本实用新型专利技术公开了一种方便进行声学检测的电池组，属于锂离子电池领域，该电池组为方形硬壳锂离子电池，在外壳和电池组侧壁面间设置有负载着超声耦合介质的载体，以形成超声耦合介质构建的声波传导通路，从而方便对电池组进行声透射信号或者声反射信号的探测。本实用新型专利技术在电池组中巧妙引入负载有超声耦合介质的载体，方便进行声学检测。
【技术实现步骤摘要】
方便进行声学检测的电池组
本技术属于锂离子电池领域，更具体地，涉及一种方便进行声学检测的电池组。
技术介绍
电池被广泛应用于日常生活的各个领域，电池技术的应用与发展直接推动着社会的进步与人民生活水平的提高。然而受材料与技术的限制，单体电池的容量与电压有限，人们将电池通过串/并连的方式连接起来形成了电池组来为满足较大规模的电能储能的需求，应用于电动汽车、储能电站等场合。为了保证电池组平稳安全的运行，也为了给电池组的工作提供适合的环境，人们在此之上开发了电池管理系统，对电池组内部电池的充放电过程进行统一的控制，避免电池过充、过放、过热，同时对电池的健康状态进行监控实现电池故障的预警。对于电池管理系统而言，准确预测电池荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)是其最为重要的功能。SOC和SOH是电池组进行电池管理的核心依据，在锂电池的全生命周期内，SOC/SOH估算的误差大小不但直接影响锂电池组的使用性能以及使用寿命，SOC/SOH的误判甚至会引起严重的安全事故。然而SOC与SOH的预测同时也是电池管理系统最大的难点，这是由于传统预测算法均是基于电池电压电流的监测，电池电压同电池SOC/SOH间的关系为一个复杂的非线性关系，且受温度与电流影响极大，此外电池充放电过程存在较为平坦的“平台区”，也严重影响了基于电压电流的预测精度。当前有一种基于超声的最新的SOC/SOH预测技术(ZL201611037786.X)，利用超声波的传播特性，从物理上揭示了电池内部结构变化，如果应用于电池管理系统中，能极大提升电池管理系统对电池SOC、SOH的预测精度。上述专利所述的超声技术需要将超声换能器布置于电池前后表面，使超声信检测信号垂直于电池穿过。然而电池组作为一个高度集成化的系统，对重量与体积都有严格的限制，电池组内部往往并没有足够的空间置入超声检测技术所必须的超声换能器，也同电池组原有的成组工艺严重冲突。因此，现有的超声监测技术无法应用于实际电池管理系统中。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供了一种方便进行声学检测的电池组，其目的在于，在电池组上巧妙引入负载有超声耦合介质的载体，方便进行超声或者声学检测，而且不改变现有电池的成组工艺，在工程实际上具有较大的应用意义。为实现上述目的，本技术提供了一种方便进行超声检测的电池组，该电池组为方形硬壳锂离子电池，在外壳和电池组侧壁面间设置有负载着超声耦合介质的载体，以形成超声耦合介质构建的声波传导通路，该声波传导通路平行于电池组内部电芯所包含的电极片方向，从而方便对电池组进行声透射信号或者声反射信号的探测。其中，“方形硬壳锂离子电池”是一个专业名词，方形硬壳锂离子电池具有长方形的外形，内部具有多层电极片结构，电极片所在平面与长方形外壳最短的边垂直。进一步的，负载着超声耦合介质的载体为海绵。海绵价格便宜，易于获取，便于加工，负载超声耦合介质的能力较好。进一步的，负载有超声耦合介质的海绵贴合在电池组外壳内壁上。进一步的，所述超声耦合介质为硅油或者康宁公司的sylgard184两组分硅胶预聚物。其中，康宁公司的sylgard184两组分硅胶预聚物为热固定型两组分硅胶，相互混合后能够聚合成固体。进一步的，所述海绵为条带状，其宽度为1cm～3cm，条带的长度方向垂直于电池组内部电芯所包含的电极片方向，条带状海绵长度覆盖所有电池组中的单电池。或者所述海绵呈圆片状，圆片状的海绵垂直于电池组的内部电芯所包含的电极片方向呈串状排列，以保证每个单电池上具有海绵构建的超声声波传导通道。一种制备如上所述的方便进行超声检测的电池组的方法，先在外壳内壁上设置用于负载着超声耦合介质的载体，再将超声耦合介质浸润在载体上，最后再在外壳内安装电池组。