CN112526372B - 一种基于近场声波的电池检测装置和方法 - Google Patents

一种基于近场声波的电池检测装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于近场声波的电池检测装置，包括器件安装支架、基座及安装在基座上的两个滚筒装置，各滚筒装置包括转台、滚筒及柔性环，滚筒的外壁上套接一组柔性环，相邻两柔性环之间存在间距，滚筒内设有液体介质；其中一个滚筒上的柔性环与另一个滚筒上的柔性环关于对称平面对称；其中一个滚筒上的每个柔性环所围区域内分别布置一个声发射器件，另一个滚筒上的每个柔性环所围区域内分别布置一个声接收器件，每个声发射器件发射的声波频率不大于100kHz；两个滚筒装置之间存在间隙。本发明可在电池处于微老化状态下，对电池内部微量产气、极片褶皱、电解液损耗等现象进行检测，实现不大于1厘米分辨率的声学成像，获取电池的健康状态。

Description

一种基于近场声波的电池检测装置和方法
技术领域
本发明属于电池检测技术领域，更具体地，涉及一种电池检测装置和方法。
背景技术
声波对于电池内部微量产气、极片褶皱、电解液损耗等现象十分敏感，可以用来检测电池健康状态(申请号:201611037786X；201811075406.0；201811528306.9)，它们都是采用超声波来对电池进行扫描检测，但是，高频超声波(>1MHz)往往对电池内部的气体过于敏感，若电池内有气体(或局部电解液没有浸润)，由于气液界面和气固界面会反射超声波，会导致局部的超声透射强度降低,10微升的气体就会导致声波无法透过，对于分析轻微老化的电池十分不利；尤其是申请号为201811075406.0的专利公开了一种超声波扫描装置及其应用与方法，其通过一对滚筒围绕各自的轴心旋转，待测电池从一对滚筒间通过以接受超声波检测，待测电池通过时，滚筒会发生弹性形变，使得待测电池与一对滚筒均形成良好稳定的面接触，从而保证超声高效传播，它是滚筒外壁面设置硅橡胶产生弹性变形，但是硅橡胶是整体而没有分割成等间距的柔性环，采用这种整体式的没有间距分隔的硅橡胶进行检测，是为了配合至少一对平板超声换能器或聚焦超声换能器的往复运动和滚筒的旋转实现对电池各点超声信号的采集。在该扫查方式下，待测电池到平板超声换能器或聚焦超声换能器的距离大于声波波长，根据瑞利判据，超声信号在经过整体式硅橡胶后对待测电池进行检测的最高分辨率可认为与声波波长大致相等，但是如果声波波长比较大，则会导致分辨率不高。譬如如果声波频率为100kHz，硅橡胶内的声波波长λ为2厘米，相邻声发射器件6之间的间距为2毫米，若采用整体式硅橡胶结构，且整体式硅橡胶结构有着较高的声波传递效率，整体式硅橡胶结构中声波波长λ大于声发射器件6之间的间距，因此相邻声发射器件6之间的声信号在传递至待测电池前在整体式硅橡胶结构中相互干扰，影响测试结果。且该频率声波在电池内部的传播速度约为3000m/s，声波波长为3cm，其分辨率最高为3厘米。
而针对轻微老化电池的检测，需要降低声波频率，甚至低至可听声波，可以有效提升声波穿透能力，然而低频声波的问题在于，其波长较长，对于频率小于100kHz的声波，其在电池内部传播的波长在3厘米以上，导致散射严重，空间分辨率很低。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于近场声波的电池检测装置和方法，其一定程度上参考了扫描近场光学显微镜的成像原理，将近场声学的概念引入电池检测，通过柔性环构建沿柔性环宽度方向的截面积较小的声传播通路，限域声波作用范围，突破瑞利判据的限制，可使用频率不大于100kHz的声波实现不大于1厘米的分辨率的声学成像，对于电池梯次利用筛选具有重要意义，该设计的难点在于构建与电池接触面积小于一个波长的声传播通路。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于近场声波的电池检测装置，其特征在于，包括器件安装支架、基座及安装在基座上的两个滚筒装置，其中，
