CN115832390A - 在电池单体上安装超声波传感器的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种在电池单体上安装超声波传感器的方法，其中，电池单体包括壳体，壳体包括顶壁、底壁以及与顶壁和底壁围成闭合空间的侧壁，在电池单体上安装超声波传感器的方法包括：在侧壁的第一粘贴区域粘贴第一超声波传感器，在侧壁的与第一粘贴区域相对的第二粘贴区域粘贴第二超声波传感器；以及，将第一正极导线与第一超声波传感器焊接，将第一负极导线与侧壁粘接，将第二正极导线与第二超声波传感器焊接，将第二负极导线与侧壁粘接。本申请实施例技术方案可以提高利用第一超声波传感器和第二超声波传感器对电池单体进行品质检测的准确性。

Description

在电池单体上安装超声波传感器的方法

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，具体涉及一种在电池单体上安装超声波传感器的方法。

背景技术

电池单体是电池中提供能量来源的最小单元。在电池制造过程中，对于电池单体的品质检测至关重要。相关技术中，一般是将超声波传感器安装在电池单体的表面，利用超声波传感器的压电效应对电池单体进行无损品质检测。

超声波传感器在电池单体上的安装是否合格，是决定电池单体品质检测的准确性的关键。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种在电池单体上安装超声波传感器的方法，以提高利用超声波传感器对电池单体进行品质检测的准确性。

本申请提供一种在电池单体上安装超声波传感器的方法，包括：电池单体包括壳体，壳体包括顶壁、底壁以及与顶壁和底壁围成闭合空间的侧壁，方法包括：在侧壁的第一粘贴区域粘贴第一超声波传感器，在侧壁的与第一粘贴区域相对的第二粘贴区域粘贴第二超声波传感器；以及，将第一正极导线与第一超声波传感器焊接，将第一负极导线与侧壁粘接，将第二正极导线与第二超声波传感器焊接，将第二负极导线与侧壁粘接。

采用本申请实施例提供的安装方式在电池单体上安装超声波传感器，不但可以用于安装合格评估，还可用于试验方案验证，从而可以确定出超声波传感器在电池单体上的最优化安装方案，以实现超声波传感器在电池单体上的最优化安装。因此，本申请实施例方案可以提高利用超声波传感器对电池单体进行品质检测的准确性。

在一些实施例中，侧壁包括相对的第一侧面和第二侧面，第一粘贴区域位于第一侧面，第二粘贴区域位于第二侧面，第一负极导线与第一侧面粘接，第二负极导线与第二侧面粘接。

本申请实施例方案可以适用各种形状的电池单体，适用范围较广，尤其适用大致呈扁平体、长方体或正方体等规则形状的电池单体。

在一些实施例中，方法还包括：以第一超声波传感器作为激励侧，以第二超声波传感器作为接收侧，获得由第二超声波传感器输出的正向激励传感信号；以第二超声波传感器作为激励侧，以第一超声波传感器作为接收侧，获得由第一超声波传感器输出的反向激励传感信号；以及，基于正向激励传感信号和反向激励传感信号，对第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装进行评估。

可以基于两个超声波传感器在正向激励和反向激励时分别从接收侧输出的传感信号，来对两个超声波传感器在电池单体上的安装进行合格评估、检讨分析或者试验验证，这样，有利于提高利用超声波传感器对电池单体进行品质检测的准确性。

在一些实施例中，方法还包括：以第一超声波传感器作为激励侧，以第二超声波传感器作为接收侧，获得由第二超声波传感器输出的正向激励传感信号，包括：提供函数发生器、放大器和示波器，并将函数发生器和放大器连接；将放大器与第一正极导线和第一负极导线连接，将示波器与第二正极导线和第二负极导线电连接；以及，采集由示波器输出的正向激励传感信号；以第二超声波传感器作为激励侧，以第一超声波传感器作为接收侧，获得由第一超声波传感器输出的反向激励传感信号，包括：提供函数发生器、放大器和示波器，并将函数发生器和放大器连接；将放大器与第二正极导线和第二负极导线连接，将示波器与第一正极导线和第一负极导线电连接；以及；采集由示波器输出的反向激励传感信号。

在一些实施例中，基于正向激励传感信号和反向激励传感信号，对第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装进行评估，包括：响应于确定正向激励传感信号和反向激励传感信号的特征差异在误差范围内，确定第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装为合格；以及，响应于确定正向激励传感信号和反向激励传感信号的特征差异超出误差范围，确定第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装为不合格。

