本發(fā)明涉及鋰電池健康檢測，尤其涉及一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測儀及檢測方法。

背景技術(shù)：

1、鋰電池在我們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在，從電子產(chǎn)品(計算機(jī)類、通信類和消費類電子等)到電動交通工具(電動自行車、新能源汽車、高鐵等)，再到電網(wǎng)儲能，鋰電池不知不覺中已經(jīng)滲透到我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€領(lǐng)域，成為了人們生活中不可或缺的一部分。

2、隨著鋰電池的大量應(yīng)用，因鋰電池產(chǎn)生的起火、爆炸等安全事故時有發(fā)生，造成了財產(chǎn)損失，威脅人生命安全。

3、為避免類似事件發(fā)生，實時對鋰電池或含鋰電池的產(chǎn)品進(jìn)行性能及安全性相關(guān)檢測，及時、快速、準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)鋰電池的故障及缺陷，對鋰電池的健康狀況及時進(jìn)行評估，對減少因鋰電池引發(fā)的安全事故的發(fā)生具有重大意義。

4、目前在鋰電池健康狀態(tài)檢測中的問題主要如下：

5、傳統(tǒng)鋰電池缺陷識別檢測流程長、周期長；

6、傳統(tǒng)的鋰電池缺陷識別檢測會對電池造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞，測試后不能保持電池的完好性，測試成本高；

7、傳統(tǒng)的鋰電池缺陷識別要經(jīng)過一系列測試，涉及多個樣品及多個設(shè)備，不能做到實時或隨身攜帶設(shè)備進(jìn)行檢測。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測儀及檢測方法。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測儀，其特征在于，包括第一獲取模塊、第二獲取模塊、評估模塊和輸出模塊，所述第一獲取模塊、第二獲取模塊、評估模塊和輸出模塊集成在一外殼體內(nèi)，

4、其中，所述第一獲取模塊包括電壓檢測單元、內(nèi)阻檢測單元和溫度檢測單元，所述第一獲取模塊還設(shè)有檢測口、正極觸頭和負(fù)極觸頭，所述檢測口容納并定位鋰電池，所述正極觸頭、負(fù)極觸頭分別接至鋰電池的正極和負(fù)極，所述第二獲取模塊包括圖像掃描單元，所述評估模塊包括存儲單元、數(shù)據(jù)模型單元和圖像識別模型單元，所述電壓檢測單元、內(nèi)阻檢測單元、溫度檢測單元和圖像掃描單元輸出的數(shù)據(jù)均儲存于存儲單元，所述存儲單元分別與數(shù)據(jù)模型單元和圖像識別模型單元通信連接，所述數(shù)據(jù)模型單元和圖像識別模型單元通過輸出模塊與外部設(shè)備通信連接。

5、進(jìn)一步地，所述外殼體為具有六個面的正方體或長方體。

6、進(jìn)一步地，所述輸出模塊的輸出端口位于外殼體的正面或一側(cè)面。

7、進(jìn)一步地，所述外殼體的另一側(cè)面或正面設(shè)有放入門，所述放入門與檢測口連通。

8、進(jìn)一步地，所述圖像掃描單元控制位于外殼體任意一面的一個攝像頭或控制位于外殼體不同面的多個攝像頭。

9、進(jìn)一步地，所述圖像掃描單元包括x-ray掃描器或太赫茲掃描成像裝置。

10、一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

11、步驟s1)將鋰電池放入檢測口，鋰電池的正極和負(fù)極分別接正極觸頭和負(fù)極觸頭；

12、步驟s2)檢測鋰電池的電池電壓、內(nèi)阻及溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲；

13、步驟s3)掃描成像鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將成像圖片存儲；

14、步驟s4)對鋰電池電壓、內(nèi)阻、溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，對成像圖進(jìn)行圖像模型識別。

15、步驟s5)評估判斷鋰電池的電壓、內(nèi)阻、溫度數(shù)據(jù)是否異常，獲得鋰電池健康狀態(tài)評估結(jié)果，判斷鋰電池是否存在結(jié)構(gòu)性缺陷，對存在的結(jié)構(gòu)性缺陷作出評估；

16、步驟s6)將鋰電池健康狀態(tài)評估結(jié)果和結(jié)構(gòu)性缺陷情況輸出并顯示。

17、進(jìn)一步地，所述步驟s4和s5包括，計算鋰電池的電壓、內(nèi)阻或溫度的中值，將鋰電池的電壓、內(nèi)阻、溫度數(shù)據(jù)與對應(yīng)的中值進(jìn)行對比，判斷出離群數(shù)據(jù)，從而判斷鋰電池電壓、內(nèi)阻或溫度數(shù)據(jù)的異常。

18、進(jìn)一步地，所述步驟s5包括，通過z-scores標(biāo)準(zhǔn)化法或grubbs檢驗法進(jìn)行離群數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，對于一般的正態(tài)分布n(μ，σ)，設(shè)c為一常數(shù)，在一維空間l1(j)上的概率為，從正態(tài)分布概率密度函數(shù)曲線可以直接看出，隨著c增加而迅速減小，計算每一個數(shù)據(jù)相對于平均值的偏離與標(biāo)準(zhǔn)偏差的比值，即：

