CN111458644A - 一种新能源电池的放电检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及放电检测系统，具体涉及一种新能源电池的放电检测系统，包括控制器，控制器与用于获取新能源电池的开路电压数据的数据获取模块相连，控制器与用于对开路电压数据进行分类的数据分类模块相连，控制器与用于对分类后的开路电压数据进行线性拟合的线性拟合模块相连，控制器与用于对线性拟合结果进行分析判断的分析判断模块相连，控制器与用于采集构建新能源电池三维层析图像所需数据的成像数据采集模块相连，控制器与用于采集新能源电池电化学参数的电化学参数采集模块相连，控制器与用于对成像数据采集模块的输出信号进行处理的数据处理模块相连；本发明提供的技术方案能够有效克服检测效率较低、检测精度较差的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及放电检测系统，具体涉及一种新能源电池的放电检测系统。
背景技术
随着全球能源紧缺的加剧，新能源产业悄然兴起，具有较好应用前景的二次电池技术被争相研究。锂离子电池因其本身无污染、比能量高、循环寿命长等特性被广泛应用在各种仪表和电动汽车上作为能源系统。而锂离子电池自放电现象的存在不仅造成电池本身能量的损失，还会因各电池间自放电的不一致导致锂电池组寿命减少，容量迅速衰减，引起电池管理系统对电池荷电状态的预测出现较大误差，致使电动车电池系统出现过放电等严重问题。
然而，由于自放电发生在电池内部，目前国内外现有测量手段都不能对电池自放电进行实时检测与诊断。电池的自放电，是指电池在处于闲置不使用的状态下仍然会损耗电量的现象，电池的自放电会导致在没有负载的情况下电池电压逐渐降低。当电池的自放电过大时，就容易导致电池在长期闲置或充放电过程中的电压下降到过保护电压以下，进而引发电池鼓胀，严重降低电池的可靠性和安全性。
鉴于自放电过大引起的鼓胀对电池具有损害作用，在电池的开发或应用中对电池的自放电进行检测很有必要。然而，现有放电检测系统的检测效率较低，并且检测精度较差。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种新能源电池的放电检测系统，能够有效克服现有技术所存在的检测效率较低、检测精度较差的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种新能源电池的放电检测系统，包括控制器，所述控制器与用于获取新能源电池的开路电压数据的数据获取模块相连，所述控制器与用于对开路电压数据进行分类的数据分类模块相连，所述控制器与用于对分类后的开路电压数据进行线性拟合的线性拟合模块相连，所述控制器与用于对线性拟合结果进行分析判断的分析判断模块相连；
所述控制器与用于采集构建新能源电池三维层析图像所需数据的成像数据采集模块相连，所述控制器与用于采集新能源电池电化学参数的电化学参数采集模块相连，所述控制器与用于对成像数据采集模块的输出信号进行处理的数据处理模块相连，所述控制器与用于根据数据处理模块处理后的数据构建新能源电池三维层析图像的三维层析图像构建模块相连，所述三维层析图像构建模块与用于提取并分析单层层析图的单层层析图提取分析模块相连，所述控制器与用于根据电化学参数、单层层析图分析结果进行综合分析的综合分析模块相连。
优选地，所述数据获取模块获取开路电压数据及与采集时间之间的二维坐标。
优选地，所述数据分类模块按照采集时间顺序将开路电压数据分为前序数据集、后序数据集，其中前序数据集的个数大于开路电压数据总数的一半，且前序数据集的个数小于开路电压数据总数的三分之二。
优选地，所述线性拟合模块根据前序数据集线性拟合第一拟合直线，所述线性拟合模块根据后序数据集线性拟合第二拟合直线。
优选地，所述分析判断模块对第一拟合直线、第二拟合直线的直线斜率进行对比判断，若第一拟合直线的斜率绝对值小于第二拟合直线的斜率绝对值，则分析判断模块判断新能源电池自放电异常，且所述控制器驱动扫描控制模块并接收来自成像数据采集模块、电化学参数采集模块发送的采集数据。
优选地，所述成像数据采集模块包括X射线源、光电探测器及辅助系统，所述X射线源、光电探测器及辅助系统均固定安装在扫描驱动装置上，所述扫描驱动装置与扫描控制模块相连，所述扫描控制模块与控制器相连。
优选地，所述电化学参数采集模块包括恒电位仪、恒电流仪、电化学交流阻抗分析仪。
优选地，所述单层层析图提取分析模块从新能源电池三维层析图像中提取电芯极板、隔膜、电解液、杂质和单体电池的层析图像并对提取出的层析图像进行分析处理。
优选地，所述综合分析模块根据电化学参数、单层层析图分析结果分析电池零部件物理化学状态与单体电池自放电率、内阻之间的关系，得到电池零部件层析结构形态与电化学特性同自放电量的关系，从而得到新能源电池的自放电率。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种新能源电池的放电检测系统，通过线性拟合对新能源电池的自放电情况进行预判断，有效提升了放电检测效率，再基于三维层析图像对新能源电池的自放电率进行分析，有效提高了放电检测精度。
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简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明系统示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种新能源电池的放电检测系统，如图1所示，包括控制器，控制器与用于获取新能源电池的开路电压数据的数据获取模块相连，控制器与用于对开路电压数据进行分类的数据分类模块相连，控制器与用于对分类后的开路电压数据进行线性拟合的线性拟合模块相连，控制器与用于对线性拟合结果进行分析判断的分析判断模块相连。