该实施例基于两个超声波传感器在正向激励和反向激励时分别从接收侧输出的传感信号，来对两个超声波传感器在电池单体上的安装进行合格评估。

在一些实施例中，方法还包括：提供电容测量仪；使用电容测量仪测量第一正极导线与第一负极导线之间的第一电容，以及第二正极导线与第二负极导线之间的第二电容；以及，基于第一电容和第二电容，对第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装进行评估。

本申请实施例，还可以基于采用前述方式安装的两个超声波传感器的安装电容，来对两个超声波传感器在电池单体上的安装进行合格评估、检讨分析或者试验验证，这样，有利于提高利用超声波传感器对电池单体进行品质检测的准确性。

在一些实施例中，基于第一电容和第二电容，对第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装进行评估，包括：响应于确定第一电容和第二电容的差值比例小于比例阈值，确定第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装为合格；以及，响应于确定第一电容和第二电容的差值比例不小于比例阈值，确定第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装为不合格。

该实施例基于采用前述方式安装的两个超声波传感器的安装电容，来对两个超声波传感器在电池单体上的安装进行合格评估。

在一些实施例中，比例阈值采用如下方式确定：提供N个超声波传感器样品，并设计与N个超声波传感器样品一一对应的N级梯度的试验安装电容，其中，N≥3；在第一粘贴区域安装第1个超声波传感器样品，并使第1个超声波传感器样品获得第1级梯度的试验安装电容；在第二粘贴区域依次更换安装第2个至第N个超声波传感器样品并使其一一对应地获得第2级至第N级梯度的试验安装电容，并且，针对安装的第n个超声波传感器样品：以第1个超声波传感器样品作为激励侧，以第n个超声波传感器样品作为接收侧，获得由第n个超声波传感器样品输出的正向激励传感信号；以第n个超声波传感器样品作为激励侧，以第1个超声波传感器样品作为接收侧，获得由第1个超声波传感器样品输出的反向激励传感信号，其中，2≤n≤N；以及，基于第2个至第N个超声波传感器样品的安装分别获得的正向激励传感信号和反向激励传感信号，确定比例阈值。该实施例提供了一种快速确定比例阈值的试验方案。

在一些实施例中，方法还包括：在粘贴第一超声波传感器和第二超声波传感器之前，基于多个敏感因子，确定在电池单体上安装第一超声波传感器和第二超声波传感器的试验方案，其中，多个敏感因子包括以下至少一个：第一粘贴区域和第二粘贴区域在侧壁上的位置、第一粘贴区域和第二粘贴区域的打磨情况、第一粘贴区域和第二粘贴区域的涂胶面积比例、第一超声波传感器和第二超声波传感器上的焊点规格、以及环境温度。

该实施例提供了设计试验方案的多种考量因素，在设计试验方案时考虑这些敏感因子并采用前述的安装方式，有利于寻找到超声波传感器在电池单体上的最优化安装方案。

在一些实施例中，将第一正极导线与第一超声波传感器焊接，包括：将第一正极导线与第一超声波传感器的表面的中心位置焊接；将第二正极导线与第二超声波传感器焊接，包括：将第二正极导线与第二超声波传感器的表面的中心位置焊接。这样，不但可以实现导线与两个超声波传感器的可靠安装，而且可以使得两个超声波传感器在安装后尽量获得较为一致的安装电容。

在一些实施例中，方法还包括：在粘贴第一超声波传感器和第二超声波传感器之前，对第一粘贴区域和第二粘贴区域进行打磨。这样，可以降低粘贴区域的粗糙度，从而有利于减小超声波信号的衰减。

在一些实施例中，方法还包括：在粘贴第一超声波传感器和第二超声波传感器之前，对第一粘贴区域和第二粘贴区域进行清洁。这样，可以避免异物或脏污附着，有利于减小超声波信号的衰减以及减少对超声波信号的干扰。

在一些实施例中，方法还包括：在粘贴第一超声波传感器和第二超声波传感器之前，测量第一超声波传感器的固有电容以及第二超声波传感器的固有电容；响应于确定第一超声波传感器和第二超声波传感器中至少一个的固有电容超出电容误差范围，确定其为不合格品并进行更换。

根据该实施例，可以在粘贴超声波传感器之前，基于对其固有电容的测量，判断其是否已经损坏或性能参数已经发生偏离，避免因超声波传感器自身不合格而在安装后影响到检测的准确性，减少人力、物力的成本损失。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1为本申请一些实施例的电池单体的拆分结构示意图；

