一种基于微型相机的电芯机构、动力电池装置及电动车辆的制作方法

1.本技术涉及电池检测技术领域，具体而言，涉及一种基于微型相机的电芯机构、动力电池装置、电动车辆及电芯检测方法。


背景技术：

2.目前，热失控预测是当前新能源汽车发展中面临的重要难题。现有技术中，热失控预测的手段主要是基于电池管理系统(bms，battery management system)采集到的电压、温度等信息，通过上述条件的耦合来识别热失控，该方案准确度较高，但是存在一定问题，即热失控的发生可能是电芯从微观结构上开始发生变化导致的，但是目前的手段无法准确监测或者捕捉电芯微观程度的表现过程(如析锂量较少时电压等参数均)，也就是发生热失控时可及时报警，但是无法提前预警，尤其是针对自发性电芯热失控(即正常下线，正常行驶，猝死的电芯)，目前针对电池包的检测手段(即上述专利中的温度压力等特征量)无法满足提前预警的需求。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种基于微型相机的电芯机构、动力电池装置、电动车辆及电芯检测方法，可以实现对电芯提前预警的技术效果。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种基于微型相机的电芯机构，包括微型相机组件、多个电芯模组和bms主板；
5.所述微型相机组件包括多个微型相机，所述多个微型相机分别与所述bms主板连接；
6.所述多个电芯模组基于预设结构进行布置，所述电芯模组设置有电芯极片和隔膜，所述电芯极片和所述隔膜间隔设置，所述微型相机设置于对应的所述电芯极片和所述隔膜，所述微型相机用于拍摄对应的所述电芯极片和所述隔膜的图像信息。
7.在上述实现过程中，该基于微型相机的电芯机构通过在电芯模组内部的电芯极片、隔膜之间设置微型相机，通过微型相机拍摄对应的电芯极片和隔膜的图像信息，图像信息发送给bms主板，并由bms主板传递给后台处理，在后台数据端进行每个电芯的图像检测，若出现异常的图片，可提前识别出来，进行后台预警，进而采取相应的应对措施，及时杜绝电芯的进一步恶化，以防故障的进一步发展乃至热失控；从而，该基于微型相机的电芯机构可以实现对电芯提前预警的技术效果。
8.进一步地，所述电芯机构还包括安装壳体，所述多个电芯模组、所述bms主板安装于所述安装壳体。
9.进一步地，所述电芯机构还包括bms从板，所述bms从板固定安装于所述安装壳体上。
10.进一步地，所述微型相机为红外成像相机。
11.第二方面，本技术实施例提供了一种动力电池装置，包括第一方面任一项所述的
基于微型相机的电芯机构。
12.第三方面，本技术实施例提供了一种电动车辆，包括第二方面所述的动力电池装置。
13.进一步地，所述电动车辆还包括车联网系统，所述bms主板与所述车联网系统连接。
14.在上述实现过程中，车联网系统通过与bms主板连接，可以获取图像信息并将图像信息发送至后台数据端进行处理。
15.进一步地，所述车联网系统包括主机和车载tbox机构，所述主机和所述车载tbox机构连接，所述bms主板与所述tbox机构连接。
16.第四方面，本技术实施例提供了一种基于微型相机的电芯检测方法，应用于第一方面任一项所述的基于微型相机的电芯机构，所述方法包括：
17.在电芯机构充满电量时，通过所述微型相机获取所述电芯极片和所述隔膜的图像信息；
18.根据图像信息进行识别处理，生成电芯检测结果。
19.在上述实现过程中，通过微型相机获取电芯极片和隔膜的图像信息，实现在后台数据端进行每个电芯的图像检测，根据电芯检测结果可提前识别出来异常状态的电芯，进行后台预警，进而采取相应的应对措施，及时杜绝电芯的进一步恶化，以防故障的进一步发展乃至热失控。
20.进一步地，在所述根据图像信息进行识别处理，生成电芯检测结果的步骤之后，包括：
21.识别所述电芯检测结果是否有泛白或黑色点状图案；
22.若否，则判定所述图像信息为正常图片；
23.若是，则判定所述图像信息为异常图片并生成电芯异常信息。
24.本技术公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本技术公开的上述技术即可得知。
25.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1a为本技术实施例提供的电芯模组的结构示意图；
28.图1b为本技术实施例提供的电芯模组的剖面结构示意图；
29.图2为本技术实施例提供的动力电池装置的结构示意图；