还提供一种检测如上所述的方便进行超声检测的电池组的方法，首先，在电池组外壳的外壁贴装圆片状超声换能片，超声换能片为压电陶瓷材料构成，兼具超声波发射与接收功能，贴装位置对准负载着超声耦合介质的载体的区域，然后，进行超声信号发射与接收，采集数据，并对数据进行分析获得超声检测结果；或者首先，在电池组的外壳的外壁上贴装动铁声音发射元件和驻极体声音接收元件，贴装位置对准负载着超声耦合介质的载体的区域，然后，进行声信号发射与接收，采集数据，并对数据进行分析获得声学特性检测；或者仅仅在电池组进行检修的时候，采用外置的超声探测器对准负载着超声耦合介质的载体区域，对电池组进行扫描分析。即，电池组本身的外壳并没有贴装超声发射与接收元件，平时使用中也并不对电池进行适时监测，但电池组内部的声传播通路依然存在，在电池组进行检修的时候，用外置的超声探测器对电池组进行扫描分析，做到随时需要检测，随时检测，极为方便，在实际工程中，因其便利性非常受欢迎。以上专利技术构思中，一共提供了三种可能的检测方式，其在工程应用上均是可行的。选择动铁作为声音发射元件的原因在于，其体积小，驱动电流小。选择驻极体声音接收元件是因为其体积小，灵敏度高。采用这些元器件主要进行声学特性检测。进一步的，计算超声波透过单体电池后所得信号复包络线的复数域绝对值在信号持续时间内的时域积分值，将该时域积分值作为电池的超声特性的特征值，利用实验所得的此特征值同电池状态的关系，对电池状态进行判断，获得声学检测结果。总体而言，通过本技术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：本技术中，电池组侧面加入吸取了超声耦合介质的海绵层，相较于在紧密排列的电池组正面插入探头，对现有电池成组结构的改变较为微小，当前绝大部分的电池组均能不改变设计结构的情况下加入此海绵层。而吸取了超声耦合介质的载体(海绵层)帮助在电池侧面与电池组外壳间构筑起了超声通路，使得超声换能器能够移至电池组外部，轻易的从外部获取电池侧面超声透射信息。根据研究结果，电池侧面穿透的超声信号经过处理后，能获得较为合理的结果，帮助电池管理系统更加准确的对电池SOC/SOH做出预测。附图说明图1a、图1b和图1c分别为带条形海绵垫的电池组结构的斜视图、俯视图和正视图；图2a、图2b和图2c分别为带圆形海绵垫的电池组结构的斜视图、俯视图和正视图；图3是本技术实施例中超声换能器布置位置与声路图；图4是本技术实施例中侧面透射的超声信号波形图；图5是本技术一个实施例中得到的超声信号特征值Kn同电池电量的关系曲线图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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技术，并不用于限定本技术。此外，下面所描述的本技术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。本技术针对现有的超声监测技术无法应用于实际电池管理系统中的问题，设计了一种方便进行超声检测的电池组，在不大幅改变现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种方便进行声学检测的电池组，其特征在于，该电池组为方形硬壳锂离子电池，在外壳和电池组侧壁面间设置有负载着超声耦合介质的载体，以形成超声耦合介质构建的声波传导通路，从而方便对电池组进行声透射信号或者声反射信号的探测。/n
【技术特征摘要】
1.一种方便进行声学检测的电池组，其特征在于，该电池组为方形硬壳锂离子电池，在外壳和电池组侧壁面间设置有负载着超声耦合介质的载体，以形成超声耦合介质构建的声波传导通路，从而方便对电池组进行声透射信号或者声反射信号的探测。
2.如权利要求1所述的方便进行声学检测的电池组，其特征在于，负载着超声耦合介质的载体为海绵。
3.如权利要求2所述的方便进行声学检测的电池组，其特征在于，负载有超声耦合介质的海绵贴合在电池组外壳内壁上。
4.如权利要求3所述的方...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈越，邓哲，刘磊，黄云辉，
申请(专利权)人：江苏集萃华科智能装备科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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