图2为本申请一些实施例在电池单体上安装超声波传感器的示意图；

图3为本申请一些实施例在电池单体上安装超声波传感器的方法的流程示意图；

图4为本申请一些实施例在电池单体上安装超声波传感器的方法的流程示意图；

图5A为本申请一些实施例中以第一超声波传感器作为激励侧的示意图；

图5B为本申请一些实施例中以第二超声波传感器作为激励侧的示意图；

图6A为本申请一些实施例中在不同粘贴位置下获得的传感信号的仿真对比图；

图6B为本申请一些实施例中在不同涂胶面积比例下获得的传感信号的仿真对比图；

图7A、图7B为根据本申请一些实施例所采用的对比试验所获得的正向激励传感信号和反向激励传感信号的仿真对比图；

图8为本申请一些实施例在电池单体上安装超声波传感器的方法的流程示意图。

附图标记说明：

20-电池单体

22-壳体

23-电芯组件

221-顶壁

222-底壁

223-侧壁

21a-电极端子

2231-第一侧面

2232-第二侧面

23a-极耳

30-函数发生器

40-放大器

50-示波器

61-第一超声波传感器

62-第二超声波传感器

711-第一正极导线

712-第一负极导线

721-第二正极导线

722-第二负极导线

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

超声波是振动频率高于20kHz的机械波，具有频率高、波长短、方向性好等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，碰到杂质或分界面会产生显著的反射从而形成反射回波。超声波传感器是一种可逆的压电传感器，它可以将接收的电信号转变成机械振荡而产生超声波，也可以接收超声波将其转变成电信号后输出。

相关技术中，一般是将激励侧超声波传感器(将接收的电信号转变成机械振荡而产生超声波)和接收侧超声波传感器(接收超声波将其转变成电信号后输出)贴附在电池单体的表面的特定位置，基于超声压电原理，利用接收侧超声波传感器输出电信号的波形特征来对电池单体内部的缺陷进行检测，例如可以检测出电解液浸润不良、析锂、极片活性物质脱落等缺陷。

本申请的发明人了解到，激励侧超声波传感器和接收侧超声波传感器在电池单体上的安装是否合格，对于品质检测的准确性至关重要。

基于此，发明人经过深入研究，提供了一种在电池单体上安装超声波传感器的方法，以期实现超声波传感器在电池单体上的最优化安装，从而提高利用超声波传感器对电池单体进行品质检测的准确性。

本申请实施例中，在电池单体的壳体的侧壁的对称位置(即相对的位置)各自粘贴一个超声波传感器。这样，可以基于两个超声波传感器正向激励(以第一个超声波传感器作为激励侧，以第二个超声波传感器作为接收侧)和反向激励(以第二个超声波传感器作为激励侧，以第一个超声波传感器作为接收侧)分别输出的传感信号的差异(理论上应当一致，实际只要在合理误差范围内即可接受)、或者基于两个超声波传感器的安装电容的差异(理论上应当一致，实际只要在合理误差范围内即可接受)，来对第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装进行合格评估。

采用本申请实施例提供的安装方式在电池单体上安装超声波传感器，不但可以用于安装合格评估，还可用于试验方案验证，从而可以确定出超声波传感器在电池单体上的最优化安装方案，以实现超声波传感器在电池单体上的最优化安装。因此，本申请实施例方案可以提高利用超声波传感器对电池单体进行品质检测的准确性。

电池的主要结构包括电池箱以及位于电池箱内的通过串联和/或并联方式组合的多个电池单体。本申请实施例中的电池单体可以为各种动力电池或储能电池中所应用的电池单体。其中，动力电池的应用场景包括但不限于车辆、船舶、飞行器、航天器、电动工具、电动玩具，各类移动终端等等。储能电池的应用场景包括但不限于太阳能发电系统、水力发电系统、风力发电系统，等等。

图1所示为本申请一些实施例中的电池单体20的拆分结构示意图。电池单体20作为组成电池的最小单元，其结构主要包括壳体22、电芯组件23以及其它功能性部件。

壳体22包括顶壁221、底壁222以及与顶壁221和底壁222围成闭合空间的侧壁223。顶壁221和底壁222中的至少一个例如可以为与侧壁223装配连接的端盖。此外，顶壁221或底壁222也可以与侧壁223一体成型制作。

顶壁221可以设置例如电极端子21a等的功能性部件。电极端子21a与电芯组件23电连接，以输出电池单体20的电能或者向电池单体20输入电能。此外，顶壁221也可以设置用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构(图中未示出)。

