CN113533523A - 一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法及装置 - Google Patents

一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法及装置，包括RITEC SNAP‑500，其特征在于，所述RITEC SNAP‑500电性连接有示波器和计算机，所述RITEC SNAP‑500电性连接有衰减器，所述衰减器电性连接有低通滤波器，所述低通滤波器电性连接有锂电池包，所述锂电池包一端电性连接有激励传感器，所述锂电池另一端电性连接有接收传感器，所述锂电池包电性连接有前置放大器，所述前置放大器和RITEC SNAP‑500电性连接。本发明利用RITEC SNAP‑500、示波器、计算机、衰减器、低通滤波器、和锂电池包两端的激励传感器和接收传感器，并且锂电池包和RITEC SNAP‑500之间的前置放大器实现了对锂电池中宏观缺陷和微观缺陷的检测与评价。

Description

一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法 及装置
技术领域
本发明涉及内部缺陷检测装置技术领域，尤其涉及一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法及装置。
背景技术
电池的用途非常广泛,涉及日常用品如手机、手提电脑、自行车以及汽车等许许多多电器设备，还用于工业、农业、军事和医疗等多种行业的各种各样电器设备，几乎无处不在，多数电池的使用寿命只有一至三年，其作为消耗品使用数量巨大。由于电池能量是通过化学能转换过程获取的，存在着像爆炸这样的安全隐患，比起传统的水溶液二次电池，锂离子电池比能量高、寿命长以及污染小等特点使得它得到广泛的应用，所以锂电池的质量检查和出厂审验非常重要。
尽管多个电参数方面的检测保证着电池的工作性能和使用效率，但电池经过封装以后,其内部的结构形式和各部件所处的最终位置是否符合设计和工艺要求，则需要通过不影响产品性能和不损坏产品结构的技术手段来进行检测，现有并没有基于超声的线性特征和非线性特征对电池内部进行缺陷检测的方法及装置。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法及装置。
本发明提出的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测装置，包括RITEC SNAP-500，所述RITEC SNAP-500电性连接有示波器和计算机，所述RITEC SNAP-500电性连接有衰减器，所述衰减器电性连接有低通滤波器，所述低通滤波器电性连接有锂电池包，所述锂电池包一端电性连接有激励传感器，所述锂电池另一端电性连接有接收传感器，所述锂电池包电性连接有前置放大器，所述前置放大器和RITEC SNAP-500电性连接。
优选地，一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法，所述内部缺陷检测方法包括以下步骤：
步骤S1:对正常状态下的锂电池进行超声波检测；
步骤S2:接收时域信号的峰峰值，计算透射系数；
步骤S3:接受时域信号，通过傅里叶变换，计算非线性系数；
步骤S4:检测正常状态下锂电池的数量是否满足要求；
步骤S5:计算透射系数的平均值Tnormal和置信区间[TL, TH]；
步骤S6:计算非线性系数的平均值βnormal和置信区间[βL, βH] ；
步骤S7:对被测锂电池进行超声波检测 ；
步骤S8:计算被测锂电池透射系数Ttest；
步骤S9:Ttest是否在置信区间[TL, TH]内；
步骤S10:被测锂电池内部没有宏观缺陷；
步骤S11:计算被测锂电池非线性系数βtest；
步骤S12:βtest是否在置信区间[βL, βH]内；
步骤S13:被测锂电池内部没有微观缺陷。
优选地，在步骤S1中，所述锂电池的一面放置激传感器，在对面布置接收传感器。
优选地，在步骤S2中，所述接收传感器接收到信号后，送示波器显示，得到接收时域信号的峰峰值，计算正常状态下锂电池透射系数。
优选地，在步骤S3中，所述接收传感器接收到信号，通过傅里叶变换，得到信号中基频和二次谐波信号的幅值（A1和A2分别为基频和二次谐波信号的幅值），通过公式β=A2/A12计算正常状态下锂电池超声非线性系数。
优选地，在步骤S5中，重复步骤1、2和3，得到一批大量正常状态下锂电池的透射系数，计算得到锂电池超声透射系数的平均值Tnormal和置信区间[TL, TH]，以及非线性系数的平均值βnormal和置信区间[βL, βH]。
