一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法与流程

本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法。

背景技术：

电子设备已经出现在了人们生活中的方方面面，为其进行供电的移动电源也日益广泛使用。聚合物软包电池作为一种重要的移动电源，其质量好坏与安全性高低直接影响电子设备的使用。为了使聚合物软包电池质量可控，需要在出厂前对其进行循环测试，以获得各种性能参数与特性。由于内部化学反应等原因，电芯在循环测试或使用过程中，其厚度会发生变化，并且当厚度变化到一定程度时会产生一定的安全隐患。

目前，对电芯在循环过程中厚度的变化主要通过游标卡尺进行测量，也就是在循环开始时测量电芯的原始厚度，以及在多数电芯性能可能失效的循环结束时再次测量电芯的厚度。一方面，这种测量方法存在很大的安全隐患，由于循环结束时电芯过度使用，通过人工使用游标卡尺进行厚度测量可能会面临电芯起火的危险。另一方面，由于电芯在循环过程中其厚度也是在不断变化的，而电芯在实际使用中需要被装入使用设备的壳体中，直接以循环始末的厚度作为极限值将电芯装入使用设备中，将有可能造成电芯因受挤压被壳体刺破带来的安全隐患。

技术实现要素：

昭阳k26标配了三芯和六芯两块锂电池，容量分别为14.8v/38wh、14.4v/63wh，在电池续航时间测试环节，我们选择bettarymark的life test测试，将屏幕亮度调整到75%，关闭睡眠休眠，结果显示六芯电池的续航时间接近五个半小时，三芯电池也达到了三个小时的续航成绩，表现相当令人惊喜。联想昭阳k29有4芯电池和8芯电池两种规格的电池，这次测试的k29为配置8芯电池的机型，其电池容量为14.4v / 63wh，在以办公应用为主的mobilmark电池使用时间测试中运行了435分钟(7小时15分钟)，在同类笔记本中表现出色。不过据了解，目前华为、聚碳和哈工大研发石墨烯聚合材料电池的储能量是传统电池产品的三倍，用此电池提供电力的电动汽车能行驶超过1000公里，充电时间大大减少，充电次数可达3000次以上，电池的重量却不足传统充电电池的一半。

商品描：述 品描商：述 产品介： 简产品介简：聚 酯夹氨板是芯两层彩由色涂层板钢中间灌，注氨聚泡沫酯，经热加加、压发、而泡成的形夹芯 。3）聚氨酯夹芯墙面板（插口式）hkf-ruw1厚度：40mm，50mm，60mm，75mm，80mm，100mm） 4）聚氨酯夹芯墙面板（暗扣式）cx-ruw2厚度：40mm，50mm，60mm，75mm，80mm，100mm。而一般来说夹芯彩钢板的类型很多，有板厚0.5，0.6的，中间芯材的厚度也有所不同，因此在合适的跨度选择合适的夹芯彩钢板也就非常的重要了。

所述处理器，用于生成循环测试信号，所述循环测试信号通过所述夹点作用于所述电芯；

以及获取所述厚度传感器生成的厚度变化信号；

以及根据所述循环测试信号和所述厚度变化信号生成循环次数-厚度变化信息。

另一方面，本发明还提供一种聚合物软包电池电芯厚度监测方法，应用于上述聚合物软包电池电芯厚度监测系统中，所述方法包括：

步骤1，生成循环测试信号，所述循环测试信号通过夹点作用于电芯；

步骤2，获取厚度传感器生成的厚度变化信号；

步骤3，根据所述循环测试信号和所述厚度变化信号生成循环次数-厚度变化信息。

本发明提供的聚合物软包电池电芯厚度监测系统和方法的有益效果是，聚合物软包电池包括存储电能的电芯以及从电芯引出的用于进行充放电的极耳。批量电池在出厂前，需要进行抽样测试，处理器生成周期性或非周期性的循环测试信号，通过极耳作用于电芯，完成对电芯的多次充放电。在进行充放电的过程中，电芯厚度会发生变化，厚度传感器的动极板会随电芯厚度变化而发生形变，故可通过厚度传感器获得电芯在循环测试过程中连续的厚度变化信号。处理器根据循环测试信号和厚度变化信号可以生成表示循环次数与厚度变化之间关系的循环次数-厚度变化信息，从而准确获得在循环过程中电芯厚度变化的极值，避免人为手工测试电芯厚度的安全隐患及不准确性，同时为电池在实际使用中安装于设备壳体的空间余量提供准确的参考，避免电池电芯因受挤压被壳体刺破带来的安全隐患。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统的结构框图；

