【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池健康状态(剩余容量、健康度、性能状态等)检测装置/检测方法，具体涉及一种锂电池健康状态快速检测装置及方法。
技术介绍
1、现有技术cn115130370a公开了一种电池健康状态检测模型创建方法、检测方法及其检测设备，检测方法包括获取电池升压时发出的放电声音；将电池升压时发出的放电声音输入训练好的电池健康状态检测模型对电池的健康状态进行评估以获得电池的健康状态信息。一种电池健康状态检测设备，包括：电池升压装置，用于对待测电池进行升压，直至产生高压放电，发出放电声音；声音采集装置，用于采集电池升压时发出的放电声音；评估模块，训练好的电池健康状态检测模型写入检测模块中，用于根据电池升压时发出的放电声音对所述电池的健康状态进行评估以获得电池的健康状态信息。
2、但现有的电池健康状态检测装置及方法仍然存在检测速度较慢、成本高、难度大、不安全等问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种锂电池健康状态快速检测装置及方法，通过传送装置快速将锂电池运送到检测平台，用神经网络方法可以对锂电池经过与尖端电极放电产生的高压放电声音快速精准识别，从而准确判断锂电池健康状态，实现对电池健康状态的快速精准分选，其能够对锂电池的健康状态(剩余容量、健康度、性能状态等)进行快速精准评估，为提升锂电池检测速度、降低成本、保障质量提供有效支持。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种锂电池健康状态快速检测装置
4、进一步地，所述传送带的运行速度是0.1m/s，传送带的长度0.7m，升降台的运行速度为0.06m/s；锂电池放入电池托盘的限位孔内，电池托盘压着的左行程开关开始启动，电池托盘底部压住左行程开关；用于固定锂电池的电池托盘和电池托架采用可拆卸式结构，方便更换其他类型的电池托盘，放置不同类型的电池或同时放置多个电池；随着传送带的传动，电池托盘将锂电池运送至恒温隔音箱体内，恒温隔音箱体采用高纯度铝材料和两层隔音毡的三层结构，安装至传送带上方，传送带后侧面设置有声音采集装置的限位孔和个连接导线的小孔。
5、进一步地，经过三秒后电池托盘运动到恒温隔音箱体内时，对射光电开关检测到锂电池，使传送带停止，同时升降台及其遮挡门(21)下移；高压放电模块采用四根同步垂直运动的丝杆—滑轨驱动升降台在恒温隔音箱体内做上下运动，带动尖端电极、铜箔、紫外灯、气管上下运动，下移时间为2.5秒后与电池电极的间距足够小，直至尖端电极与锂电池正极平行，然后开启高压电源机进行高压放电；放电尖端电极的直径约10mm，锥角约30°，尖端电极通过导线连接0-30kv直流高压电源机，尖端电极固定在升降台底部，铜箔通过非金属的压块压住铜箔片并固定在升降台底部，气管和紫外灯设置在升降台右侧，均采用螺纹固定。
6、进一步地，所述紫外灯(35)从恒温隔音箱体后侧引出控制线，调节紫外光强度照射于锂电池表面，使用短波紫外光照射电池正极头，以加速电池内部电子的逸出。
7、进一步地，在恒温隔音箱体内，在恒温隔音箱体后侧面开了一个适当的限位孔对声音采集装置进行水平放置，声音采集装置对锂电池的放电声音进行高灵敏度的快速采集，采集一分钟后，声音采集装置的频率响应范围为50～20khz、最大采样频率为48000hz，有效的将传输中的数字信号高保真还原为原始信号，其储存的音频格式为.wav格式音频，所用的pcm编码格式也有效保证了声音信号的原始特征。
8、进一步地，声音采集完成后，升降台进行上升，上升时间为2.5秒，然后电池托盘通过传送带运动四秒到达挡板(9)时，挡板底部的传送带设置有右行程开关，挡板与传送带中的隔板进行固定连接，当电池托盘碰到挡板后将锂电池进行分离，来完成锂电池的卸料，然后电池托盘由传送带带动送回原位。
9、一种锂电池健康状态快速检测装置的检测方法，其包括：
