一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法

本发明涉及锂电池检测，尤其涉及一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法。

背景技术：

1、2020年9月22日，我国在联合国大会上提出，二氧化碳排放量力争于2030年前实现“碳达峰”，在2060年前实现“碳中和”。为了实现这一重大目标，我国需要在能源结构调整上做出重大改变，而锂电池成为我国能源转型的关键设备，因此锂电池健康状态检测就显得尤为重要。

2、现阶段锂电池健康状态(剩余容量、健康度、性能状态等)检测手段主要为安时积分法，该方法需要对锂电池进行一次完整的充放电周期，测试时间长，不适用大容量电池测试。为进一步提高锂电池状态检测的精度和效率，满足新锂电池出厂的合格检测以及废旧锂电池的梯次分选利用，提高电池分选的检测效率和安全性，现急需一种能够实现对锂电池状态快速检测的方法。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，对锂电池的健康状态进行快速精准评估，为提升锂电池检测速度、降低成本、保障质量提供有效支持。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

5、一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，包括以下步骤：

6、a1：将锂电池输送至恒温隔音箱体内部；

7、a2：将尖端电极移动至锂电池的电极的正上方并进行高压放电；

8、a3：利用声音采集装置对高压放电的的声音进行采集；

9、a4：将采集的声音数据送入健康状态评估模块，通过健康状态评估模块对锂电池的健康状态进行评估。

10、进一步，所述步骤a4中健康状态评估模块对锂电池的健康的评估包括以下步骤：

11、s1：健康状态评估模块将采集到的高压放电声音转换成声谱图；

12、s2：在对放电声音时频分析的基础上使用声谱图这一特征提取方式作为识别特征矢量，建立声谱图数据集；

13、s3：将声谱图数据集喂入神经网络进行识别，从而对锂电池的健康状态进行评估。

14、进一步，在所述步骤a1中将锂电池放置在电池托盘中并采用传说带将电池托盘输送至恒温隔音箱体中；所述电池托盘内安装有电池托架，所述电池托架上形成有放置锂电池的放置槽。

15、进一步，所述传送带安装在一工作台上，所述恒温隔音箱体架设在所述工作台上，且所述传送带穿过所述恒温隔音箱体。

16、进一步，所述恒温隔音箱体的一侧形成供所述电池托盘进出的进出口，另一侧设有限位挡板，所述电池托盘的一侧形成有与所述进出口密封配合的面板，另一端形成有与所述限位挡板配合的的槽口。

17、进一步，所述电池托盘的底部固定贴设在传送带上，所述电池托盘的底部的两侧还设有滚轮，所述工作台的顶部的两侧形成有与所述滚轮配合的u型槽。

18、进一步，所述恒温隔音箱体内还安装有三维直线运动模组，所述尖端电极安装在所述三维直线运动模组上。

19、进一步，所述恒温隔音箱体内还安装有ccd相机，所述ccd相机位于所述三维直线运动模组的上方；所述声音采集装置位于所述恒温隔音箱体内。

20、进一步，所述工作台上还设有对尖端电极供电的高压电源。

21、进一步，所述健康状态评估模块位于所述工作台上，所述所述ccd相机以及声音采集装置的信号输出端与健康状态评估模块电性连接。

22、(三)有益效果

23、本发明的有益效果是：利用高压电源使尖端电极产生高压，通过尖端电极离电池电极一定距离而产生极大电势差，电场强度达到击穿场强后发生高压放电，对高压放电声音进行采集。使用声谱图结合人工神经网络对高压放电声音进行检测识别，充分利用锂电池短时间产生的高压放电声音信息对电池健康状态进行诊断，对电池的剩余使用寿命等进行精准评估，解决了现有检测方法速度慢、成本高、难度大、不安全等问题。此方法可用于新电池出厂的合格检测以及废旧电池的梯次分选利用，提高电池分选的检测效率和安全性，提升电池资源综合利用水平，保障梯次利用电池产品的质量，有助于加强我国锂电池产业的创新能力。

技术特征：

1.一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其特征在于：所述步骤a4中健康状态评估模块对锂电池的健康的评估包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其特征在于：在所述步骤a1中将锂电池放置在电池托盘中并采用传说带将电池托盘输送至恒温隔音箱体中；所述电池托盘内安装有电池托架，所述电池托架上形成有放置锂电池的放置槽。

4.根据权利要求3所述的一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其特征在于：所述传送带安装在一工作台上，所述恒温隔音箱体架设在所述工作台上，且所述传送带穿过所述恒温隔音箱体。

5.根据权利要求4所述的一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其特征在于：所述恒温隔音箱体的一侧形成供所述电池托盘进出的进出口，另一侧设有限位挡板，所述电池托盘的一侧形成有与所述进出口密封配合的面板，另一端形成有与所述限位挡板配合的的槽口。

6.根据权利要求5所述的一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其特征在于：所述电池托盘的底部固定贴设在传送带上，所述电池托盘的底部的两侧还设有滚轮，所述工作台的顶部的两侧形成有与所述滚轮配合的u型槽。

7.根据权利要求6所述的一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其特征在于：所述恒温隔音箱体内还安装有三维直线运动模组，所述尖端电极安装在所述三维直线运动模组上。

8.根据权利要求7所述的一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其特征在于：所述恒温隔音箱体内还安装有ccd相机，所述ccd相机位于所述三维直线运动模组的上方；所述声音采集装置位于所述恒温隔音箱体内。

9.根据权利要求8所述的一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其特征在于：所述工作台上还设有对尖端电极供电的高压电源。

10.根据权利要求9所述的一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其特征在于：所述健康状态评估模块位于所述工作台上，所述所述ccd相机以及声音采集装置的信号输出端与健康状态评估模块电性连接。

技术总结
本发明提供一种基于高压放电声音识别的锂电池状态快速检测方法，其包括以下步骤：将锂电池输送至恒温隔音箱体内部；将尖端电极移动至锂电池的电极的正上方并进行高压放电；利用声音采集装置对高压放电的的声音进行采集；将采集的声音数据送入健康状态评估模块，进行评估。利用高压电源使尖端电极产生高压，通过尖端电极离电池电极一定距离而产生极大电势差，电场强度达到击穿场强后发生高压放电，对高压放电声音进行采集，使用声谱图结合人工神经网络对高压放电声音进行检测识别，利用锂电池短时间产生的高压放电声音信息对电池健康状态进行诊断，对电池的剩余使用寿命等进行精准评估，解决了现有检测方法速度慢、成本高、难度大、不安全等问题。

技术研发人员：汪志成,赵杰,王泽旺,姜毅恒,张斌,吴宇柯,周书民,李其锋,李云翔
受保护的技术使用者：东华理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19