之间的间距在循环测试过程中是相对固定的。厚度传感器通过动极板2.2的形变，也就是动极板2.2上表面的位移获得电芯厚度的变化信号。
处理器1，用于生成循环测试信号，所述循环测试信号通过夹点3作用于电芯4.1。
以及获取所述厚度传感器生成的厚度变化信号。
以及根据所述循环测试信号和所述厚度变化信号生成循环次数-厚度变化信息。
在本实施例中，聚合物软包电池包括存储电能的电芯4.1以及从电芯4.1引出的用于进行充放电的极耳4.2。批量电池在出厂前，需要进行抽样测试，处理器1生成周期性或非周期性的循环测试信号，通过极耳4.2作用于电芯4.1，完成对电芯4.1的多次充放电。在进行充放电的过程中，电芯4.1厚度会发生变化，厚度传感器的动极板2.2会随电芯4.1厚度变化而发生形变，故可通过厚度传感器获得电芯4.1在循环测试过程中连续的厚度变化信号。处理器1根据循环测试信号和厚度变化信号可以生成表示循环次数与厚度变化之间关系的循环次数-厚度变化信息，从而准确获得在循环过程中电芯厚度变化的极值，避免人为手工测试电芯厚度的安全隐患及不准确性，同时为电池在实际使用中安装于设备壳体的空间余量提供准确的参考，避免电池电芯因受挤压被壳体刺破带来的安全隐患。
优选地，所述处理器具体用于：
分别以所述循环测试信号作为横坐标，所述厚度变化信号作为纵坐标，或者以所述厚度变化信号作为横坐标，所述循环测试信号作为纵坐标，生成以坐标系形式表示的所述循环次数-厚度变化信息。
具体地，循环测试信号包括充放电次数信息，厚度变化信号包括每次充放电时电芯的厚度信息，可将不同的充放电次数作为横坐标，将与充放电次数对应的电芯厚度作为纵坐标，或者将二者位置互换，从而获得以坐标系形式表示的代表循环次数与厚度变化之间关系的循环次数-厚度变化信息。这样可以准确获得每次充放电时的电芯厚度，当电芯厚度变化极值并不是循环测试始末测试值时，可以更准确地获得电芯厚度变化趋势。
优选地，所述处理器还用于：
当所述厚度变化信号的值超过预设范围时，生成报警信号。
具体地，虽然电芯在循环测试过程中，其厚度会不断变化，但是正常电芯的厚度变化是有一定范围的，当测试电芯的厚度变化信号的值超过预设的正常范围时，说明电芯可能已发生故障，有可能起火。此时生成报警信号，使相关工作人员及时进行安全处理，提高测试过程的安全性。
优选地，所述处理器还用于：
当所述厚度变化信号的值在预设时长内保持恒定时，或所述厚度变化信号的连续曲线斜率超过预设值时，生成电芯失效信号。
具体地，通常的电芯只具有几百次的充放电能力，电芯失效后将无法进行有效充放电，其厚度也将不会随外界充放电而变化。在循环测试过程中，如果电芯厚度变化信号的值在预设时长内保持恒定，另外，如果厚度变化信号的连续曲线斜率超过预设值，也就是说电芯的厚度在短时间内持续快速增长，说明电芯很有可能已失效，可以进行检查并提前结束测试，避免人力、物力资源的浪费。
优选地，所述厚度传感器为差动式变间隙型电容厚度传感器。
具体地，差动式变间隙型电容厚度传感器具有相对设置的一块定极板和一块动极板，用于夹持电芯并和电芯两侧面分别接触连接，另外，动极板在与电芯接触的另一面还设置有另一块与动极板抵接的定极板，通过两块定极板夹合一块动极板的结构实现信号的差动式测量，使测量值更为准确。差动式变间隙型电容厚度传感器不仅可以有效夹持电芯，并且灵敏度高，可以准确检测电芯厚度的微小变化，提高循环测试中对电芯厚度监测的准确性。
如图3所示，本发明实施例提供的一种聚合物软包电池电芯厚度监测方法应用于上述聚合物软包电池电芯厚度监测系统中，该方法包括：
步骤1，生成循环测试信号，所述循环测试信号通过夹点作用于电芯。
步骤2，获取厚度传感器生成的厚度变化信号。
步骤3，根据所述循环测试信号和所述厚度变化信号生成循环次数-厚度变化信息。
优选地，所述步骤3的具体实现为：
分别以所述循环测试信号作为横坐标，所述厚度变化信号作为纵坐标，或者以所述厚度变化信号作为横坐标，所述循环测试信号作为纵坐标，生成以坐标系形式表示的所述循环次数-厚度变化信息。
优选地，所述方法还包括：
步骤4，当所述厚度变化信号的值超过预设范围时，生成报警信号。
优选地，所述方法还包括：
步骤5，当所述厚度变化信号的值在预设时长内保持恒定时，或所述厚度变化信号的连续曲线斜率超过预设值时，生成电芯失效信号。
优选地，所述厚度传感器为差动式变间隙型电容厚度传感器。
读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统，其特征在于，所述系统包括用于夹持电芯的厚度传感器和用于夹持极耳的夹点，所述厚度传感器包括分别固定在所述电芯的相对两侧的定极板和动极板，所述定极板、所述动极板和所述夹点分别与处理器电连接；
所述处理器，用于生成循环测试信号，所述循环测试信号通过所述夹点作用于所述电芯；
以及获取所述厚度传感器生成的厚度变化信号；
以及根据所述循环测试信号和所述厚度变化信号生成循环次数-厚度变化信息。
2.根据权利要求1所述的聚合物软包电池电芯厚度监测系统，其特征在于，所述处理器具体用于：