30.图3为本技术实施例提供的一种基于微型相机的电芯检测方法的流程示意图；
31.图4为本技术实施例提供的另一种基于微型相机的电芯检测方法的流程示意图。
32.图标：
具体实施方式
33.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
34.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
35.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
36.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
38.本技术实施例提供了一种基于微型相机的电芯机构、动力电池装置、电动车辆及电芯检测方法，可以应用于电芯的状态检测中；该基于微型相机的电芯机构通过在电芯模组内部的电芯极片、隔膜之间设置微型相机，通过微型相机拍摄对应的电芯极片和隔膜的图像信息，图像信息发送给bms主板，并由bms主板传递给后台处理，在后台数据端进行每个电芯的图像检测，若出现异常的图片，可提前识别出来，进行后台预警，进而采取相应的应对措施，及时杜绝电芯的进一步恶化，以防故障的进一步发展乃至热失控；从而，该基于微型相机的电芯机构可以实现对电芯提前预警的技术效果。
39.在一些实施方式中，本技术实施例提供的基于微型相机的电芯机构，提出在电芯内部极片间设置微型相机(红外成像技术)，每隔固定的时间对极片与隔膜进行拍照，所获取的图像信息发送给bms，bms传递给tbox，在后台数据端进行每个电芯的图像比较，若出现异常的图片，可提前识别出来，进行后台预警，后台人工确认故障，采取相应的措施，该方案可在电芯正常循环过程中提早识别可能存在的故障，及时杜绝电芯的进一步恶化，以防故障的进一步发展乃至热失控。
40.请参见图1a、图1b和图2，图1a为本技术实施例提供的电芯模组的结构示意图，图1b为本技术实施例提供的电芯模组的剖面结构示意图，图2为本技术实施例提供的动力电池装置的结构示意图；该基于微型相机的电芯机构包括微型相机组件、多个电芯模组200和bms主板300。
41.示例性地，微型相机组件包括多个微型相机110，多个微型相机110分别与bms主板
300连接。
42.示例性地，通过微型相机110可以拍摄对应的电芯极片210和隔膜220的图像信息，并将获取到的图像信息发送至bms主板，由bms主板将图像信息发送至后台数据端进行处理。
43.示例性地，多个电芯模组200基于预设结构进行布置，电芯模组200设置有电芯极片210和隔膜220，电芯极片210和隔膜220间隔设置，微型相机110设置于对应的电芯极片210和隔膜220，微型相机110用于拍摄对应的电芯极片210和隔膜220的图像信息。
44.示例性地，在每个电芯模组200设置相应的微型相机110进行监控，即通过微型相机110拍摄对应的电芯极片210和隔膜220的图像信息，根据图像信息判断相应的电芯极片210和隔膜220是否处于正常状态，从而对电芯模组200的进行检测并评估其整体状况，从而可以提早识别可能存在的故障。
45.示例性地，电芯机构还包括安装壳体400，多个电芯模组200、bms主板300安装于安装壳体。
46.示例性地，电芯机构还包括bms从板310，bms从板310固定安装于安装壳体400上。
47.示例性地，微型相机110为红外成像相机。
48.示例性地，红外成像技术是一项前途广阔的高新技术。比0.78微米长的电磁波位于可见光光谱红色以外，称为红外线，又称红外辐射。是指波长为0.78—1000微米的电磁波，其中波长为0.78—2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0—1000微米的部分称为热红外线。在本技术实施例中，对应的电芯极片和隔膜都可以辐射红外线，因此利用微型相机可以测量目标本身与背景间的红外线差，可以得到不同的热红外线形成的红外图像。
49.示例性地，本技术实施例提供了一种动力电池装置，包括上述的基于微型相机的电芯机构。
50.示例性地，本技术实施例提供了一种电动车辆，该电动车辆包括图2所示的动力电池装置。
51.示例性地，电动车辆还包括车联网系统500，bms主板300与车联网系统500连接。
52.示例性地，车联网系统500通过与bms主板300连接，可以获取图像信息并将图像信息发送至后台数据端进行处理。
