与精密高速集成运放AD711构成电压/电流转换电路，只需要一个固定电阻即可得到所需的双极性脉冲电流信号，其信号幅值可进一步通过单片机MSP430编程控制PGA203的放大倍数来实现。
[0027]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，分别完成对激励电流脉冲信号和被测电压信号的传导，用于三维电极阵列模块行/列内的切换及行/列间的切换。
[0028]电极选通模块选用MAXIM公司的MAX396芯片作为选通开关，它是16选I高速CMOS模拟开关芯片，芯片的导通电阻为100 Ω，漏电流为0.75nA，可以满足系统中横向10个电极的高速切换。此外，当在行/列间切换时，则需额外四片MAX396组成二级选通，保证某一行/列测量结束时，迅速切换至下一行/列扫描。
[0029]所述三维电极阵列模块，由铜片电极阵列构成，与动力电池表面贴合，用于形成电场。
[0030]所述三维传感阵列模块采用5X 10矩形排列的电极片面阵列基础模型，三维全方位探测动力电池内部视电阻率，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，最后通过接插件将软性电路板(FPC)与硬件电路连接。
[0031]所述电极片面阵列中，电极采用紫铜材料，紫铜电阻率标准值为1.75X10—6Ω.m，具有良好的导电性能;其化学稳定性在金属活动顺序表中排列第11位，具有稳定的化学特性;紫铜的电阻率温度系数仅为3.9 X 10—3/°C，对温度变化并不敏感，便于安装在环境温度复杂的动力电池组内部。
[0032]所述电极片为尺寸为直径5mm，厚度0.6mm的圆形紫铜电极片，相邻极片间距为12mm，前期开展针对动力电池电阻层析成像的多参数影响正交优化实验，全面分析了电极片形状、电极片厚度、激励电流大小和电极排列方式等因素对实验结果的影响显著程度。
[0033]所述软性电路板(FPC)材质柔软，厚度在Imm以下，极具弹性易弯曲，同时印制有与电极片连接的传输线路，极大程度上缩减了使用空间。再者，FPC薄板主要由聚酰亚胺和涤纶薄板制成，具有良好的耐热性能(280°C以上)。此外，FPC材质柔韧有弹性，即使动力电池发生鼓包等形变也不会产生明显影响。本新型三维柔性传感器采用两个软性电路板(FPC)构成5 X 10阵列模型，可覆盖电池整个矩形表面。
[0034]信号采集模块与PC机连接，完成对激励电流脉冲信号和被测电压信号的传导。设计中放大电路采用仪用放大器INA114作为两级放大电路的核心器件，两次放大倍数为1-108;为防止工频噪声干扰，采用工频陷波器F42N50能够保证信号无损滤波;模数转换器采用分辨率12bit的MAX120芯片，1.6us的转换时间能快速将模拟信号转化为可读取的数字信号。
[0035]图2是新型三维ERT柔性传感器与动力电池组合模型。面向动力电池内部温度检测的新型三维ERT柔性传感器将采用软性电路板(FPC) I作为传感基底，并采用5 X 5电极矩阵2构成传感器敏感单元焊接在FPC薄板上。如图2所示，将两片FPC薄板组合并固定在动力电池3表面上，形成完整的5 X 1传感阵列测量模块。
[0036]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种面向动力电池内部温度检测的三维ERT柔性传感器，其特征在于，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； 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信号米集?目号时序同步； 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； 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； 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。2.根据权利要求1所述的三维ERT柔性传感器，其特征在于，所述三维电极阵列模块采用焊接在软性电路板的5 X 10矩形排列的铜片电极阵列构成。3.根据权利要求1所述的三维ERT柔性传感器，其特征在于，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。4.根据权利要求2所述的三维ERT柔性传感器，其特征在于，所述铜片电极具体为直径5mm，厚度0.6mm的圆形紫铜电极。
【专利摘要】本发明公开了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，电极选通模块与三维电极阵列模块相互连接，本发明实现三维全方位探测动力电池内部视电阻率。
【IPC分类】G01K13/00, H01M10/48
【公开号】CN105514516
【申请号】CN201510836973
【发明人】洪晓斌, 谢烁熳
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月25日