壳体22的内部用于容纳电芯组件23、电解液以及其它部件。在本申请一些实施例中，壳体22的形状可以大致呈扁平体、长方体或正方体等规则形状，从而其侧壁223包括相对并且大致呈平面状的第一侧面2231和第二侧面2232。在本申请的另一些实施例中，壳体22的形状也可以大致呈圆柱形状。壳体22的材质不限，例如可以包括铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等中的至少一种。

电芯组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电芯组件23。电芯组件23主要由正极片和负极片卷绕或层叠形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片设有活性物质的部分构成电芯组件23的主体部，正极片和负极片未设有活性物质的部分各自构成极耳23a。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端，也可以分别位于主体部的两端。电池单体20在充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳23a连接电极端子21a以形成电流回路。

在将激励侧超声波传感器和接收侧超声波传感器在电池单体上合格安装后，可以基于超声压电原理，利用接收侧超声波传感器输出电信号的波形特征来对电池单体内部的缺陷进行检测，例如可以检测出电解液浸润不良、析锂、极片活性物质脱落等缺陷。

如图2和图3所示，本申请一些实施例提供的在电池单体20上安装超声波传感器的方法300，包括以下步骤S301和步骤S302。

在步骤S301，在壳体22的侧壁223的第一粘贴区域(图中未示出，指被第一超声波传感器61覆盖的区域)粘贴第一超声波传感器61，在壳体22的侧壁223的与第一粘贴区域相对的第二粘贴区域(图中未示出，指被第二超声波传感器62覆盖的区域)粘贴第二超声波传感器62。

在步骤S302，将第一正极导线711与第一超声波传感61器焊接，将第一负极导线712与侧壁223粘接，将第二正极导线721与第二超声波传感器62焊接，将第二负极导线722与侧壁223粘接。

在本申请实施例中，壳体22的形状可以大致呈扁平体、长方体或正方体等规则形状，从而其侧壁223包括相对的第一侧面2231和第二侧面2232。对于大致呈长方体或正方体的壳体22，其侧壁23还可以包括相对并且与第一侧面2231和第二侧面2232相交的第三侧面和第四侧面，可以根据实际检测需要选用任意两个相对的侧面作为第一侧面2232和第二侧面2232。在另一些实施例中，壳体22的形状也可以大致呈圆柱形状。

当壳体22的侧壁223包括相对的第一侧面2231和第二侧面2232时，第一粘贴区域可以位于第一侧面2231，第二粘贴区域位于第二侧面2232，第一负极导线712与第一侧面2231粘接，第二负极导线722与第二侧面2232粘接。

第一粘贴区域与第二粘贴区域相对可以理解为，第一粘贴区域在第二粘贴区域所在平面上的正投影与第二粘贴区域基本重合，或者第二粘贴区域在第一粘贴区域所在平面上的正投影与第一粘贴区域基本重合。该第一粘贴区域和第二粘贴区域可以由研发人员根据经验或者经过多次试验来确定。

本申请实施例中，由于第一超声波传感器61和第二超声波传感器62是对称安装，因此，如果两个超声波传感器安装合格，无论是以第一超声波传感器61作为激励侧、以第二超声波传感器62作为接收侧(如图5A所示)，还是以第二超声波传感器62作为激励侧、以第一超声波传感器61作为接收侧(如图5B所示)，从接受侧所获得的传感信号在理论上应当一致。在实际应用中，两个传感信号的特征差异在合理误差范围内即可被接受，可以认为两个超声波传感器安装合格。因此，可以基于两个超声波传感器在正向激励和反向激励时分别从接收侧输出的传感信号的差异，来对两个超声波传感器在电池单体上的安装进行合格评估。

此外，由于第一超声波传感器61和第二超声波传感器62是对称安装，因此，如果两个超声波传感器安装合格，两个超声波传感器的安装电容(即第一正极导线711与第一负极导线712之间的电容、第二正极导线721与第二负极导线722之间的电容)在理论上应当一致。在实际应用中，测量两个超声波传感器的安装电容，如果差异在合理误差范围内即可被接受，可以认为两个超声波传感器安装合格。因此，也可以基于两个超声波传感器的安装电容的差异，来对两个超声波传感器在电池单体上的安装进行合格评估。

采用本申请实施例提供的安装方式在电池单体上安装超声波传感器，不但可以用于安装合格评估，还可用于试验方案验证，从而可以确定出超声波传感器在电池单体上的最优化安装方案，以实现超声波传感器在电池单体上的最优化安装，从而提高利用超声波传感器对电池单体进行品质检测的准确性。