数据获取模块获取开路电压数据及与采集时间之间的二维坐标。
数据分类模块按照采集时间顺序将开路电压数据分为前序数据集、后序数据集，其中前序数据集的个数大于开路电压数据总数的一半，且前序数据集的个数小于开路电压数据总数的三分之二。
线性拟合模块根据前序数据集线性拟合第一拟合直线，线性拟合模块根据后序数据集线性拟合第二拟合直线。
分析判断模块对第一拟合直线、第二拟合直线的直线斜率进行对比判断，若第一拟合直线的斜率绝对值小于第二拟合直线的斜率绝对值，则分析判断模块判断新能源电池自放电异常，且控制器驱动扫描控制模块并接收来自成像数据采集模块、电化学参数采集模块发送的采集数据。
通过线性拟合对新能源电池的自放电情况进行预判断，有效提升了放电检测效率。
控制器与用于采集构建新能源电池三维层析图像所需数据的成像数据采集模块相连，控制器与用于采集新能源电池电化学参数的电化学参数采集模块相连，控制器与用于对成像数据采集模块的输出信号进行处理的数据处理模块相连，控制器与用于根据数据处理模块处理后的数据构建新能源电池三维层析图像的三维层析图像构建模块相连，三维层析图像构建模块与用于提取并分析单层层析图的单层层析图提取分析模块相连，控制器与用于根据电化学参数、单层层析图分析结果进行综合分析的综合分析模块相连。
成像数据采集模块包括X射线源、光电探测器及辅助系统，X射线源、光电探测器及辅助系统均固定安装在扫描驱动装置上，扫描驱动装置与扫描控制模块相连，扫描控制模块与控制器相连。
电化学参数采集模块包括恒电位仪、恒电流仪、电化学交流阻抗分析仪。
单层层析图提取分析模块从新能源电池三维层析图像中提取电芯极板、隔膜、电解液、杂质和单体电池的层析图像并对提取出的层析图像进行分析处理。
综合分析模块根据电化学参数、单层层析图分析结果分析电池零部件物理化学状态与单体电池自放电率、内阻之间的关系，得到电池零部件层析结构形态与电化学特性同自放电量的关系，从而得到新能源电池的自放电率。
基于三维层析图像对新能源电池的自放电率进行分析，有效提高了放电检测精度。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种新能源电池的放电检测系统，其特征在于：包括控制器，所述控制器与用于获取新能源电池的开路电压数据的数据获取模块相连，所述控制器与用于对开路电压数据进行分类的数据分类模块相连，所述控制器与用于对分类后的开路电压数据进行线性拟合的线性拟合模块相连，所述控制器与用于对线性拟合结果进行分析判断的分析判断模块相连；
所述控制器与用于采集构建新能源电池三维层析图像所需数据的成像数据采集模块相连，所述控制器与用于采集新能源电池电化学参数的电化学参数采集模块相连，所述控制器与用于对成像数据采集模块的输出信号进行处理的数据处理模块相连，所述控制器与用于根据数据处理模块处理后的数据构建新能源电池三维层析图像的三维层析图像构建模块相连，所述三维层析图像构建模块与用于提取并分析单层层析图的单层层析图提取分析模块相连，所述控制器与用于根据电化学参数、单层层析图分析结果进行综合分析的综合分析模块相连。
2.根据权利要求1所述的新能源电池的放电检测系统，其特征在于：所述数据获取模块获取开路电压数据及与采集时间之间的二维坐标。
3.根据权利要求2所述的新能源电池的放电检测系统，其特征在于：所述数据分类模块按照采集时间顺序将开路电压数据分为前序数据集、后序数据集，其中前序数据集的个数大于开路电压数据总数的一半，且前序数据集的个数小于开路电压数据总数的三分之二。
4.根据权利要求3所述的新能源电池的放电检测系统，其特征在于：所述线性拟合模块根据前序数据集线性拟合第一拟合直线，所述线性拟合模块根据后序数据集线性拟合第二拟合直线。
5.根据权利要求4所述的新能源电池的放电检测系统，其特征在于：所述分析判断模块对第一拟合直线、第二拟合直线的直线斜率进行对比判断，若第一拟合直线的斜率绝对值小于第二拟合直线的斜率绝对值，则分析判断模块判断新能源电池自放电异常，且所述控制器驱动扫描控制模块并接收来自成像数据采集模块、电化学参数采集模块发送的采集数据。
6.根据权利要求1所述的新能源电池的放电检测系统，其特征在于：所述成像数据采集模块包括X射线源、光电探测器及辅助系统，所述X射线源、光电探测器及辅助系统均固定安装在扫描驱动装置上，所述扫描驱动装置与扫描控制模块相连，所述扫描控制模块与控制器相连。
7.根据权利要求1所述的新能源电池的放电检测系统，其特征在于：所述电化学参数采集模块包括恒电位仪、恒电流仪、电化学交流阻抗分析仪。
8.根据权利要求1所述的新能源电池的放电检测系统，其特征在于：所述单层层析图提取分析模块从新能源电池三维层析图像中提取电芯极板、隔膜、电解液、杂质和单体电池的层析图像并对提取出的层析图像进行分析处理。
9.根据权利要求1所述的新能源电池的放电检测系统，其特征在于：所述综合分析模块根据电化学参数、单层层析图分析结果分析电池零部件物理化学状态与单体电池自放电率、内阻之间的关系，得到电池零部件层析结构形态与电化学特性同自放电量的关系，从而得到新能源电池的自放电率。
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