图2为本发明实施例的一种聚合物软包电池电芯厚度监测系统的电路连接；

图3为本发明实施例的一种聚合物软包电池电芯厚度监测方法的流程。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

商品描：述 品描商：述 产品介： 简产品介简：聚 酯夹氨板是芯两层彩由色涂层板钢中间灌，注氨聚泡沫酯，经热加加、压发、而泡成的形夹芯 。3）聚氨酯夹芯墙面板（插口式）hkf-ruw1厚度：40mm，50mm，60mm，75mm，80mm，100mm） 4）聚氨酯夹芯墙面板（暗扣式）cx-ruw2厚度：40mm，50mm，60mm，75mm，80mm，100mm。而一般来说夹芯彩钢板的类型很多，有板厚0.5，0.6的，中间芯材的厚度也有所不同，因此在合适的跨度选择合适的夹芯彩钢板也就非常的重要了。

，一个可动极板构成电容，可动极板靠近固定极板时，电源对极板充进电荷，然后可动极板由机械能带动远离固定极板并脱离电源，克服极板间电场力所做的功使极板间电压增大（电容减少了），到达顶端连接到输出电容对其充电，然后返回充电，周而复此，这样输入输出的平均电流相同但电压变高了，驱动极板运动的机械能转化为电能。 （一）变极距型电容位移传感器 δ s ε 定极板 动极板 极距 设动极板未移动时极板间距（初始极距）为δ0 则初始电容量： 当动极板上移，极距δ0减小△δ，传感器的电容量 电容增量： 略去高次非线性项，得电容的相对变化量为： 传感器的灵敏度为： 传感器的灵敏度为： a.容栅型电容式传感器 b.改变介质型电容式传感器 c.改变极距型电容式传感器 d.改极板面积型电容式传感器 * * 电容式位移传感器 2——6分 填空，选择，问答 电容式位移传感器：是利用电容量的变化来测量线位移或角位移的装置。本发明提供一种可自由伸缩并随意固定的连接管装置，适用于其内管外径小于外管内径而要将两管套接固定在一起以满足使用者需要的长度要求并可方便地拆解缩短的连接管装置，它是由外管[3]内管[4]及装于两管接合端内的连接管装置所组成，其特征在于连接管装置是由其一端紧密固定在内管[4]管端内孔中另一端设有两个小法兰在法兰间还设有其横剖面由两个相互交错的对称偏心半圆弧组合而成的腰圆形双曲面体的胀芯[1]和位于胀芯[1]两个法兰间的其横剖面为外圆周略小于外管[3]内径其内周设有与胀芯[1]双曲面体外圆弧相配合的同样也由两个相互交错的对称偏心半圆弧组合而成的双曲面形凹孔的开口式胀套[2]所构成。

处理器1，用于生成循环测试信号，所述循环测试信号通过夹点3作用于电芯4.1。

以及获取所述厚度传感器生成的厚度变化信号。聚合物电芯存储规范聚合物电芯存储规范

以及根据所述循环测试信号和所述厚度变化信号生成循环次数-厚度变化信息。

第二种是三充二放的模式，所谓三充二放，是在充电器上进行改进的，在充电器里加一个放电模块，因为硫化了充不进电，便采取充电放电方式，也就是进行瞬间充电和放电，这种方式是鉴别的方式就是电压和电流变化很大，这种方法对电瓶也有一定的损伤，而且对硫酸盐化严重的电瓶没有效果。上述电路的充放电操作过程说明，电池放电时，运放tl082和相关电路完成电池放电功能，但充电时，tl082，未参与工作，所以电池一旦充满规定电压时，若不断电源，电池处于涓流充电，即使不断开电源，电池也不会造成过充而损坏电池。有人做过关于涓流充电的实验：具体的测试就是电池在充满电后做几个不同时间长度的涓流充电，之后再做恢复容量测试（recoverycapacity），可以发现，连续涓流充电的时间越长，电池的恢复容量越低，以ip4/4s的1420mah电池为例，假设将电池充满电后再分别继续连接电源充电1月和3月，之后将电池的电量放完，再重新充满电测试其恢复容量，会发现连续过充1个月的恢复容量在97%左右，即电池此时最多只能放1377mah的容量，而3个月的恢复容量在90%左右，即1278mah.其实这个问题的深层次原因就是锂电的活性物质在长期高电压下（4.2v）容易分解，从而导致活性物质减少，容量衰减。