以下列举实施例，分别从超声波传感器的安装过程方面、以及安装后的应用方面做进一步详细说明。

如图2所示，在本申请的一些实施例中，将第一正极导线711与第一超声波传感器61的表面的中心位置(即第一超声波传感器61的表面的几何中心位置)焊接，将第二正极导线721与第二超声波传感器62的表面的中心位置(即第二超声波传感器62表面的几何中心位置)焊接。这样，不但可以实现导线与两个超声波传感器的可靠安装，而且可以使得两个超声波传感器在安装后尽量获得较为一致的安装电容。

在一些实施例中，在粘贴第一超声波传感器61和第二超声波传感器62之前，可以对壳体22表面的上述第一粘贴区域(与第一超声波传感器61正对的区域)和第二粘贴区域(与第二超声波传感器62正对的区域)进行打磨。这样，可以降低粘贴区域的粗糙度，从而有利于减小超声波信号的衰减。

在粘贴第一超声波传感器61和第二超声波传感器62之前，可以对第一粘贴区域和第二粘贴区域进行清洁，例如使用酒精进行清洁，这样，可以避免异物或脏污附着，有利于减小超声波信号的衰减以及减少对超声波信号的干扰。在粘贴第一超声波传感器61和第二超声波传感器62时，可以施以适当的按压力，使得胶体厚度各处较为均匀，不但可以提高粘贴的可靠性，还能减少因胶体厚度不均对检测结果的影响。

在本申请的一些实施例中，在粘贴第一超声波传感器61和第二超声波传感器62之前，测量第一超声波传感器61的固有电容以及第二超声波传感器62的固有电容；响应于确定第一超声波传感器61和第二超声波传感器62中至少一个的固有电容超出电容误差范围，确定其为不合格品并进行更换。

超声波传感器的固有电容，即超声波传感器的两极之间的电容，其与介电常数有关，与超声波传感器的安装无关，影响着超声波传感器的频率下限，是超声波传感器的重要参数。根据该实施例，可以在粘贴超声波传感器之前，基于对其固有电容的测量，判断其是否已经损坏或性能参数已经发生偏离，避免因超声波传感器自身不合格而在安装后影响到检测的准确性，减少人力、物力的成本损失。

在一些实施例中，在将两个超声波传感器安装后，基于两个超声波传感器在正向激励和反向激励时分别输出的传感信号的差异，来对两个超声波传感器在电池单体上的安装进行评估。如图4所示，该实施例方法400在完成前述步骤S302之后还包括：

步骤S403：以第一超声波传感器作为激励侧，以第二超声波传感器作为接收侧，获得由第二超声波传感器输出的正向激励传感信号；

步骤S404：以第二超声波传感器作为激励侧，以第一超声波传感器作为接收侧，获得由第一超声波传感器输出的反向激励传感信号；以及

步骤S405：基于正向激励传感信号和反向激励传感信号，对第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装进行评估。

在一些实施例中，上述步骤S403可参照如下方式实施：如图5A所示，提供函数发生器30、放大器40和示波器50，将函数发生器30和放大器40连接；将放大器40与第一正极导线711和第一负极导线712连接，从而与第一超声波传感器61、电池单体20的壳体侧壁建立电流回路；将示波器50与第二正极导线721和第二负极导线722电连接，从而与第二超声波传感器62、电池单体20的壳体侧壁建立电流回路；然后，采集由示波器50输出的正向激励传感信号。

类似的，上述步骤S404可参照如下方式实施：如图5B所示，提供函数发生器30、放大器40和示波器50，将函数发生器30和放大器40连接(可与步骤S403采用同一套设备)；将放大器40与第二正极导线721和第二负极导线722连接，从而与第二超声波传感器62、电池单体20的壳体侧壁建立电流回路；将示波器50与第一正极导线711和第一负极导线712电连接，从而与第一超声波传感器61、电池单体20的壳体侧壁建立电流回路；然后，采集由示波器50输出的反向激励传感信号。

在一些实施例中，基于正向激励传感信号和反向激励传感信号可以对第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装进行安装合格评估。上述步骤S405，包括：

响应于确定正向激励传感信号和反向激励传感信号的特征差异在误差范围内，确定第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装为合格；以及

响应于确定正向激励传感信号和反向激励传感信号的特征差异超出误差范围，确定第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装为不合格。

在两个超声波传感器安装完毕后，在前述步骤S403和S404进行超声检测之前，可以先将设备静置一段时长(例如2小时)，以冷却焊点并使各设备适应周围环境温度，这样可以获得更加准确的检测效果。