19、

20、其中：

21、

22、式(a)中zij為z-scores值，i＝1,2...，n，j＝1,2...，d，一般情況下zij服從正態(tài)分布，

23、若z-scores值大于3或小于-3，則xij可能為相應(yīng)的一維空間l1(j)上的離群數(shù)據(jù)。

24、若z-scores值不服從正態(tài)分布，計算grubbs檢驗值：

25、

26、其中，tc是一個選定的值，它服從具有n-2個自由度的t分布，且對于給定的概率閥值，滿足α＝p(xij|≥tc)

27、所述步驟s5具體包括以下步驟：

28、步驟s51)設(shè)定一維數(shù)據(jù)集x、概率閥值參數(shù)α、離群數(shù)據(jù)集

29、步驟s52)若按式(a)計算一維數(shù)據(jù)集x中每個數(shù)據(jù)值的z-scores，用z表示，令g＝max(z)；否則跳轉(zhuǎn)步驟s55；

30、步驟s53)按(b)式計算gc，使概率p(z|≥gc)＝α；

31、步驟s54)若g＞gc，則把g對應(yīng)的數(shù)據(jù)值加入離群數(shù)據(jù)集oset，并把該數(shù)據(jù)值從數(shù)據(jù)集x中去除，跳轉(zhuǎn)步驟s52；

32、步驟s55)返回離群數(shù)據(jù)集oset并輸出，算法結(jié)束。

33、本發(fā)明將電壓測試、內(nèi)阻測試、溫度測試、圖像獲取、數(shù)據(jù)分析、圖像識別模型、鋰電池健康狀態(tài)評估判斷及顯示輸出集成在一臺設(shè)備上，設(shè)備一體化程度高，結(jié)構(gòu)簡單，便于移動和攜帶，滿足于多場景的檢測需求；

34、本發(fā)明測試流程簡單，自動化程度高，故障識別快速，效率高，減少測試人員工作量；

35、本發(fā)明只需一個鋰電池測試樣品即可完成全流程的電池健康狀態(tài)檢測，測試過程中能保持樣品的完好性，不會對樣品產(chǎn)生破壞，健康狀態(tài)良好的鋰電池可繼續(xù)使用，減少測試成本。

技術(shù)特征：

1.一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測儀，其特征在于，包括第一獲取模塊(1)、第二獲取模塊(2)、評估模塊(3)和輸出模塊(4)，所述第一獲取模塊(1)、第二獲取模塊(2)、評估模塊(3)和輸出模塊(4)集成在一外殼體內(nèi)，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測儀，其特征在于，所述外殼體為具有六個面的正方體或長方體。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測儀，其特征在于，所述輸出模塊(4)的輸出端口位于外殼體的正面或一側(cè)面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測儀，其特征在于，所述外殼體的另一側(cè)面或正面設(shè)有放入門(5)，所述放入門(5)與檢測口連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測儀，其特征在于，所述圖像掃描單元(201)控制位于外殼體任意一面的一個攝像頭或控制位于外殼體不同面的多個攝像頭。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測儀，其特征在于，所述圖像掃描單元(201)包括x-ray掃描器或太赫茲掃描成像裝置。

7.一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測方法，其特征在于，所述步驟s4和s5包括，計算鋰電池(6)的電壓、內(nèi)阻或溫度的中值，將鋰電池(6)的電壓、內(nèi)阻、溫度數(shù)據(jù)與對應(yīng)的中值進(jìn)行對比，判斷出離群數(shù)據(jù)，從而判斷鋰電池(6)電壓、內(nèi)阻或溫度數(shù)據(jù)的異常。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測方法，其特征在于，所述步驟s5包括，通過z-scores標(biāo)準(zhǔn)化法或grubbs檢驗法進(jìn)行離群數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，對于一般的正態(tài)分布n(μ，σ)，設(shè)c為一常數(shù)，在一維空間l1(j)上的概率為，從正態(tài)分布概率密度函數(shù)曲線可以直接看出，隨著c增加而迅速減小，計算每一個數(shù)據(jù)相對于平均值的偏離與標(biāo)準(zhǔn)偏差的比值，即：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋰電池健康狀態(tài)快速檢測方法，其特征在于，所述步驟s5具體包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種鋰電池健康狀態(tài)快速檢測儀及檢測方法，包括第一獲取模塊、第二獲取模塊、評估模塊和輸出模塊，第一獲取模塊、第二獲取模塊、評估模塊和輸出模塊集成在一外殼體內(nèi)，第一獲取模塊包括電壓檢測單元、內(nèi)阻檢測單元和溫度檢測單元，第一獲取模塊還設(shè)有檢測口、正極觸頭和負(fù)極觸頭，檢測口容納并定位鋰電池，正極觸頭、負(fù)極觸頭接至鋰電池，第二獲取模塊包括圖像掃描單元，評估模塊包括存儲單元、數(shù)據(jù)模型單元和圖像識別模型單元；本發(fā)明只需一個鋰電池測試樣品即可完成全流程的電池健康狀態(tài)檢測，測試過程中能保持樣品的完好性，不會對樣品產(chǎn)生破壞，健康狀態(tài)良好的鋰電池可繼續(xù)使用，減少測試成本。

技術(shù)研發(fā)人員：于小芳,周怡,王帥
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/1/15

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