本發(fā)明涉及鋰電池健康檢測(cè)，尤其涉及一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)儀及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、鋰電池在我們?nèi)粘Ｉ钪袩o(wú)處不在，從電子產(chǎn)品(計(jì)算機(jī)類、通信類和消費(fèi)類電子等)到電動(dòng)交通工具(電動(dòng)自行車、新能源汽車、高鐵等)，再到電網(wǎng)儲(chǔ)能，鋰電池不知不覺(jué)中已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域，成為了人們生活中不可或缺的一部分。

2、隨著鋰電池的大量應(yīng)用，因鋰電池產(chǎn)生的起火、爆炸等安全事故時(shí)有發(fā)生，造成了財(cái)產(chǎn)損失，威脅人生命安全。

3、為避免類似事件發(fā)生，實(shí)時(shí)對(duì)鋰電池或含鋰電池的產(chǎn)品進(jìn)行性能及安全性相關(guān)檢測(cè)，及時(shí)、快速、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)鋰電池的故障及缺陷，對(duì)鋰電池的健康狀況及時(shí)進(jìn)行評(píng)估，對(duì)減少因鋰電池引發(fā)的安全事故的發(fā)生具有重大意義。

4、目前在鋰電池健康狀態(tài)檢測(cè)中的問(wèn)題主要如下：

5、傳統(tǒng)鋰電池缺陷識(shí)別檢測(cè)流程長(zhǎng)、周期長(zhǎng)；

6、傳統(tǒng)的鋰電池缺陷識(shí)別檢測(cè)會(huì)對(duì)電池造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞，測(cè)試后不能保持電池的完好性，測(cè)試成本高；

7、傳統(tǒng)的鋰電池缺陷識(shí)別要經(jīng)過(guò)一系列測(cè)試，涉及多個(gè)樣品及多個(gè)設(shè)備，不能做到實(shí)時(shí)或隨身攜帶設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)儀及檢測(cè)方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)儀，其特征在于，包括第一獲取模塊、第二獲取模塊、評(píng)估模塊和輸出模塊，所述第一獲取模塊、第二獲取模塊、評(píng)估模塊和輸出模塊集成在一外殼體內(nèi)，

4、其中，所述第一獲取模塊包括電壓檢測(cè)單元、內(nèi)阻檢測(cè)單元和溫度檢測(cè)單元，所述第一獲取模塊還設(shè)有檢測(cè)口、正極觸頭和負(fù)極觸頭，所述檢測(cè)口容納并定位鋰電池，所述正極觸頭、負(fù)極觸頭分別接至鋰電池的正極和負(fù)極，所述第二獲取模塊包括圖像掃描單元，所述評(píng)估模塊包括存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)模型單元和圖像識(shí)別模型單元，所述電壓檢測(cè)單元、內(nèi)阻檢測(cè)單元、溫度檢測(cè)單元和圖像掃描單元輸出的數(shù)據(jù)均儲(chǔ)存于存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元分別與數(shù)據(jù)模型單元和圖像識(shí)別模型單元通信連接，所述數(shù)據(jù)模型單元和圖像識(shí)別模型單元通過(guò)輸出模塊與外部設(shè)備通信連接。

5、進(jìn)一步地，所述外殼體為具有六個(gè)面的正方體或長(zhǎng)方體。

6、進(jìn)一步地，所述輸出模塊的輸出端口位于外殼體的正面或一側(cè)面。

7、進(jìn)一步地，所述外殼體的另一側(cè)面或正面設(shè)有放入門，所述放入門與檢測(cè)口連通。

8、進(jìn)一步地，所述圖像掃描單元控制位于外殼體任意一面的一個(gè)攝像頭或控制位于外殼體不同面的多個(gè)攝像頭。

9、進(jìn)一步地，所述圖像掃描單元包括x-ray掃描器或太赫茲掃描成像裝置。

10、一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

11、步驟s1)將鋰電池放入檢測(cè)口，鋰電池的正極和負(fù)極分別接正極觸頭和負(fù)極觸頭；

12、步驟s2)檢測(cè)鋰電池的電池電壓、內(nèi)阻及溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

13、步驟s3)掃描成像鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將成像圖片存儲(chǔ)；

14、步驟s4)對(duì)鋰電池電壓、內(nèi)阻、溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)成像圖進(jìn)行圖像模型識(shí)別。

15、步驟s5)評(píng)估判斷鋰電池的電壓、內(nèi)阻、溫度數(shù)據(jù)是否異常，獲得鋰電池健康狀態(tài)評(píng)估結(jié)果，判斷鋰電池是否存在結(jié)構(gòu)性缺陷，對(duì)存在的結(jié)構(gòu)性缺陷作出評(píng)估；

16、步驟s6)將鋰電池健康狀態(tài)評(píng)估結(jié)果和結(jié)構(gòu)性缺陷情況輸出并顯示。

17、進(jìn)一步地，所述步驟s4和s5包括，計(jì)算鋰電池的電壓、內(nèi)阻或溫度的中值，將鋰電池的電壓、內(nèi)阻、溫度數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的中值進(jìn)行對(duì)比，判斷出離群數(shù)據(jù)，從而判斷鋰電池電壓、內(nèi)阻或溫度數(shù)據(jù)的異常。

18、進(jìn)一步地，所述步驟s5包括，通過(guò)z-scores標(biāo)準(zhǔn)化法或grubbs檢驗(yàn)法進(jìn)行離群數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，對(duì)于一般的正態(tài)分布n(μ，σ)，設(shè)c為一常數(shù)，在一維空間l1(j)上的概率為，從正態(tài)分布概率密度函數(shù)曲線可以直接看出，隨著c增加而迅速減小，計(jì)算每一個(gè)數(shù)據(jù)相對(duì)于平均值的偏離與標(biāo)準(zhǔn)偏差的比值，即：

