[实用新型]一种基于超声波的锂电池状态检测装置

说明书

一种基于超声波的锂电池状态检测装置，包括工控机，超声波传感器模块、位移装置、电池充放电仪模块；位移装置实现超声波传感器模块的超声波发射部分和超声波接收部分在电池正反侧保持对应位置；提高利用超声波对结构物共振特性的程序化判别方法的性能状态估计精度与抗干扰能力，搭配的电池充放电仪模块被工控机控制，进一步对被检测电池进行充放电并采集电池电压、电流、容量等相关数据。实现超声检测和充放电仪检测的数据对比校正，去除误检，提高检测精度和有效性。

技术领域

本装置涉及电池检测领域，尤其涉及超声波的锂电池状态检测装置。

背景技术

锂离子电池性能状态的监测是电池管理系统重要组成部分之一，如果对电池性能状态监测不准确，会产生电池过充、过放，效率低、热失控等不良的工作状况，从而可能会导致电池运行故障，比如着火，失效等。目前对锂离子电池性能状态监测常规的方法是应用电压、电流等传感器获取单体电池的电压、电流等数据，然后再采用状态估计算法去估算电池组性能状态。为解决锂离子电池性能监测常规方法所存在的状态估计精度不高，易受到外界因素干扰等缺陷，并基于超声波声学理论优点，可利用超声波对结构物共振特性的程序化判别方法，可提高电池性能状态估计精度与抗干扰能力，便于甄别电池内部不良品。但为了提高对结构物共振特性的激发效果，如何对电池发出有效的超声波是其亟待提高和改进的技术关键点。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术问题，设计一种能稳定激发锂电池共振特性，提高程序化判别效果的锂电池状态检测装置。

本实用新型的技术方案是：包括工控机，超声波传感器模块、位移装置、电池充放电仪模块；所述的位移装置包括支架，位于被测电池正反两侧的横向齿条，横向滑块和联动挂架，位于被测电池左右两侧纵向链条和纵向电机；所述的超声波传感器模块包括被测电池正反两侧的超声波发射部分和超声波接收部分，且都分别固定于所述的横向滑块上，其中超声波发射部分安装有横向电机，并通过齿轮与横向齿条配合；所述的联动挂架包括横向滑块上的伸缩杆，支架顶部的滑杆和滑轮式联动头；所述的电池充放电仪模块被工控机控制，对被检测电池进行充放电并采集电池电压、电流、容量等相关数据。

作为一种优选：超声波发射部分包括信号发生器、功率放大器，可控开关和超声波发射探头；超声波接收部分包括可控开关、超声波接收探头，信号处理电路、模数转换模块。

作为一种优选：信号发生器采用任意波形函数信号发生器，可控开关采用电力MOS管IRLR7843，超声波发射探头和超声波接收探头都采用超声波直探头2.5P20。

综上所述，本实用新型的有益效果是：

电池装载后，工控机发控制信号给位移装置，实现超声波传感器模块在电池正反面对应的左右水平方向移动。不同方位的超声波发生器和接收器同步移动，可实现电池不同位置点的检测，获取到不同检测点的数据，这样为以后对电池整体性能的评估，提供更全面的数据基础。辅助的充放电仪模块能够实现装置在电池充放电时的检测，并实现超声检测和充放电仪检测的数据对比校正，去除误检，提高检测精度和有效性。

附图说明

图1：本实用新型的装置结构示意图。

图2：本实用新型超声信号发生的控制电路。

图3：本实用新型超声信号的输出功率放大电路

图4：本实用新型超声信号接受的控制电路。

图5：本实用新型超声信号的接受滤波、放大和限幅电路。

具体实施方式