对于各个所述滚筒装置而言，其各自均包括转台、滚筒及柔性环，所述转台安装在所述基座上并且所述转台上安装所述滚筒，以用于带动滚筒转动，所述滚筒的外壁上套接多个所述柔性环，相邻两个所述柔性环之间存在间距，所述滚筒内设置有用于传递声波的液体介质；
其中一个所述滚筒上的柔性环与另一个所述滚筒上的柔性环关于对称平面对称，其中，该对称平面为与两个滚筒的轴线所组成的平面垂直且与每个滚筒的轴线距离相等的平面；
其中一个滚筒上的每个柔性环所围区域内分别布置一个声发射器件，另一个滚筒上的每个柔性环所围区域内分别布置一个声接收器件，所述声发射器件和所述声接收器均安装在所述器件安装支架上，每个所述声发射器件发射的声波频率不大于100kHz；
两个所述滚筒装置之间存在间隙，以用于让待测电池一边挤压柔性环一边从该间隙处通过；
在待测电池一边挤压柔性环一边从该间隙处通过时，各声发射器件的声波发射头和各声接收器件的声波接收头均位于两个滚筒的轴线所组成的平面上并且均正对着该待测电池发出声波，各柔性环被挤压后与待测电池贴合的长方形区域的宽度均为B1并且相邻两柔性环的间距为B2，其中，B1+B2≤1cm且B2≤B1；
对于关于对称平面对称的两个柔性环而言，其中一个柔性环所围区域内的声发射器件发出的声波被另一个柔性环所围区域内的声接收器接收。
优选地，每个所述声发射器件发射的声波频率可根据待测电池的型号进行调整。
优选地，每个所述滚筒的外径均为4cm～8cm，所述柔性环被挤压后，相邻两柔性环的间距为1mm～5mm。值得指出的是该尺寸的选择原理：本发明的成像精度不取决于声束的发散角，在探头能够放入滚筒的前提下，为了得到较小面积的声传播通路，滚筒直径应尽量小。而在申请号为201811075406.0的专利中，因为要尽可能消除不同介质声速不同引起的声折射现象对发散角的扩大作用，滚筒的直径需要设计得较大，以增加曲率半径，获得较平的滚筒壁。
优选地，每个所述滚筒外壁上的柔性环等间距布置。
优选地，每个所述柔性环均由硅橡胶构成。
优选地，每个所述滚筒的轴线均竖直设置，或者每个所述滚筒的轴线均相对于水平面倾斜的角度为α，并且45°≤α<90°，以便承接待测电池。
优选地，所述待测电池通过传送带传送至两个所述滚筒装置之间。
优选地，两个所述滚筒装置的间距可调整。
按照本发明的另一个方面，还提供了所述的一种基于近场声波的电池检测装置进行电池检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)让两个滚筒反向等速旋转；
2)让各声发射器件发出设定频率的声波，且对声接收器件接收的信号进行实时采集；
3)将待测电池输送至两个滚筒装置之间，其中，待测电池的输送速度与圆柱状滚筒的旋转线速度相等；
4)待测电池挤压柔性环并在两个滚筒装置之间移动，并且在待测电池通过这两个滚筒装置的过程中，通过控制声发射器件和声接收器件完成声波的发射和接收，从而获得待测电池与各柔性环接触区域的声信号数据。
5)通过以上声信号数据获得电池内部气体、极片褶皱和/或电解液损耗情况，以获取电池的健康状态。
优选地，如果该频率对电池内部各现象的检测结果并不敏感，则在对步骤2)的声发射器件发出的声波频率进行调整。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1)本发明的一个声发射器件所发出的声波，经过其正对的两个柔性环构成的声传播通路的能量远高于经过其他柔性环构成的声传播通路的能量，且传播时间也更短，所以其正对的声接收器件收集的声信号，主要是通过由非连续的柔性环构建多段横截面积较小的声传播通路，限域声波作用范围，获取电池与柔性环接触面附近的信息，可突破瑞利判据的限制，使用频率低于100kHz的声波实现1厘米分辨率的声学成像，借此反映电池与柔性环接触面附近区域电池的内部特性。
2)本发明可以在电池处于微老化状态下，对于电池内部微量产气、极片褶皱、电解液损耗等现象进行检测，获取电池的健康状态。
附图说明
图1是本发明实施例1的主视图；
图2是本发明实施例1的左视图；
图3是本发明实施例1的立体示意图；
图4是本发明实施例1的声发射器件和声接收器件安装在器件安装支架上的示意图；
