[发明专利]一种电池形变检测装置及使用方法

说明书

一种电池形变检测装置，包括：激光光源、光分路器、光纤、光微位移传感器和数控模块；所述光分路器包括光入口和至少两个光出口；所述激光光源与所述光分路器的光入口连接；所述光分路器的光出口通过光纤与光微位移传感器连接，与所述光分路器的光出口连接的光纤至少包括一个空闲光纤，其余所述与光分路器的光出口连接的光纤缠绕待测电池组；所述数控模块与所述光微位移传感器连接。本发明结构简单，检测灵敏度和量程可以根据工况实际控制。

技术领域

本发明涉及光纤传感技术领域，具体涉及一种电池形变检测装置及使用方法。

背景技术

锂离子电池由于其材料体系灵活、技术更新快应用于各类示范工程中，但锂离子电池使用过程中安全问题尤为重要。现有的电池监控只能对电池的电压、温度等外特性参数进行监测，根据电池制造商提供的阈值进行监控和管理。由于电池内部复杂的反应和性能衰退机制，外特性参数很难直接反映电池的安全状态及其所处的寿命阶段，无法对电池寿命周期内使用的全过程进行跟踪诊断，并提前对电池进行安全预警。

现有的中国专利申请105758432A公开了一种锂电池安全监测系统，该系统包括信号控制模块以及锂电池模块；锂电池模块包括若干个电池单元，每个电池单元均内嵌有光纤传感器。信号控制模块向锂电池模块提供原始光信号，原始光信号经过对应的电池单元的光纤传感器调制后反射回信号控制模块，信号控制模块对其接收的光信号进行解调，并根据解调得到的光信号的波长漂移度确定对应的待监测信息的数据。这些技术只能监测锂电池的信息，不能直接测量锂电池的形变，例如膨胀等，且结构复杂，不利于推广应用。

基于光纤的传感器由于本征绝缘、不受电磁环境干扰，因而在电力系统中一直有先天的优势。目前基于光纤的形变传感器一般是基于布拉格光栅或者布里渊散射，其优点是能实现准分布式/分布式检测，并且精度高，通常可达到1με，但是这类形变传感器一般量程较小，最大不超过3000με。对于目前广泛使用的电池组，尤其是软包电池组，其受热膨胀的形变量较大，甚至达到1-2％。因而该种形变传感器的量程并不能满足实际应用需要。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的无法对电池寿命周期内使用的全过程进行跟踪诊断和安全预警的现状；以及只能监测锂电池组的信息，不能直接测量锂电池组的形变，例如膨胀等，且结构复杂，不利于推广应用的现状问题，本发明提供一种电池形变检测装置及使用方法。

本发明提出的技术方案是：

一种电池形变检测装置，包括：激光光源、光分路器、光纤、光微位移传感器和数控模块；

所述光分路器包括光入口和至少两个光出口；

所述激光光源与所述光分路器的光入口连接；

所述光分路器的光出口通过光纤与光微位移传感器连接，与所述光分路器的光出口连接的光纤至少包括一个空闲光纤，其余所述与光分路器的光出口连接的光纤缠绕待测电池组；

所述数控模块与所述光微位移传感器连接。

优选地，在所述光分路器的光出口和所述待测电池组之间设置有固定物；

所述缠绕待测电池组光纤与所述光出口连接的一端为固定端，所述固定端通过所述固定物固定；

另一端为自由端，所述自由端与光微位移传感器连接。

优选地，所述光微位移传感器包括：陶瓷头和面阵CCD；

所述陶瓷头用于包裹连接所述光纤的自由端，并且所述陶瓷头靠近所述面阵CCD端的端面与所述光纤的自由端齐平，与所述面阵CCD非接触。

优选地，所述数控模块与所述光微位移传感器连接，包括，

所述数控模块与所述光微位移传感器面阵CCD连接，用于接收光斑大小和光强信息。