分别以所述循环测试信号作为横坐标，所述厚度变化信号作为纵坐标，或者以所述厚度变化信号作为横坐标，所述循环测试信号作为纵坐标，生成以坐标系形式表示的所述循环次数-厚度变化信息。
3.根据权利要求2所述的聚合物软包电池电芯厚度监测系统，其特征在于，所述处理器还用于：
当所述厚度变化信号的值超过预设范围时，生成报警信号。
4.根据权利要求2所述的聚合物软包电池电芯厚度监测系统，其特征在于，所述处理器还用于：
当所述厚度变化信号的值在预设时长内保持恒定时，或所述厚度变化信号的连续曲线斜率超过预设值时，生成电芯失效信号。
5.根据权利要求1至4任一项所述的聚合物软包电池电芯厚度监测系统，其特征在于，所述厚度传感器为差动式变间隙型电容厚度传感器。
6.一种聚合物软包电池电芯厚度监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所述的聚合物软包电池电芯厚度监测系统中，所述方法包括：
步骤1，生成循环测试信号，所述循环测试信号通过夹点作用于电芯；
步骤2，获取厚度传感器生成的厚度变化信号；
步骤3，根据所述循环测试信号和所述厚度变化信号生成循环次数-厚度变化信息。
7.根据权利要求6所述的聚合物软包电池电芯厚度监测方法，其特征在于，所述步骤3的具体实现为：
分别以所述循环测试信号作为横坐标，所述厚度变化信号作为纵坐标，或者以所述厚度变化信号作为横坐标，所述循环测试信号作为纵坐标，生成以坐标系形式表示的所述循环次数-厚度变化信息。
8.根据权利要求7所述的聚合物软包电池电芯厚度监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤4，当所述厚度变化信号的值超过预设范围时，生成报警信号。
9.根据权利要求7所述的聚合物软包电池电芯厚度监测方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤5，当所述厚度变化信号的值在预设时长内保持恒定时，或所述厚度变化信号的连续曲线斜率超过预设值时，生成电芯失效信号。
10.根据权利要求6至9任一项所述的聚合物软包电池电芯厚度监测方法，其特征在于，所述厚度传感器为差动式变间隙型电容厚度传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711407215.5A CN108050925A (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711407215.5A CN108050925A (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108050925A true CN108050925A (zh) | 2018-05-18 |
Family
ID=62131409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711407215.5A Pending CN108050925A (zh) | 2017-12-22 | 2017-12-22 | 一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108050925A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111426959A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-07-17 | 蜂巢能源科技有限公司 | 方型电芯循环压力预测方法 |
| CN111856292A (zh) * | 2019-04-03 | 2020-10-30 | 北京车和家信息技术有限公司 | 一种电池组引燃部位确定方法及装置 |
| CN116558405A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-08 | 江苏源氢新能源科技股份有限公司 | 燃料电池的膜电极的厚度测试装置以及测试方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204346402U (zh) * | 2014-12-19 | 2015-05-20 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 一种测量软包装电池厚度形变量的装置 |
-
2017
- 2017-12-22 CN CN201711407215.5A patent/CN108050925A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204346402U (zh) * | 2014-12-19 | 2015-05-20 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 一种测量软包装电池厚度形变量的装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 余愿 等: "《传感器原理与检测技术》", 31 January 2017 * |