图5是本发明实施例2的主视图；
图6是本发明实施例2的左视图；
图7是本发明实施例2的立体示意图；
图8是本发明实施例2的声发射器件和声接收器件安装在器件安装支架上的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明的基于近场声波的检测方法，该检测方法中的近场声波区分于传统超声的近场区内的声波，检测原理也不同于传统超声利用远场声波进行检测的原理，近场声波检测指采用与声发射器件距离小于声波波长的声波传导结构将声波传递至距声发射器件一个声波波长内的区域进行检测。传统超声检测通过改变声波频率来得到不同波长的声波，然而，声波的衍射限制了超声分辨力的进一步提高。本发明的基于近场声波的检测是突破瑞利判据对成像分辨率限制的一种有效声学手段，其研究对象是将待测电池限制在小于一个波长的传导结构中的声波，传递至待测电池内部所产生的声学现象。由于近场波体现了声波在传播时遇到空间声学性质不连续情况下的瞬态变化，所以可以通过探测电池的倏逝波来探测电池内部亚波长结构和声学信息。
实施例1
参照图1～图4，一种基于近场声波的电池检测装置，包括器件安装支架1、基座9及安装在基座9上的两个滚筒装置，其中，
对于各个所述滚筒装置而言，其各自均包括转台4、滚筒3及柔性环2，所述转台4安装在所述基座9上并且所述转台4上安装所述滚筒3，以用于带动滚筒3转动，所述滚筒3的外壁上套接多个所述柔性环2，相邻两个所述柔性环2之间存在间距，所述滚筒3内设置有用于传递声波的液体介质5；
其中一个所述滚筒3上的柔性环2与另一个所述滚筒3上的柔性环2关于对称平面对称，其中，该对称平面为与两个滚筒3的轴线所组成的平面垂直且与每个滚筒3的轴线距离相等的平面；
其中一个滚筒3上的每个柔性环2所围区域内分别布置一个声发射器件6，另一个滚筒3上的每个柔性环2所围区域内分别布置一个声接收器件8，所述声发射器件6和所述声接收器件8均安装在所述器件安装支架1上，每个所述声声发射器件6发射的声波频率不大于100kHz；优选地，声发射器件6采用动铁，声接收器件8采用拾音器。
两个所述滚筒装置之间存在间隙，以用于让待测电池7一边挤压柔性环2一边从该间隙处通过；
在待测电池7一边挤压柔性环2一边从该间隙处通过时，各声发射器件6的声波发射头和各声接收器件8的声波接收头均位于两个滚筒3的轴线所组成的平面上并且均正对着该待测电池7发出声波，并且各柔性环被挤压后2与待测电池7贴合的长方形区域的宽度均为B1并且相邻两柔性环2的间距为B2，其中，B1+B2≤1cm且B2≤B1；
对于关于对称平面对称的两个柔性环2而言，其中一个柔性环2所围区域内的声发射器件6发出的声波被另一个柔性环2所围区域内的声接收器件8接收。；
本实施例的一对滚筒3分别以与水平面垂直的角度安装于转台4上，滚筒厚度为4毫米，10个厚度为1厘米(被待测电池7挤压前的初始厚度)的柔性环2套于一对滚筒3的外壁上，柔性环2等间距排列。每个滚筒3中均容置有用于传递声波的液体介质5，液面高度高于待测电池7的高度，10个声发射器件6和10个声接收器件8安装于器件安装支架1上，分别与10个柔性环2对齐，声发射器件6和声接收器件8的直径均为8毫米，其与柔性环2之间的间距均为25mm。根据声波波长计算公式λ＝c/f，声波在柔性环2中的传播速度约为2000m/s，而本实施例中所采用的声波频率f为100kHz，可知声波在柔性环2中的波长λ为2厘米。
工作时，滚筒3围绕各自的轴心以相同的速度做反向旋转，与水平面垂直的待测电池7在柔性环2的带动下从滚筒3间通过以接受声波检测，待测电池7通过时，滚筒3上的柔性环2会发生弹性形变，使得待测电池7与两侧的柔性环2形成良好稳定的面接触，被挤压后的各柔性环2与待测电池贴合的长方形区域的宽度B1为8mm(沿着滚筒3的轴向的宽度)，相邻两柔性环2的间距为2mm，从而形成声发射器件6-圆筒内液体5-滚筒3筒壁-柔性环2-待测电池7-柔性环2-滚筒3筒壁-圆筒内液体5-声接收器件8构成的声传播通路。