10、健康状态评估模块采用健康状态评估机，健康状态评估模块在对放电声音时频分析的基础上使用声谱图这一特征提取+方式作为识别特征矢量，为后续的神经网络部署做好准备；当放电声音频率很高时，声音在空气介质中传递会使高频声部的能量损耗严重，声音预加重就是一种对声音信号的高频分量进行补偿的信号处理方式，从而提高声音的高频分辨率与输出信噪比，使声音特征更加明显，放电声音信号的能量大多集中在高频段，因此提取不同健康状态的锂电池7经过高压放电产生的声音声谱图，并对放电声音预加重，根据预加重算法及fft声音信号分析，对声音进行时频域分析；
11、采用多种不同类型的锂电池制作成样本进行高压放电，得到不同的数据模型，样本包括圆柱形锂电池样本、软包锂电池样本、方壳锂电池样本和纽扣锂电池样本，其中圆柱形锂电池包括18650锂电池、26680锂电池、32700锂电池，方壳锂电池包括钢壳锂电池和塑料壳锂电池。
12、进一步地，健康状态评估模块建立声谱图数据集，声谱图刻度标尺选取帧时长25ms，频率范围0-25khz，为更好的与后续神经网络模型相结合，将灰度图像映射为rgb三通道彩色声谱图，绘制不同健康状态的锂电池进行高压放电产生的放电声音声谱图，通过声谱图批量生成算法，构建声谱图数据集；
13、健康状态评估模块将采集到的高压放电声音信号进行特征提取后，喂入神经网络进行训练，具体流程为：1)采集锂电池高压放电产生的放电声音，每次采集60s的声音信号文件；2)对锂电池放电声音裁剪后进行时频分析，将锂电池不同健康程度的放电声音生成声谱图特征作为特征提取方式，实现声音信号—声谱图的快速转换后送入神经网络模型识别，通过声谱图批量生成算法，按照帧长25ms，帧移8.5ms的标尺，将.wav格式的声波序列逐一转换为声谱图图像，构建声谱图数据集；3)搭建神经网络，将声谱图数据集喂入神经网络进行训练，对锂电池健康状态进行预估，通过不断增加声谱图数据集、训练时间，优化模型参数，提高锂电池健康状态评估的精确性。
14、进一步地，不同健康状态的锂电池高压放电声音数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂电池健康状态快速检测装置，其包括传送带(1)、升降台(2)、恒温隔音箱体(3)、控制板(4)、左行程开关(5)、电池托盘(6)、锂电池(7)、对射光电开关(8)、挡板(9)、右行程开关(10)、工作台(11)、高压电源机(12)、健康状态评估机(13)；其特征在于：传送带、恒温隔音箱体设置于机架上，传送带的左右两端分别设置有左行程开关、右行程开关，锂电池放置于电池托盘中，在传送带的中部安装有恒温隔音箱体，恒温隔音箱体的顶部设置有控制板，恒温隔音箱体内部安装有由四根同步垂直运动的丝杆—滑轨驱动的升降台，恒温隔音箱体底部设置有高压放电模块，高压放电模块包括有尖端电极(34)和铜箔(33)，恒温隔音箱体后端设置有声音采集装置(31)和气管(32)，恒温隔音箱体右端设置有紫外灯(34)，在传送带的中部设置有前后对射光电开关，传送带的右端尾部安装有挡板，传送带的右侧设置有工作台，工作台上放置有连接尖端电极的高压电源机和健康状态评估机。
2.如权利要求1所述的一种锂电池健康状态快速检测装置，其特征在于，所述传送带的运行速度是0.1m/s，传送带的长度0.7m，升降台的运
3.如权利要求2所述的一种锂电池健康状态快速检测装置，其特征在于，经过三秒后电池托盘运动到恒温隔音箱体内时，对射光电开关检测到锂电池，使传送带停止，同时升降台及其遮挡门(21)下移；高压放电模块采用四根同步垂直运动的丝杆—滑轨驱动升降台在恒温隔音箱体内做上下运动，带动尖端电极、铜箔、紫外灯、气管上下运动，下移时间为2.5秒后与电池电极的间距足够小，直至尖端电极与锂电池正极平行，然后开启高压电源机进行高压放电；放电尖端电极的直径约10mm，锥角约30°，尖端电极通过导线连接0-30KV直流高压电源机，尖端电极固定在升降台底部，铜箔通过非金属的压块压住铜箔片并固定在升降台底部，气管和紫外灯设置在升降台右侧，均采用螺纹固定。
4.如权利要求3所述的一种锂电池健康状态快速检测装置，其特征在于，所述紫外灯(35)从恒温隔音箱体后侧引出控制线，调节紫外光强度照射于锂电池表面，使用短波紫外光照射电池正极头，以加速电池内部电子的逸出。