可以在上述步骤S301之前，基于多个敏感因子，预先确定出在电池单体上安装两个超声波传感器的不同试验方案。参考以下表一所示，多个敏感因子例如包括以下至少一个：第一粘贴区域和第二粘贴区域在电池单体的壳体侧壁上的位置、第一粘贴区域和第二粘贴区域的打磨情况、第一粘贴区域和第二粘贴区域的涂胶面积比例、第一超声波传感器和第二超声波传感器上的焊点规格、以及环境温度。

试验方案	粘贴位置	打磨情况	涂胶面积比例	焊点规格	环境温度
						试验方案1	3/4高度	未打磨	100％	0.2毫米	25℃
试验方案2	1/2高度	完全打磨	100％	0.2毫米	25℃
						试验方案3	1/2高度	未打磨	100％	0.2毫米	45℃
试验方案4	1/2高度	未打磨	100％	0.2毫米	60℃
						试验方案5	1/2高度	未打磨	100％	0.2毫米	25℃
试验方案6	1/2高度	未打磨	100％	0.4毫米	25℃
						试验方案7	1/2高度	未打磨	50％	0.2毫米	25℃
试验方案8	1/2高度	未打磨	25％	0.2毫米	25℃
						试验方案9	1/4高度	未打磨	100％	0.2毫米	25℃

表一基于多个敏感因子确定的试验方案列表

参考图2所示，粘贴位置指粘贴区域的下缘相对电池单体20的底部的高度h1，占电池单体20的高度h2的比例。打磨情况可以是未打磨(粘贴区域的粗糙度与壳体的其它区域的粗糙度基本一致)或者按照一定精度标准进行的打磨(粘贴区域的粗糙度小于壳体的其它区域的粗糙度)。涂胶面积比例指在粘贴区域的涂胶面积S1占粘贴区域的面积S2(S2等于侧壁被超声波传感器覆盖的面积)的比例；焊点规格指焊点的直径；环境温度指安装超声波传感器的周围环境温度。

可以基于上述设计的试验方案，参考前述步骤S301和步骤S302，在电池单体上对称安装两个超声波传感器样品，并且，以其中一个超声波传感器样品作为激励侧，以另一个超声波传感器样品作为接收侧，获取由该另一个超声波传感器样品输出的传感信号。本申请的发明人通过对上述各试验方案分别获得的传感信号进行分析，得到如下分析结果：

一、不同焊点规格下，传感信号的波形、幅值和飞行时间(超声波信号从发射器传输到接收器的时间定义为飞行时间)基本一致，因此，焊点大小对传感信号的影响可以忽略。

二、不同打磨情况下，传感信号的波形基本一致，但是，相比未打磨试验方案，粘贴区域完全打磨后，传感信号衰减更小，幅值更高。可以根据实际需要选择对粘贴区域进行打磨或者不打磨。

三、如图6A所示，不同粘贴位置下，传感信号的波形和幅值均存在明显差异，因此，粘贴位置对传感信号的影响较明显。

四、不同环境温度下，传感信号的波形和幅值变化不大。由于试验通常是在恒温房内进行，温度波动极小，因此，环境温度对传感信号的影响可以忽略。

五、如图6B所示，不同涂胶面积比例下，传感信号的波形和幅值均存在明显差异，因此，涂胶面积比例对传感信号的影响较明显。

在一些实施例中，也可以基于两个超声波传感器在电池单体上的安装电容的差异，来对两个超声波传感器在电池单体上的安装进行评估。该实施例方法在前述步骤S302之后还包括：

响应于确定第一电容和第二电容的差值比例小于比例阈值，确定第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装为合格；以及

响应于确定第一电容和第二电容的差值比例不小于比例阈值，确定第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装为不合格。

第一电容和第二电容的差值比例k例如为k＝|C2-C1|*100％/C1，其中，C1为第一电容，C2为第二电容。

在本申请的一些实施例中，比例阈值可以采用如下方式确定：

提供N个超声波传感器样品，并设计与N个超声波传感器样品一一对应的N级梯度的试验安装电容，其中，N≥3；

在壳体的侧壁的第一粘贴区域安装第1个超声波传感器样品，并使第1个超声波传感器样品获得第1级梯度的试验安装电容；

在壳体的侧壁的与第一粘贴区域相对的第二粘贴区域依次更换安装第2个至第N个超声波传感器样品并使其一一对应地获得第2级至第N级梯度的试验安装电容，并且，针对安装的第n个超声波传感器样品：以第1个超声波传感器样品作为激励侧，以第n个超声波传感器样品作为接收侧，获得由第n个超声波传感器样品输出的正向激励传感信号，以及以第n个超声波传感器样品作为激励侧，以第1个超声波传感器样品作为接收侧，获得由第1个超声波传感器样品输出的反向激励传感信号，其中，2≤n≤N；以及