而通过与待测电池7贴合的长方形区域的宽度B1小于声波波长的柔性环2，能将相邻声发射器件6之间的声波限定在柔性环2的贴合的长方形区域的宽度范围内，而声波在穿过柔性环2上下边界向相邻柔性环2扩散的过程中，声波在柔性环2与空气的界面处发生反射，反射率根据公式
Figure BDA0002204730160000081
可知Ri为99.946％，Z1为柔性环声阻抗，Z2为空气声阻抗，则进入到空气层的声波能量仅在0.054％，且声波在空气中的衰减极大，越过柔性环2边界的微弱声波将在空气中进一步衰减，空气层的隔声能力可根据隔声量来判定，隔声量的计算公式为
Figure BDA0002204730160000082
t1为声波穿过柔性环2间空气层的声强透射系数，k2为声波在柔性环2之间空气层内的波数，B2为柔性环2的间距，R12、R21分别是柔性环2与空气、空气与柔性环2的声阻抗之比，经过计算可知TL为74dB，据此可认为柔性环2的非连续结构和相邻柔性环2之间间距起到了隔绝相邻声发射器件6之间声波相互干扰的作用。同时声波在经过小于一个波长的宽度B1的柔性环2构建的截面积较小(平行于滚筒3的轴向的截面)的声传播通路，限制声波作用范围，实现了将近场声学的概念引入电池检测，其正对的声接收器件8收集的声信号，主要是通过电池7与柔性环2接触面附近的信息，可以反映电池7与柔性环2接触面附近区域电池7的内部特性。通过频率不大于100kHz的近场声波实现了柔性环2与待测电池之间贴合的长方形区域的宽度(沿着滚筒3轴向的宽度)为8毫米区域的声学成像，而贴合后柔性环2的间距为2毫米，待测电池7在该区域的声信号通过差分算法计算获取，再通过对声信号进行归一化，得到根据近场声波所测得的声信号值绘制分辨率为1厘米的声学图像。
基于近场声波的电池检测装置进行电池检测的方法：
1)在器件安装支架上安装10个声发射器件6和10个声接收器件8，将声发射器件6产生的声波频率调整为100kHz。
2)根据待测电池7的外形尺寸，调整滚筒3内液体介质注入量。
3)通过控制转台4的运动，来实现两滚筒3绕各自轴心的相同速度的反向转动。
4)将待测电池7(本实施例中为双登25Ah的三元软包电池)逐渐送入滚筒3之间，柔性环2在待测电池的挤压下发生弹性形变，待测电池7在柔性环2的带动下在滚筒3间通过。
5)通过控制声发射器件6和声接收器件8，在待测电池7在滚筒3间通过过程中完成声波的发射和接收，得到待测电池7与各柔性环3接触区域的声信号数据。
6)通过步骤5)中的数据对待测电池7内部微量的产气、极片褶皱、电解液损耗等现象进行检测，获取待测电池7的健康状态。
7)如果该频率对待测电池7内部各现象的检测结果并不敏感，则在对声发射器件6产生的声波频率进行调整后，重复步骤4)到步骤6)，进一步对数据进行对比分析，对待测电池7的健康状态进行更精确的评估。
实施例2
参照图5～图8，一种基于近场声波的电池检测装置，包括器件安装支架1、基座9及安装在基座9上的两个滚筒装置，其中，
对于各个所述滚筒装置而言，其各自均包括转台4、滚筒3及柔性环2，所述转台4安装在所述基座9上并且所述转台4上安装所述滚筒3，以用于带动滚筒3转动，所述滚筒3的外壁上套接多个所述柔性环2，相邻两个所述柔性环2之间存在间距，所述滚筒3内设置有用于传递声波的液体介质5；
其中一个所述滚筒3上的柔性环2与另一个所述滚筒3上的柔性环2关于对称平面对称，其中，该对称平面为与两个滚筒3的轴线所组成的平面垂直且与每个滚筒3的轴线距离相等的平面；
其中一个滚筒3上的每个柔性环2所围区域内分别布置一个声发射器件6，另一个滚筒3上的每个柔性环2所围区域内分别布置一个声接收器件8，所述声发射器件6和所述声接收器均安装在所述器件安装支架1上，每个所述声发射器件6发射的声波频率不大于100kHz；优选地，声发射器件6采用动铁，声接收器件8采用拾音器。
两个所述滚筒装置之间存在间隙，以用于让待测电池7一边挤压柔性环2一边从该间隙处通过；
在待测电池7一边挤压柔性环2一边从该间隙处通过时，各声发射器件6的声波发射头和各声接收器件8的声波接收头均位于两个滚筒3的轴线所组成的平面上并且均正对着该待测电池7发出声波，并且各柔性环被挤压后2与待测电池7贴合的长方形区域的宽度均为B1并且相邻两柔性环2的间距为B2，其中，B1+B2≤1cm且B2≤B1；