优选地，在步骤S5和S8中，对被测锂电池进行超声检测，计算被测锂电池的超声透射系数Ttest。
优选地，在步骤S9和S10中，如果Ttest在[TL, TH]中，则说明锂电池中没有宏观缺陷，否则则说明锂电池中有宏观缺陷。
优选地，在步骤S11中，对被测锂电池进行超声检测检测中接收传感器接收到信号，通过傅里叶变换，得到信号中基频和二次谐波信号的幅值，计算被测锂电池的超声非线性系数βtest。
优选地，在步骤S12和S13中，如果βtest在[βL, βH]中，则说明锂电池中没有微观缺陷，否则则说明锂电池中有微观缺陷。
本发明中，本发明基于超声的线性特征（透射系数）和非线性特征（非线性系数），利用RITEC SNAP-500、示波器、计算机、衰减器、低通滤波器、和锂电池包两端的激励传感器和接收传感器，并且锂电池包和RITEC SNAP-500之间的前置放大器实现了对锂电池中宏观缺陷和微观缺陷的检测与评价。
附图说明
图1为本发明提出的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法及装置的步骤流程示意图；
图2为本发明提出的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法及装置的装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法及装置，包括RITEC SNAP-500，RITEC SNAP-500电性连接有示波器和计算机，RITEC SNAP-500电性连接有衰减器，衰减器电性连接有低通滤波器，低通滤波器电性连接有锂电池包，锂电池包一端电性连接有激励传感器，锂电池另一端电性连接有接收传感器，锂电池包电性连接有前置放大器，前置放大器和RITEC SNAP-500电性连接，本发明基于超声的线性特征（透射系数）和非线性特征（非线性系数），利用RITEC SNAP-500、示波器、计算机、衰减器、低通滤波器、和锂电池包两端的激励传感器和接收传感器，并且锂电池包和RITEC SNAP-500之间的前置放大器实现了对锂电池中宏观缺陷和微观缺陷的检测与评价。
本发明中，内部缺陷检测方法包括以下步骤：
步骤S1:对正常状态下的锂电池进行超声波检测；
步骤S2:接收时域信号的峰峰值，计算透射系数；
步骤S3:接受时域信号，通过傅里叶变换，计算非线性系数；
步骤S4:检测正常状态下锂电池的数量是否满足要求；
步骤S5:计算透射系数的平均值Tnormal和置信区间[TL, TH]；
步骤S6:计算非线性系数的平均值βnormal和置信区间[βL, βH]；
步骤S7:对被测锂电池进行超声波检测；
步骤S8:计算被测锂电池透射系数Ttest；
步骤S9:Ttest是否在置信区间[TL, TH]内；
步骤S10:被测锂电池内部没有宏观缺陷；
步骤S11:计算被测锂电池非线性系数βtest；
步骤S12:βtest是否在置信区间[βL, βH]内；
步骤S13:被测锂电池内部没有微观缺陷；
在步骤S1中，锂电池的一面放置激传感器，在对面布置接收传感器；
在步骤S2中，接收传感器接收到信号后，送示波器显示，得到接收时域信号的峰峰值，计算正常状态下锂电池透射系数；
在步骤S3中，接收传感器接收到信号，通过傅里叶变换，得到信号中基频和二次谐波信号的幅值（A1和A2分别为基频和二次谐波信号的幅值），通过公式β=A2/A12计算正常状态下锂电池超声非线性系数；
在步骤S5中，重复步骤1、2和3，得到一批大量正常状态下锂电池的透射系数，计算得到锂电池超声透射系数的平均值Tnormal和置信区间[TL, TH]，以及非线性系数的平均值βnormal和置信区间[βL, βH]；
在步骤S5和S8中，对被测锂电池进行超声检测，计算被测锂电池的超声透射系数Ttest；
在步骤S9和S10中，如果Ttest在[TL, TH]中，则说明锂电池中没有宏观缺陷，否则则说明锂电池中有宏观缺陷；
在步骤S11中，对被测锂电池进行超声检测检测中接收传感器接收到信号，通过傅里叶变换，得到信号中基频和二次谐波信号的幅值，计算被测锂电池的超声非线性系数βtest；
在步骤S12和S13中，如果βtest在[βL, βH]中，则说明锂电池中没有微观缺陷，否则则说明锂电池中有微观缺陷。