| 王新贤 等: "《实用计算机控制技术手册》", 30 November 1994, 济南：山东科学技术出版社 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111856292A (zh) * | 2019-04-03 | 2020-10-30 | 北京车和家信息技术有限公司 | 一种电池组引燃部位确定方法及装置 |
| CN111856292B (zh) * | 2019-04-03 | 2023-08-15 | 北京车和家信息技术有限公司 | 一种电池组引燃部位确定方法及装置 |
| CN111426959A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-07-17 | 蜂巢能源科技有限公司 | 方型电芯循环压力预测方法 |
| CN111426959B (zh) * | 2019-09-30 | 2022-08-19 | 蜂巢能源科技有限公司 | 方型电芯循环压力预测方法 |
| CN116558405A (zh) * | 2023-07-12 | 2023-08-08 | 江苏源氢新能源科技股份有限公司 | 燃料电池的膜电极的厚度测试装置以及测试方法 |
| CN116558405B (zh) * | 2023-07-12 | 2023-09-26 | 江苏源氢新能源科技股份有限公司 | 燃料电池的膜电极的厚度测试装置以及测试方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yi et al. | Sensing as the key to the safety and sustainability of new energy storage devices | |
| Sood et al. | Health monitoring of lithium-ion batteries | |
| CN109752663A (zh) | 一种电池内阻的测量方法 | |
| CN108050925A (zh) | 一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法 | |
| CN108398649A (zh) | 析锂检测方法及装置 | |
| CN110515012A (zh) | 诊断蓄电池健康状态的方法 | |
| CN108776311A (zh) | 一种方形锂电池气胀检测装置及检测方法 | |
| CN108548517A (zh) | 一种电池形变检测装置及方法、一种终端 | |
| CN105518473B (zh) | 充放电装置的充电电流的精确检测器 | |
| KR20120125619A (ko) | 충전 상태 측정 방법 및 시스템 | |
| CN113196072A (zh) | 用于电池诊断的方法和设备 | |
| CN103344920A (zh) | 一种检测电池健康状态的方法及设备 | |
| US20170108326A1 (en) | Measurement fixture for a battery cell | |
| JP2013137249A (ja) | 二次電池の劣化診断方法および電池システム | |
| US20200014220A1 (en) | Battery Cell Protection System | |
| CN102830358B (zh) | 一种电池热电参数测试装置 | |
| CN103983179B (zh) | 电池厚度变化检测装置、电池安全检测及判断方法 | |
| JP2015072759A (ja) | 二次電池の製造方法 | |
| CN104730465B (zh) | 一种锂离子电池检测系统及采用该锂离子电池检测系统的检测方法 | |
| CN107884720A (zh) | 用于电池模组漏焊检测的检测方法以及检测装置 | |
| KR20210136253A (ko) | 스트레인 게이지를 이용한 리튬 이차전지의 가스 발생 거동 평가방법 | |
| US10054501B2 (en) | In-situ stress detector for an electrode and a method of use | |
| KR20200069766A (ko) | 배터리 단락 테스트 후 충방전 사이클 테스트 장치 및 방법 | |
| KR20150045594A (ko) | 배터리 셀의 비파괴 강성검사방법 및 그 장치 | |
| CN107356880A (zh) | 电池电量检测方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180518 |