一种电池原位热机械检测系统的制作方法

1.本发明涉及电池检测技术领域，具体为一种电池原位热机械检测系统。


背景技术：

2.随着新能源储能电池的广泛应用，原位实时监测储能电池的荷电状态、健康状态以及安全状态至关重要，目前的电池储能系统只通过电压、电流和局部温度(uit)对电池包进行监控，但无法监测到电池单体的热机械性能，电池的热机械性能是主反应和副反应的综合外观表现形式，可以通过监测电池整体单体(cell)的动态与历史热机械性能参数评估电池的荷电状态(soc)、健康状态(soh)以及提供安全预警。
3.应变是储能新能源电池安全监测的重要参数之一，通过应变监测，可以对储能新能源电池进行安全预警和状态评估，但储能新能源电池的应变通常受一系列复杂的电化学反应，其中，温度是影响监测点应变的主要次反应因素，温度作用会产生较大的温度应变，导致由电池荷电状态与健康状态引起的结构应变信息被掩盖，因此有必要确定结构应变监测中的温度效应，并将之从实测的总应变中分离，以便进行实时评估储能新能源电池的荷电状态、健康状态和安全预警，同时可将实时分离出的温度效应加入预先设置的固定应变预警阈值中，实现原位电池热机械性能检测，以及电池荷电状态、健康状态以及安全状态实时监测。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种电池原位热机械检测系统，解决了目前的电池储能系统只通过电压、电流和局部温度对电池包进行监控，无法监测电池单体的热机械性能，以及难以将温度从电池应变中进行分离，从而无法评估电池荷电状态以及健康状态的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电池原位热机械检测系统，包括电池单体以及分别固定连接于电池单体上的正极和负极，所述电池单体上设置有多个固定连接有热机械传感系统，所述热机械传感系统包括传感器智能驱动单元，所述传感器智能驱动单元的输出端通过导线与传感器单元的输入端电性连接，且传感器单元的输出端通过导线与无线传输模块。
8.所述传感器单元包括温度传感器和应变传感器。
9.优选的，所述传感器单元用于监测电池单体的应变状态以及温度状态。
10.优选的，所述温度传感器用于监测电池单体的温度，且温度传感器采用贴片式温度传感器。
11.优选的，所述应变传感器用于监测电池单体的应变变，且应变传感器采用薄膜式应变片，便于和温度传感器作为一体贴附在电池单体表面。
12.优选的，所述无线传输模块用于将通过传感器单元监测到电池单体的应变以及温度数据通过无线技术传输至检测人员的智能终端上。
13.优选的，所述传感器智能驱动单元用于启动传感器单元内部的应变传感器以及温度传感器，且传感器智能驱动单元内部设置智能唤醒模块。
14.优选的，所述智能唤醒模块在检测到电池单体工作时，及时启动传感器单元，对电池单体进行应变以及温度的监测工作，不工作的时候则控制传感器单元进入睡眠状态，用于减少能耗。
15.优选的，所述智能终端为电池管理系统、终端电池管理云端和电池监控终端中其中的一种。
16.(三)有益效果
17.本发明提供了一种电池原位热机械检测系统。具备以下有益效果：
18.(1)、该电池原位热机械检测系统，通过电池单体上设置有多个固定连接有热机械传感系统，所述热机械传感系统包括传感器智能驱动单元，所述传感器智能驱动单元的输出端通过导线与传感器单元的输入端电性连接，且传感器单元的输出端通过导线与无线传输模块，所述传感器单元包括温度传感器和应变传感器，将热机械传感系统集成在贴片上，贴在电池单体的表面，无需连线，实时采集电池单体表面的应变和温度数据，实现原位监测电池单体热机械性能的目的，方便人员通过分析实时的电池热机械性能数据，获得可逆与不可逆的机械形变与动态温度数据，实现评估电池的荷电状态、健康状态、机械滥用状态以及提供安全与失效预警。
19.(2)、该电池原位热机械检测系统，通过传感器单元包括温度传感器和应变传感器，温度传感器采用贴片式温度传感器，应变传感器采用薄膜式应变片，该温度传感器以及应变传感器均实现小、轻和薄的特点，便于两者作为一体贴附在电池单体表面。
附图说明
20.图1为本发明系统的结构原理框图；
21.图2为本发明热机械传感系统的结构原理框图；
22.图3为本发明传感器单元的结构原理框图。
23.图中：1、电池单体；2、正极；3、负极；4、热机械传感系统；41、传感器智能驱动单元；42、传感器单元；421、温度传感器；422、应变传感器；43、无线传输模块。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：一种电池原位热机械检测系统，包括电池单体1以及分别固定连接于电池单体1上的正极2和负极3，电池单体1上设置有多个固定连接有热机械传感系统4，热机械传感系统4包括传感器智能驱动单元41，传感器智能驱动单元41的输出端通过导线与传感器单元42的输入端电性连接，且传感器单元42的输
出端通过导线与无线传输。
26.本发明实施例中，传感器单元42包括温度传感器421和应变传感器422，温度传感器421，温度传感器421是指能感受温度并转换成可用输出的电信号的传感器，温度传感器421是温度测量仪表的核心部分。
27.本发明实施例中，传感器单元42用于监测电池单体1的应变状态以及温度状态。
28.本发明实施例中，温度传感器421用于监测电池单体1的温度，且温度传感器421采用贴片式温度传感器。
29.本发明实施例中，应变传感器422用于监测电池单体1的应变，且应变传感器422采用薄膜式应变片，便于和温度传感器421作为一体贴附在电池单体1表面，应变片是在电绝缘体的树脂基底上，安装电阻材料的金属箔和引出导线的应变片导线。
30.本发明实施例中，无线传输模块43用于将通过传感器单元42监测到电池单体1的应变以及温度数据通过无线技术传输至检测人员的智能终端上，无线传输模块43是利用无线技术进行无线传输的一种模块，它被广泛地应用于电脑无线网络，无线通讯，无线控制等领域，无线传输模块43主要由发射器，接收器和控制器组成。
31.本发明实施例中，传感器智能驱动单元41用于启动传感器单元42内部的应变传感器422以及温度传感器421，且传感器智能驱动单元41内部设置智能唤醒模块。
32.本发明实施例中，智能唤醒模块在检测到电池单体1工作时，及时启动传感器单元42，对电池单体1进行应变以及温度的监测工作，不工作的时候则控制传感器单元42进入睡眠状态。
33.本发明实施例中，智能终端为电池管理系统、终端电池管理云端和电池监控终端中其中的一种。
34.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
35.使用时，智能唤醒模块检测到电池单体1工作时，及时启动传感器单元42，通过传感器单元42内的应变传感器422以及温度传感器421对电池单体1进行应变以及温度的监测工作，实时采集电池单体1表面的应变和温度数据，然后将这两个数据通过无线传输模块43发送至智能终端上进行分析显示，监测人员通过分析实时的电池热机械性能数据，获得可逆与不可逆的机械形变与动态温度数据，实现评估电池的荷电状态、健康状态、机械滥用状态以及提供安全与失效预警，当传感器智能驱动单元41内部的智能唤醒模块监测到电池单体1不工作的时候则控制传感器单元42进入睡眠状态，用于减少能耗。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
37.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。