基于第2个至第N个超声波传感器样品的安装分别获得的正向激励传感信号和反向激励传感信号，确定比例阈值k。

例如，在一个实施例中，提供4个超声波传感器样品，为其设计4级梯度的试验安装电容，进行3组对比试验，共获得3组对比试验数据。

对比试验1：在壳体的第一粘贴区域安装第1个超声波传感器样品，并使其获得第1级梯度的试验安装电容C01，在壳体的第二粘贴区域安装第2个超声波传感器样品，并使其获得第2级梯度的试验安装电容C02(相比C01增加3.5％)。获得正向激励传感信号和反向激励传感信号，对比两者主波包幅值差异，偏差小于10％，该安装电容差异基本可以接受。

对比试验2：在壳体的第二粘贴区域更换安装第3个超声波传感器样品，并使其获得第3级梯度的试验安装电容C03(相比C01增加5％)。如图7A所示，获得的正向激励传感信号和反向激励传感信号，两者波形和幅值差异明显，该安装电容差异不能接受。

对比试验3：在壳体的第二粘贴区域更换安装第4个超声波传感器样品，并使其获得第4级梯度的试验安装电容C04(相比C01增加7.8％)。如图7B所示，获得的正向激励传感信号和反向激励传感信号，两者波形和幅值差异明显，该安装电容差异不能接受。

基于对比试验1、2、3的结果数据，设定合理的修正系数λ(例如为0.86)，确定第一电容和第二电容的差值比例k为3％较为合适。

如图8所示为本申请一些实施例提供的在电池单体上安装超声波传感器的方法800，其中，电池单体的壳体的形状大致呈扁平体、长方体或正方体形状，从而其侧壁包括相对的第一侧面和第二侧面。方法800具体包括如下步骤：

步骤S801：在粘贴第一超声波传感器和第二超声波传感器之前，测量第一超声波传感器的固有电容以及第二超声波传感器的固有电容，确保其为合格品；

步骤S802：在壳体的第一侧面和第二侧面对第一粘贴区域和第二粘贴区域进行定位，使其相对布置；

步骤S803：使用例如酒精等清洁剂，对第一粘贴区域和第二粘贴区域及其附近区域进行清洁；

步骤S804：在第一粘贴区域和第二粘贴区域涂胶，涂胶完全覆盖粘贴区域；

步骤S805：在第一粘贴区域和第二粘贴区域对应粘贴第一超声波传感器和第二超声波传感器，并施以适当的按压力；

步骤S806：将第一正极导线与第一超声波传感器焊接，将第一负极导线与第一侧面粘接，将第二正极导线与第二超声波传感器焊接，将第二负极导线与第二侧面粘接；

步骤S807：以第一超声波传感器作为激励侧，以第二超声波传感器作为接收侧，获得正向激励传感信号；然后，以第二超声波传感器作为激励侧，以第一超声波传感器作为接收侧，获得反向激励传感信号；在一些实施例中，步骤S807也可以包括：使用电容测量仪测量第一正极导线与第一负极导线之间的第一电容，以及第二正极导线与第二负极导线之间的第二电容；

步骤S808：对第一超声波传感器和第二超声波传感器在电池单体上的安装进行评估，确保其安装合格后将其用于对电池单体进行缺陷检测。

采用本申请实施例提供的安装方式在电池单体上安装超声波传感器，可以实现超声波传感器在电池单体上的最优化安装，从而提高利用超声波传感器对电池单体进行品质检测的准确性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种在电池单体上安装超声波传感器的方法，所述电池单体包括壳体，所述壳体包括顶壁、底壁以及与所述顶壁和所述底壁围成闭合空间的侧壁，其特征在于，所述方法包括：

在所述侧壁的第一粘贴区域粘贴第一超声波传感器，在所述侧壁的与所述第一粘贴区域相对的第二粘贴区域粘贴第二超声波传感器；以及

将第一正极导线与所述第一超声波传感器焊接，将第一负极导线与所述侧壁粘接，将第二正极导线与所述第二超声波传感器焊接，将第二负极导线与所述侧壁粘接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述侧壁包括相对的第一侧面和第二侧面，所述第一粘贴区域位于所述第一侧面，所述第二粘贴区域位于所述第二侧面，所述第一负极导线与所述第一侧面粘接，所述第二负极导线与所述第二侧面粘接。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