优选地，所述处理器具体用于：

分别以所述循环测试信号作为横坐标，所述厚度变化信号作为纵坐标，或者以所述厚度变化信号作为横坐标，所述循环测试信号作为纵坐标，生成以坐标系形式表示的所述循环次数-厚度变化信息。

具体地，循环测试信号包括充放电次数信息，厚度变化信号包括每次充放电时电芯的厚度信息，可将不同的充放电次数作为横坐标，将与充放电次数对应的电芯厚度作为纵坐标，或者将二者位置互换，从而获得以坐标系形式表示的代表循环次数与厚度变化之间关系的循环次数-厚度变化信息。这样可以准确获得每次充放电时的电芯厚度，当电芯厚度变化极值并不是循环测试始末测试值时，可以更准确地获得电芯厚度变化趋势。

优选地，所述处理器还用于：

当所述厚度变化信号的值超过预设范围时，生成报警信号。

具体地，虽然电芯在循环测试过程中，其厚度会不断变化，但是正常电芯的厚度变化是有一定范围的，当测试电芯的厚度变化信号的值超过预设的正常范围时，说明电芯可能已发生故障，有可能起火。此时生成报警信号，使相关工作人员及时进行安全处理，提高测试过程的安全性。

优选地，所述处理器还用于：

当所述厚度变化信号的值在预设时长内保持恒定时，或所述厚度变化信号的连续曲线斜率超过预设值时，生成电芯失效信号。

具体地，通常的电芯只具有几百次的充放电能力，电芯失效后将无法进行有效充放电，其厚度也将不会随外界充放电而变化。在循环测试过程中，如果电芯厚度变化信号的值在预设时长内保持恒定，另外，如果厚度变化信号的连续曲线斜率超过预设值，也就是说电芯的厚度在短时间内持续快速增长，说明电芯很有可能已失效，可以进行检查并提前结束测试，避免人力、物力资源的浪费。

优选地，所述厚度传感器为差动式变间隙型电容厚度传感器。

具体地，差动式变间隙型电容厚度传感器具有相对设置的一块定极板和一块动极板，用于夹持电芯并和电芯两侧面分别接触连接，另外，动极板在与电芯接触的另一面还设置有另一块与动极板抵接的定极板，通过两块定极板夹合一块动极板的结构实现信号的差动式测量，使测量值更为准确。差动式变间隙型电容厚度传感器不仅可以有效夹持电芯，并且灵敏度高，可以准确检测电芯厚度的微小变化，提高循环测试中对电芯厚度监测的准确性。

如图3所示，本发明实施例提供的一种聚合物软包电池电芯厚度监测方法应用于上述聚合物软包电池电芯厚度监测系统中，该方法包括：

步骤1，生成循环测试信号，所述循环测试信号通过夹点作用于电芯。

步骤2，获取厚度传感器生成的厚度变化信号。

步骤3，根据所述循环测试信号和所述厚度变化信号生成循环次数-厚度变化信息。

优选地，所述步骤3的具体实现为：

分别以所述循环测试信号作为横坐标，所述厚度变化信号作为纵坐标，或者以所述厚度变化信号作为横坐标，所述循环测试信号作为纵坐标，生成以坐标系形式表示的所述循环次数-厚度变化信息。

优选地，所述方法还包括：

步骤4，当所述厚度变化信号的值超过预设范围时，生成报警信号。

优选地，所述方法还包括：

为了使系统具有较好的动态响应特性，我们需要调节 ob431 的 反馈增益环路相关元件ifrf 与 cf 的值，使环路具有较高的增益，另外需要调节rd 的值 rd 的取值不宜过大 ，使u3 光耦n发射二极管端能够把次级变化的信号转化为电流变化信号，并迅速的反馈到芯片的 fb 端进行跟o随控制。 通常情况下是这样的，将一个基准电压加在pt100回路上，测量pt100上的电压信号（mv），阻值变化是电压信号自然也变化，再经过运放放大后进入a/d芯片进行a/d转换，经过程序再将电压信号换算成电阻值，采用查表方式（将电阻值和相对应的温度值做成表格放到芯片rom中）的到温度值。另外，主程序中的r7用于存放预设电压的序号，其值在0~6之间变化，每一个值对应一个电压值，依次为0&mdash。

优选地，所述厚度传感器为差动式变间隙型电容厚度传感器。

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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