19、

20、其中：

21、

22、式(a)中zij為z-scores值，i＝1,2...，n，j＝1,2...，d，一般情況下zij服從正態(tài)分布，

23、若z-scores值大于3或小于-3，則xij可能為相應(yīng)的一維空間l1(j)上的離群數(shù)據(jù)。

24、若z-scores值不服從正態(tài)分布，計(jì)算grubbs檢驗(yàn)值：

25、

26、其中，tc是一個(gè)選定的值，它服從具有n-2個(gè)自由度的t分布，且對(duì)于給定的概率閥值，滿足α＝p(xij|≥tc)

27、所述步驟s5具體包括以下步驟：

28、步驟s51)設(shè)定一維數(shù)據(jù)集x、概率閥值參數(shù)α、離群數(shù)據(jù)集

29、步驟s52)若按式(a)計(jì)算一維數(shù)據(jù)集x中每個(gè)數(shù)據(jù)值的z-scores，用z表示，令g＝max(z)；否則跳轉(zhuǎn)步驟s55；

30、步驟s53)按(b)式計(jì)算gc，使概率p(z|≥gc)＝α；

31、步驟s54)若g＞gc，則把g對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)值加入離群數(shù)據(jù)集oset，并把該數(shù)據(jù)值從數(shù)據(jù)集x中去除，跳轉(zhuǎn)步驟s52；

32、步驟s55)返回離群數(shù)據(jù)集oset并輸出，算法結(jié)束。

33、本發(fā)明將電壓測(cè)試、內(nèi)阻測(cè)試、溫度測(cè)試、圖像獲取、數(shù)據(jù)分析、圖像識(shí)別模型、鋰電池健康狀態(tài)評(píng)估判斷及顯示輸出集成在一臺(tái)設(shè)備上，設(shè)備一體化程度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于移動(dòng)和攜帶，滿足于多場(chǎng)景的檢測(cè)需求；

34、本發(fā)明測(cè)試流程簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，故障識(shí)別快速，效率高，減少測(cè)試人員工作量；

35、本發(fā)明只需一個(gè)鋰電池測(cè)試樣品即可完成全流程的電池健康狀態(tài)檢測(cè)，測(cè)試過(guò)程中能保持樣品的完好性，不會(huì)對(duì)樣品產(chǎn)生破壞，健康狀態(tài)良好的鋰電池可繼續(xù)使用，減少測(cè)試成本。

技術(shù)特征：

1.一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)儀，其特征在于，包括第一獲取模塊(1)、第二獲取模塊(2)、評(píng)估模塊(3)和輸出模塊(4)，所述第一獲取模塊(1)、第二獲取模塊(2)、評(píng)估模塊(3)和輸出模塊(4)集成在一外殼體內(nèi)，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)儀，其特征在于，所述外殼體為具有六個(gè)面的正方體或長(zhǎng)方體。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)儀，其特征在于，所述輸出模塊(4)的輸出端口位于外殼體的正面或一側(cè)面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)儀，其特征在于，所述外殼體的另一側(cè)面或正面設(shè)有放入門(5)，所述放入門(5)與檢測(cè)口連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)儀，其特征在于，所述圖像掃描單元(201)控制位于外殼體任意一面的一個(gè)攝像頭或控制位于外殼體不同面的多個(gè)攝像頭。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)儀，其特征在于，所述圖像掃描單元(201)包括x-ray掃描器或太赫茲掃描成像裝置。

7.一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟s4和s5包括，計(jì)算鋰電池(6)的電壓、內(nèi)阻或溫度的中值，將鋰電池(6)的電壓、內(nèi)阻、溫度數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的中值進(jìn)行對(duì)比，判斷出離群數(shù)據(jù)，從而判斷鋰電池(6)電壓、內(nèi)阻或溫度數(shù)據(jù)的異常。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟s5包括，通過(guò)z-scores標(biāo)準(zhǔn)化法或grubbs檢驗(yàn)法進(jìn)行離群數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，對(duì)于一般的正態(tài)分布n(μ，σ)，設(shè)c為一常數(shù)，在一維空間l1(j)上的概率為，從正態(tài)分布概率密度函數(shù)曲線可以直接看出，隨著c增加而迅速減小，計(jì)算每一個(gè)數(shù)據(jù)相對(duì)于平均值的偏離與標(biāo)準(zhǔn)偏差的比值，即：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟s5具體包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測(cè)儀及檢測(cè)方法，包括第一獲取模塊、第二獲取模塊、評(píng)估模塊和輸出模塊，第一獲取模塊、第二獲取模塊、評(píng)估模塊和輸出模塊集成在一外殼體內(nèi)，第一獲取模塊包括電壓檢測(cè)單元、內(nèi)阻檢測(cè)單元和溫度檢測(cè)單元，第一獲取模塊還設(shè)有檢測(cè)口、正極觸頭和負(fù)極觸頭，檢測(cè)口容納并定位鋰電池，正極觸頭、負(fù)極觸頭接至鋰電池，第二獲取模塊包括圖像掃描單元，評(píng)估模塊包括存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)模型單元和圖像識(shí)別模型單元；本發(fā)明只需一個(gè)鋰電池測(cè)試樣品即可完成全流程的電池健康狀態(tài)檢測(cè)，測(cè)試過(guò)程中能保持樣品的完好性，不會(huì)對(duì)樣品產(chǎn)生破壞，健康狀態(tài)良好的鋰電池可繼續(xù)使用，減少測(cè)試成本。

技術(shù)研發(fā)人員：于小芳,周怡,王帥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/1/15

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