一种面向动力电池内部温度检测的三维ert柔性传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池检测领域，具体涉及一种面向动力电池内部温度检测的三维ERT柔性传感器。
【背景技术】
[0002]随着当前经济的发展以及社会的需要，新能源汽车成为最具发展前景和竞争力的产业之一。动力电池性能是新能源汽车产业发展的关键问题。目前针对动力电池不同性能检测已成为研究热点，传统检测方法主要面向离线检测模式，而目前动力电池容易在使用过程中由于操作不当等原因造成鼓包、漏液甚至爆炸等安全问题，因此急需寻找新的有效检测方法对动力电池内部健康状态进行在线评估。
[0003]电阻层析成像作为一种基于高密度电阻率法的探测方法，已经被广泛应用于地质及环境监测、两相管流的监测等领域。其中，电阻率作为主要测量参数指标能够完整反映被测对象内部介质构成，进一步方便分析被测对象的即时健康状态。动力电池结构复杂，主要由正负电极、隔膜、电解液、极柱和外壳等组成。视电阻率能够很好地表征动力电池内部材料的物理特性，与动力电池特性有着密切联系。因此，对动力电池内部视电阻率变化实时监测具有广阔的应用前景。
[0004]研究团队已经提出基于电阻层析成像的动力电池内部视电阻率测量方法，探索性研究了基于二维检测模式的动力电池内部视电阻率分布规律，该方法能够提供丰富、直观的电池视电阻率剖面反演图像。然而二维检测模式尚不能对测线短、厚度深的动力电池内部区域的视电阻率进行全区域探测。目前团队采用三维全方位探测方法来获悉动力电池内部视电阻率能够很好地克服二维测量模式存在的不足，其中三维视电阻率测量传感器则是整个探测方法的核心。三维视电阻率测量需要更高的分辨率、稳定性以及实时性，
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术不能对测线短、厚度深的动力电池内部区域的视电阻率进行全区域探测的现状，本发明提供一种面向动力电池内部温度检测的三维ERT柔性传感器。
[0006]本发明采用如下技术方案:
[0007]一种面向动力电池内部温度检测的三维ERT柔性传感器，包括微控制器模块、PC机、激励信号产生模块、电极选通模块、三维电极阵列模块及信号采集模块，所述微控制器模块分别与激励信号产生模块输入端、电极选通模块输入端及PC机输入端连接，所述微控制器模块与信号采集模块相互连接，所述激励信号产生模块输出端与电极选通模块的输入端连接，所述信号采集模块的输入端与电极选通模块的输出端连接，所述电极选通模块与三维电极阵列模块相互连接；
[0008]所述微控制器模块包括相互连接的上、下行微控制器，用于保证激励信号时序与?目号米集?目号时序同步；
[0009]所述激励信号产生模块，用于产生电极选通模块所需的激励电流脉冲；
[0010]所述电极选通模块包括激励电极选通开关及测量电极选通开关，用于三维电极阵列模块行/列内的切换及行/列间的切换；
[0011 ]所述三维电极阵列模块，由焊接在软性电路板的铜片电极阵列构成，与动力电池表面贴合，用于形成电场。
[0012]所述三维电极阵列模块采用焊接在软性电路板的5X10矩形排列的铜片电极阵列构成。
[0013]所述信号采集模块由前级放大电路、工频滤波电路、次级放大电路以及模数转换电路构成。
[0014]所述铜片电极具体为直径5mm，厚度0.6mm的圆形紫铜电极。
[0015]本发明的有益效果:
[0016](I)采用5X10矩形排列的电极片面阵列基础模型，可以实现三维全方位探测动力电池内部视电阻率；
[0017](2)采用软性电路板(FPC)代替传统线缆，集成电极片与硬件系统的所有线路，将电极片直接焊接在软性电路板上，最后通过接插件将FPC与硬件电路连接，有效提高了测量系统集成性。
【附图说明】
[0018]图1是本发明一种面向动力电池内部温度检测的三维ERT柔性传感器的结构示意图；
[0019]图2是三维ERT柔性传感器与动力电池组合结构图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0021 ]实施例
[0022]如图1所示，一种面向动力电池内部温度检测的三维ERT柔性传感器，包括微控制器模块、PC机、激励信号产生模块、电极选通模块、三维电极阵列模块及信号采集模块，所述微控制器模块分别与激励信号产生模块输入端、电极选通模块输入端及PC机输入端连接，所述微控制器模块与信号采集模块相互连接，所述激励信号产生模块输出端与电极选通模块的输入端连接，所述信号采集模块的输入端与电极选通模块的输出端连接，所述电极选通模块与三维电极阵列模块相互连接；
[0023]所述微控制器模块包括相互连接的上行、下行微控制器，上行控制器主要针对不同模块发出控制命令，下行微控制器则负责信号采集及调理、时序同步以及与PC机的实时通信，上/下行微控制器相互通信确保激励信号时序与信号采集时序同步。
[0024]微控制器模块主要采用单片机作为微控制器，考虑到电极选通模块需要大量的命令信号，同时激励信号产生模块需要增益控制，加上与PC机的实时通信，设计中采用TI公司的微功耗混合数字处理器MSP430F169，构成双微控制器架构，上/下行微控制器协同工作能够大大提高工作效率。
[0025]所述激励信号产生模块用于产生电极选通模块所需的激励电流脉冲，使电池内部产生稳定电场；
[0026]激励信号产生模块采用微控制器控制DAC芯片产生频率可调的脉冲电压信号，在基准电压作用下，经过由可编程仪用放大器与精密运算放大器构成的电压/电流转换电路，即可产生高精度增益可调的脉冲电流信号。设计中采用DAC0808作为脉冲电压源；采用PGA203作为仪用放大器，