以所述第一超声波传感器作为激励侧，以所述第二超声波传感器作为接收侧，获得由所述第二超声波传感器输出的正向激励传感信号；

以所述第二超声波传感器作为激励侧，以所述第一超声波传感器作为接收侧，获得由所述第一超声波传感器输出的反向激励传感信号；以及

基于所述正向激励传感信号和所述反向激励传感信号，对所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器在所述电池单体上的安装进行评估。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

以所述第一超声波传感器作为激励侧，以所述第二超声波传感器作为接收侧，获得由所述第二超声波传感器输出的正向激励传感信号，包括：提供函数发生器、放大器和示波器，并将所述函数发生器和所述放大器连接；将所述放大器与所述第一正极导线和所述第一负极导线连接，将所述示波器与所述第二正极导线和所述第二负极导线电连接；以及，采集由所述示波器输出的正向激励传感信号；

以所述第二超声波传感器作为激励侧，以所述第一超声波传感器作为接收侧，获得由所述第一超声波传感器输出的反向激励传感信号，包括：提供函数发生器、放大器和示波器，并将所述函数发生器和所述放大器连接；将所述放大器与所述第二正极导线和所述第二负极导线连接，将所述示波器与所述第一正极导线和所述第一负极导线电连接；以及；采集由所述示波器输出的反向激励传感信号。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述正向激励传感信号和所述反向激励传感信号，对所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器在所述电池单体上的安装进行评估，包括：

响应于确定所述正向激励传感信号和所述反向激励传感信号的特征差异在误差范围内，确定所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器在所述电池单体上的安装为合格；以及

响应于确定所述正向激励传感信号和所述反向激励传感信号的特征差异超出所述误差范围，确定所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器在所述电池单体上的安装为不合格。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

提供电容测量仪；

使用所述电容测量仪测量所述第一正极导线与所述第一负极导线之间的第一电容，以及所述第二正极导线与所述第二负极导线之间的第二电容；

基于所述第一电容和所述第二电容，对所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器在所述电池单体上的安装进行评估。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述第一电容和所述第二电容，对所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器在所述电池单体上的安装进行评估，包括：

响应于确定所述第一电容和所述第二电容的差值比例小于比例阈值，确定所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器在所述电池单体上的安装为合格；以及

响应于确定所述第一电容和所述第二电容的差值比例不小于所述比例阈值，确定所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器在所述电池单体上的安装为不合格。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述比例阈值采用如下方式确定：

提供N个超声波传感器样品，并设计与N个所述超声波传感器样品一一对应的N级梯度的试验安装电容，其中，N≥3；

在所述第一粘贴区域安装第1个超声波传感器样品，并使所述第1个超声波传感器样品获得第1级梯度的试验安装电容；

在所述第二粘贴区域依次更换安装第2个至第N个超声波传感器样品并使其一一对应地获得第2级至第N级梯度的试验安装电容，并且，针对安装的第n个超声波传感器样品：

以所述第1个超声波传感器样品作为激励侧，以所述第n个超声波传感器样品作为接收侧，获得由所述第n个超声波传感器样品输出的正向激励传感信号；

以所述第n个超声波传感器样品作为激励侧，以所述第1个超声波传感器样品作为接收侧，获得由所述第1个超声波传感器样品输出的反向激励传感信号，其中，

2≤n≤N；

以及，基于第2个至第N个超声波传感器样品的安装分别获得的所述正向激励传感信号和所述反向激励传感信号，确定所述比例阈值。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在粘贴所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器之前，基于多个敏感因子，确定在所述电池单体上安装所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器的试验方案，

其中，所述多个敏感因子包括以下至少一个：所述第一粘贴区域和所述第二粘贴区域在所述侧壁上的位置、所述第一粘贴区域和所述第二粘贴区域的打磨情况、所述第一粘贴区域和所述第二粘贴区域的涂胶面积比例、所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器上的焊点规格、以及环境温度。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

将所述第一正极导线与所述第一超声波传感器焊接，包括：将所述第一正极导线与所述第一超声波传感器的表面的中心位置焊接；

将所述第二正极导线与所述第二超声波传感器焊接，包括：将所述第二正极导线与所述第二超声波传感器的表面的中心位置焊接。

11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在粘贴所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器之前，对所述第一粘贴区域和所述第二粘贴区域进行打磨。

12.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在粘贴所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器之前，对所述第一粘贴区域和所述第二粘贴区域进行清洁。

13.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在粘贴所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器之前，测量所述第一超声波传感器的固有电容以及所述第二超声波传感器的固有电容；

响应于确定所述第一超声波传感器和所述第二超声波传感器中至少一个的所述固有电容超出电容误差范围，确定其为不合格品并进行更换。

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