5.如权利要求4所述的一种锂电池健康状态快速检测装置，其特征在于，在恒温隔音箱体内，在恒温隔音箱体后侧面开了一个适当的限位孔对声音采集装置进行水平放置，声音采集装置对锂电池的放电声音进行高灵敏度的快速采集，采集一分钟后，声音采集装置的频率响应范围为50～20kHz、最大采样频率为48000Hz，有效的将传输中的数字信号高保真还原为原始信号，其储存的音频格式为.wav格式音频，所用的PCM编码格式也有效保证了声音信号的原始特征。
6.如权利要求5所述的一种锂电池健康状态快速检测装置，其特征在于，声音采集完成后，升降台进行上升，上升时间为2.5秒，然后电池托盘通过传送带运动四秒到达挡板(9)时，挡板底部的传送带设置有右行程开关，挡板与传送带中的隔板进行固定连接，当电池托盘碰到挡板后将锂电池进行分离，来完成锂电池的卸料，然后电池托盘由传送带带动送回原位。
7.一种锂电池健康状态快速检测装置的检测方法，其包括如权利要求6所述的一种锂电池健康状态快速检测装置，其包括：
8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于，健康状态评估模块建立声谱图数据集，声谱图刻度标尺选取帧时长25ms，频率范围0-25kHz，为更好的与后续神经网络模型相结合，将灰度图像映射为RGB三通道彩色声谱图，绘制不同健康状态的锂电池进行高压放电产生的放电声音声谱图，通过声谱图批量生成算法，构建声谱图数据集；
...【技术特征摘要】
1.一种锂电池健康状态快速检测装置，其包括传送带(1)、升降台(2)、恒温隔音箱体(3)、控制板(4)、左行程开关(5)、电池托盘(6)、锂电池(7)、对射光电开关(8)、挡板(9)、右行程开关(10)、工作台(11)、高压电源机(12)、健康状态评估机(13)；其特征在于：传送带、恒温隔音箱体设置于机架上，传送带的左右两端分别设置有左行程开关、右行程开关，锂电池放置于电池托盘中，在传送带的中部安装有恒温隔音箱体，恒温隔音箱体的顶部设置有控制板，恒温隔音箱体内部安装有由四根同步垂直运动的丝杆—滑轨驱动的升降台，恒温隔音箱体底部设置有高压放电模块，高压放电模块包括有尖端电极(34)和铜箔(33)，恒温隔音箱体后端设置有声音采集装置(31)和气管(32)，恒温隔音箱体右端设置有紫外灯(34)，在传送带的中部设置有前后对射光电开关，传送带的右端尾部安装有挡板，传送带的右侧设置有工作台，工作台上放置有连接尖端电极的高压电源机和健康状态评估机。
2.如权利要求1所述的一种锂电池健康状态快速检测装置，其特征在于，所述传送带的运行速度是0.1m/s，传送带的长度0.7m，升降台的运行速度为0.06m/s；锂电池放入电池托盘的限位孔内，电池托盘压着的左行程开关开始启动，电池托盘底部压住左行程开关；用于固定锂电池的电池托盘和电池托架采用可拆卸式结构，方便更换其他类型的电池托盘，放置不同类型的电池或同时放置多个电池；随着传送带的传动，电池托盘将锂电池运送至恒温隔音箱体内，恒温隔音箱体采用高纯度铝材料和两层隔音毡的三层结构，安装至传送带上方，传送带后侧面设置有声音采集装置的限位孔和个连接导线的小孔。
3.如权利要求2所述的一种锂电池健康状态快速检测装置，其特征在于，经过三秒后电池托盘运动到恒温隔音箱体内时，对射光电开关检测到锂电池，使传送带停止，同时升降台及其遮挡门(21)下移；高压放电模块采用四根同步垂直运动的丝杆—滑轨驱动升降台在恒温隔音箱体内做上下运动，带动尖端电极、铜箔、紫外灯、气管上下运动，下移时间为2.5秒...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪志成，陈金明，张斌，张超，徐晨，路永锁，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：
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