53.示例性地，车联网系统500包括主机和车载tbox机构，主机和车载tbox机构连接，bms主板300与tbox机构连接。
54.示例性地，车联网系统包含四部分：主机、车载t-box、手机app及后台系统。其中，主机主要用于车内的影音娱乐，以及车辆信息显示；车载t-box主要用于和后台系统/手机app通信，实现手机app的车辆信息显示与控制；当用户通过手机端app发送控制命令后，tsp后台会发出监控请求指令到车载t-box，车辆在获取到控制命令后，通过can总线发送控制报文并实现对车辆的控制，最后反馈操作结果到用户的手机app上，仅这个功能可以帮助用户远程启动车辆、打开空调、调整座椅至合适位置等。
55.该基于微型相机的电芯机构通过在电芯模组内部的电芯极片、隔膜之间设置微型相机，通过微型相机拍摄对应的电芯极片和隔膜的图像信息，图像信息发送给bms主板，并由bms主板传递给后台处理，在后台数据端进行每个电芯的图像检测，若出现异常的图片，可提前识别出来，进行后台预警，进而采取相应的应对措施，及时杜绝电芯的进一步恶化，
以防故障的进一步发展乃至热失控；从而，该基于微型相机的电芯机构可以实现对电芯提前预警的技术效果。
56.请参见图3，图3为本技术实施例提供的一种基于微型相机的电芯检测方法的流程示意图，该基于微型相机的电芯检测方法应用于上述的基于微型相机的电芯机构，该基于微型相机的电芯检测方法包括如下步骤：
57.s100：在电芯机构充满电量时，通过微型相机获取电芯极片和隔膜的图像信息；
58.s200：根据图像信息进行识别处理，生成电芯检测结果。
59.示例性地，通过微型相机获取电芯极片和隔膜的图像信息，实现在后台数据端进行每个电芯的图像检测，根据电芯检测结果可提前识别出来异常状态的电芯，进行后台预警，进而采取相应的应对措施，及时杜绝电芯的进一步恶化，以防故障的进一步发展乃至热失控。
60.请参见图4，图4为本技术实施例提供的另一种基于微型相机的电芯检测方法的流程示意图。
61.示例性地，在根据图像信息进行识别处理，生成电芯检测结果的步骤之后，包括：
62.s310：识别电芯检测结果是否有泛白或黑色点状图案；
63.s320：若否，则判定图像信息为正常图片；
64.s330：若是，则判定图像信息为异常图片并生成电芯异常信息。
65.示例性地，当电芯充满电时，电芯里的微型相机(红外成像技术)对极片及对应的隔膜进行成像，传输到bms主板，bms将图片传输到后台数据端进行图像处理，自动筛出异常图片(如绝大部分负极处无泛白现象，部分负极有，则有泛白的电芯被挑出)，人工进行二次确认，确认异常较为突出的车辆将由售后进行邀约处理。
66.在一些实施场景中，本技术实施例提供的基于微型相机的电芯检测方法可以应用于析锂电芯的检测(析锂会导致电芯热稳定性下降，不排除为导致最终热失控的一个因素)：
67.正常电芯在满电状态，负极是金黄色的，无泛白现象，当电芯由于制程或使用缺陷时，负极表面可能会出现白色的斑点，疑似析锂，随着电芯的老化，该现象会越来越明显。当析锂量较少时，可保持持续监控，暂不处理；当析锂量较多(即在图像端显示为整包中有10％以上负极呈现泛白现象)，可考虑后台邀约处理，以防进一步恶化出现。
68.在一些实施场景中，本技术实施例提供的基于微型相机的电芯检测方法可以应用于含有异物电芯的检测(如铜异物在正极)：
69.当有铜异物在正极时，尺寸足够小时，厂线上无法检测出来，随着后期车辆的运行，铜在正极被氧化，慢慢迁移至隔膜乃至负极，形成微短路，可能会导致自放电过大，更严重者发生热失控，但是在前期由于尺寸较小无法捕捉。当沉积在隔膜时会在隔膜上附着，形成黑色点状物质，该特征可以通过图像采集及识别技术及时辨别出来，一旦沉积在隔膜上售后将采取邀约措施处理，避免电芯的进一步恶化。
70.在本技术所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本技术实施例不再多加赘述。
71.应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实
施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
72.在本技术的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
73.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应与权利要求的保护范围为准。