对于关于对称平面对称的两个柔性环2而言，其中一个柔性环2所围区域内的声发射器件6发出的声波被另一个柔性环2所围区域内的声接收器接收。
本实施例的一对滚筒3分别以与水平面呈60°的角度安装于转台4上，如果待测电池7为硬壳电池，因为其重量较大，滚筒3的倾斜角度可给予待测电池7一定的侧向支撑力，避免柔性环2沿滚筒3轴向的形变过大，10个厚度为1厘米(被待测电池7挤压前的初始厚度)的柔性环2套于一个滚筒3的外壁上，柔性环2等间距排列。每个滚筒3中均容置有用于传递声波的液体介质5，液面高度高于待测电池7的高度，10个声发射器件6和10个声接收器件8安装于器件安装支架1上，分别与10个柔性环2对齐。
工作时，滚筒3围绕各自的轴心以相同的速度做反向旋转，与水平面成60°的待测电池7在柔性环2的带动下从滚筒3间通过以接受声波检测，待测电池7通过时，滚筒3上的柔性环2会发生弹性形变，使得待测电池7与两侧的柔性环2形成良好稳定的面接触，被挤压后的各柔性环2与待测电池贴合的长方形区域的宽度B1为6mm(沿着滚筒3的轴向的宽度)，相邻两柔性环2的间距为4mm，从而形成声发射器件6-圆筒内液体5-滚筒3筒壁-柔性环2-待测电池7-柔性环2-滚筒3筒壁-圆筒内液体5-声接收器件8构成的声传播通路。柔性环2之间的间距进一步降低了相邻声发射器件6、声接收器件8之间的信号干扰，所以其正对的声接收器件8收集的声信号，主要是通过电池7与柔性环2接触面附近的信息，可以反映电池7与柔性环2接触面附近区域电池7的内部特性。
基于近场声波的电池检测装置进行电池检测的方法：
1)在器件安装支架1上安装10个声发射器件6和10个声接收器件8，将声发射器件6产生的声波频率调整为30kHz。
2)根据待测电池7的外形尺寸，调整滚筒3内液体介质注入量。
3)通过控制转台4的运动，来实现两滚筒3绕各自轴心的相同速度的反向转动。
4)将待测电池7(本实施例中为中航50AH三元硬壳电池)逐渐送入滚筒3之间，柔性环2在待测电池7的挤压下发生弹性形变，待测电池7在柔性环2的带动下在滚筒3间通过。
5)通过控制声发射器件6和声接收器件8，在待测电池7在滚筒3间通过过程中完成声波的发射和接收，得到待测电池7与各柔性环2接触区域的声信号数据。
6)通过步骤5)中的数据对电池内部微量产气、极片褶皱、电解液损耗等现象进行检测，获取电池的健康状态。
7)如果该频率对电池内部各现象的检测结果并不敏感，则在对声发射器件产生的声波频率进行调整后，重复步骤4)到步骤6)，进一步对数据进行对比分析，对电池的健康状态进行更精确的评估。
本实施例与实施例1主要是声发射器件6发出的声波频率不同，再就是滚筒3的姿态、柔性环2与待测电池贴合后的宽度及间距不同。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于近场声波的电池检测装置，其特征在于，包括器件安装支架、基座及安装在基座上的两个滚筒装置，其中，
对于各个所述滚筒装置而言，其各自均包括转台、滚筒及柔性环，所述转台安装在所述基座上并且所述转台上安装所述滚筒，以用于带动滚筒转动，所述滚筒的外壁上套接多个所述柔性环，相邻两个所述柔性环之间存在间距，所述滚筒内设置有用于传递声波的液体介质；
其中一个所述滚筒上的柔性环与另一个所述滚筒上的柔性环关于对称平面对称，其中，该对称平面为与两个滚筒的轴线所组成的平面垂直且与每个滚筒的轴线距离相等的平面；
其中一个滚筒上的每个柔性环所围区域内分别布置一个声发射器件，另一个滚筒上的每个柔性环所围区域内分别布置一个声接收器件，所述声发射器件和所述声接收器均安装在所述器件安装支架上；
两个所述滚筒装置之间存在间隙，以用于让待测电池一边挤压柔性环一边从该间隙处通过；
在待测电池一边挤压柔性环一边从该间隙处通过时，各声发射器件的声波发射头和各声接收器件的声波接收头均位于两个滚筒的轴线所组成的平面上并且均正对着该待测电池发出声波，各柔性环被挤压后与待测电池贴合的长方形区域的宽度均为B1并且相邻两柔性环的间距为B2，其中，B1+B2≤1cm且B2≤B1；
