[发明专利]一种电池的封装结构、封装方法以及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及检测领域，特别涉及一种电池的封装结构、封装方法以及检测方法。

背景技术

储能技术的发展在小到手表、手机大到电动汽车、无人飞机、通讯基站、分布式电网、可再生能源发电系统的应用中发挥着重大的作用。储能技术最小储能单位是电池，当前常见的储能电池有铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、镍铬电池、钠硫电池和锂离子电池等。在大多的应用中，电池的循环使用健康状态不仅涉及应用系统的正常维护和可靠使用，而且涉及电池的使用安全，是一个普遍关心的问题，同时也是目前很难去监测和有效保障的；

目前电池的监测主要借助温度传感器、电流传感器、电压传感器来估测电池组的荷电状态，来监测电池组的健康状态。然而对于电池组的荷电状态而言，电压、电流、温度由于其间接测量的特点，其虽然同电池的荷电和健康状态存在关联但联系并不直接，仅凭电压、电流、温度三个物理信息难以对电池的荷电及健康状态进行直接的监测和预测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种电池的封装结构、封装方法以及检测方法。本技术方案利用发射封装模块发射检测超声波，检测超声波穿过电池后形成信息超声波，接收封装模块接收信息超声波，并将信息超声波转化为检测信号，工作人员可通过检测信号判断电池的荷电状态；

因为电池充放电过程中，伴随其荷电状态的变化，其正负极活性材料的成分、密度、晶体结构域等物理参数发生变化，其相应声传播的声时、幅度等参数也随之发生改变，因此通过检测超声参数的变化，可准确的检测电池的荷电状态，因此本技术方案具有敏感度高，准确度高，安全可靠，可分布式，成本低等特点；而由于发射封装模块和接收封装模块分别固定在电池的相对的两侧，与电池形成为一体，提高了发射封装模块和接收封装模块与电池之间的耦合性，并降低了制造成本；利用计算机通过对发射封装模块和接收封装模块对电池的荷电状态进行实时监测，提高了对电池的检测力度，进而有利于保障电池的使用寿命。

同时，由于电池在完全充电状态时(荷电状态＝100％)，检测信号的波形的波幅为最大值M，而电池在完全放电状态时(荷电状态＝0％)，检测信号的波形的波幅为最小值N，因此，本技术方案根据此原理，在电池的不同的荷电状态下，重复JS1-JS6步骤，以获得荷电状态与检测信号的波形的波幅之间的对应关系，并绘制荷电-波幅关系曲线，工作人员可参照荷电-波幅关系曲线对当前的检测信号的波形的波幅进行判断，进而判断当前电池的荷电状态；

而通过采用信号采样元件，可在长时间内对信号处理元件输出的波形轮廓进行分时采样，并将其所获得的采样信号分时输出至计算机，工作人员可根据信号采用元件分时输出的检测信号的波形，来判断在该段时间内对电池的荷电状态的变化，进而实现对电池的荷电状态的动态监测。

本发明中的一种电池的封装结构，包括发射封装模块和接收封装模块；

所述发射封装模块发射检测超声波，所述检测超声波穿过电池后形成信息超声波，所述接收封装模块接收所述信息超声波，并将所述信息超声波转化为检测信号；

所述发射封装模块包括发射压电晶片、贴片单片机、贴片发射元件、发射电源信号接口和温敏电阻；

所述接收封装模块包括接收压电晶片、信号放大元件、信号处理元件、信号采样元件、接收电源信号接口；

所述发射封装模块和接收封装模块对称固定在所述电池相对的两侧，所述发射压电晶片和接收压电晶片相互对应。

上述方案中，所述贴片单片机分别与所述贴片发射元件和发射电源信号接口连接，所述发射压电晶片与所述贴片发射元件连接；

发射电源信号接口用于连接电源和信号源；所述电源通过发射电源信号接口向所述贴片单片机输出电能，所述信号源通过所述发射电源信号接口向所述贴片单片机输出电信号；

所述贴片单片机通过贴片发射元件根据所述电信号的频率控制所述发射压电晶片，使所述发射压电晶片向所述电池输出检测超声波；所述检测超声波的频率与所述电信号的频率对应。

上述方案中，所述发射封装模块还包括通信接口，所述通信接口与所述贴片单片机连接；所述通信接口与计算机连接，所述计算机通过所述通信接口控制所述贴片单片机的启动或停止；所述贴片单片机通过通信接口向计算机输出检测超声波；所述温敏电阻还与所述贴片单片机连接，用于感测所述电池的温度并形成温度信号输出至所述贴片单片机，所述贴片单片机将所述温度信号通过通信接口输出至所述计算机。

上述方案中，所述发射封装模块还包括发射线路板、发射金属圆片和发射线；