使用时，本发明基于超声的线性特征（透射系数）和非线性特征（非线性系数），利用RITEC SNAP-500、示波器、计算机、衰减器、低通滤波器、和锂电池包两端的激励传感器和接收传感器，并且锂电池包和RITEC SNAP-500之间的前置放大器实现了对锂电池中宏观缺陷和微观缺陷的检测与评价。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方装置，包括RITEC SNAP-500，其特征在于，所述RITEC SNAP-500电性连接有示波器和计算机，所述RITEC SNAP-500电性连接有衰减器，所述衰减器电性连接有低通滤波器，所述低通滤波器电性连接有锂电池包，所述锂电池包一端电性连接有激励传感器，所述锂电池另一端电性连接有接收传感器，所述锂电池包电性连接有前置放大器，所述前置放大器和RITEC SNAP-500电性连接。
2.一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法，其特征在于，所述内部缺陷检测方法包括以下步骤：
步骤S1:对正常状态下的锂电池进行超声波检测；
步骤S2:接收时域信号的峰峰值，计算透射系数；
步骤S3:接受时域信号，通过傅里叶变换，计算非线性系数；
步骤S4:检测正常状态下锂电池的数量是否满足要求；
步骤S5:计算透射系数的平均值Tnormal和置信区间[TL, TH]；
步骤S6:计算非线性系数的平均值βnormal和置信区间[βL, βH]；
步骤S7:对被测锂电池进行超声波检测 ；
步骤S8:计算被测锂电池透射系数Ttest；
步骤S9:Ttest是否在置信区间[TL, TH]内；
步骤S10:被测锂电池内部没有宏观缺陷；
步骤S11:计算被测锂电池非线性系数βtest；
步骤S12:βtest是否在置信区间[βL, βH]内；
步骤S13:被测锂电池内部没有微观缺陷。
3.根据权利要求2所述的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法，其特征在于，在步骤S1中，所述锂电池的一面放置激传感器，在对面布置接收传感器。
4.根据权利要求2所述的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法，其特征在于，在步骤S2中，所述接收传感器接收到信号后，送示波器显示，得到接收时域信号的峰峰值，计算正常状态下锂电池透射系数。
5.根据权利要求2所述的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法，其特征在于，在步骤S3中，所述接收传感器接收到信号，通过傅里叶变换，得到信号中基频和二次谐波信号的幅值（A1和A2分别为基频和二次谐波信号的幅值），通过公式β=A2/A12计算正常状态下锂电池超声非线性系数。
6.根据权利要求2所述的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法，其特征在于，在步骤S5中，重复步骤1、2和3，得到一批大量正常状态下锂电池的透射系数，计算得到锂电池超声透射系数的平均值Tnormal和置信区间[TL, TH]，以及非线性系数的平均值βnormal和置信区间[βL, βH]。
7.根据权利要求2所述的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法，其特征在于，在步骤S5和S8中，对被测锂电池进行超声检测，计算被测锂电池的超声透射系数Ttest。
8.根据权利要求2所述的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法，其特征在于，在步骤S9和S10中，如果Ttest在[TL, TH]中，则说明锂电池中没有宏观缺陷，否则则说明锂电池中有宏观缺陷。
9.根据权利要求2所述的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法，其特征在于，在步骤S11中，对被测锂电池进行超声检测检测中接收传感器接收到信号，通过傅里叶变换，得到信号中基频和二次谐波信号的幅值，计算被测锂电池的超声非线性系数βtest。
10.根据权利要求2所述的一种融合超声线性和非线性特征的锂电池内部缺陷检测方法，其特征在于，在步骤S12和S13中，如果βtest在[βL, βH]中，则说明锂电池中没有微观缺陷，否则则说明锂电池中有微观缺陷。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4231007A4 (en) * 2021-12-31 2024-06-05 Guangdong Lyric Robot Automation Co., Ltd. DETECTION METHOD AND SYSTEM BASED ON BATTERY FAULT DETECTION SYSTEM, AND STORAGE MEDIUM

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