对于关于对称平面对称的两个柔性环而言，其中一个柔性环所围区域内的声发射器件发出的声波被另一个柔性环所围区域内的声接收器接收。
2.根据权利要求1所述的一种基于近场声波的电池检测装置，其特征在于，每个所述声发射器件发射的声波频率可根据待测电池的型号进行调整，并且每个所述声发射器件发射的声波频率不大于100KHz。
3.根据权利要求1所述的一种基于近场声波的电池检测装置，其特征在于，每个所述滚筒的外径均为4cm～8cm，所述柔性环被挤压后，相邻两柔性环的间距为1mm～5mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于近场声波的电池检测装置，其特征在于，每个所述滚筒外壁上的柔性环等间距布置。
5.根据权利要求1所述的一种基于近场声波的电池检测装置，其特征在于，每个所述柔性环均由硅橡胶构成。
6.根据权利要求1所述的一种基于近场声波的电池检测装置，其特征在于，每个所述滚筒的轴线均竖直设置，或者每个所述滚筒的轴线均相对于水平面倾斜的角度为α，并且45°≤α<90°，以便承接待测电池。
7.根据权利要求1所述的一种基于近场声波的电池检测装置，其特征在于，所述待测电池通过传送带传送至两个所述滚筒装置之间。
8.根据权利要求1所述的一种基于近场声波的电池检测装置，其特征在于，两个所述滚筒装置的间距可调整。
9.权利要求1～8中任一权利要求所述的一种基于近场声波的电池检测装置进行电池检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)让两个滚筒反向等速旋转；
2)让各声发射器件发出设定频率的声波，且对声接收器件接收的信号进行实时采集；
3)将待测电池输送至两个滚筒装置之间，其中，待测电池的输送速度与圆柱状滚筒的旋转线速度相等；
4)待测电池挤压柔性环并在两个滚筒装置之间移动，并且在待测电池通过这两个滚筒装置的过程中，通过控制声发射器件和声接收器件完成声波的发射和接收，从而获得待测电池与各柔性环接触区域的声信号数据；
5)通过以上声信号数据获得电池内部气体、极片褶皱和/或电解液损耗情况，以获取电池的健康状态。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，如果该频率对电池内部各现象的检测结果并不敏感，则在对步骤2)的声发射器件发出的声波频率进行调整。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012077579A1 (ja) * 2010-12-08 2012-06-14 株式会社日立メディコ 超音波診断装置
CN108963356A (zh) * 2018-06-12 2018-12-07 无锡智安能科技有限公司 一种获取锂离子电池内部状态分布的装置及其方法
CN109283259A (zh) * 2018-09-14 2019-01-29 华中科技大学无锡研究院 一种超声波扫描装置及其应用与方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012077579A1 (ja) * 2010-12-08 2012-06-14 株式会社日立メディコ 超音波診断装置
CN108963356A (zh) * 2018-06-12 2018-12-07 无锡智安能科技有限公司 一种获取锂离子电池内部状态分布的装置及其方法
CN109283259A (zh) * 2018-09-14 2019-01-29 华中科技大学无锡研究院 一种超声波扫描装置及其应用与方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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超声技术在锂离子电池表征中的应用;邓哲等;《储能科学与技术》;20190821;第1-11页 *

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