一种可控温电池超声测试盒及测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可控温电池超声测试盒及测试系统，该测试盒包括测试盒体、温控装置和超声波探头，所述测试盒体上设置有一面开口的测试腔，待测试电池通过开口端插入所述测试腔，所述测试腔的相对两面上对应开设有超声探头安装孔，所述温控装置设置于所述测试腔的内侧边，测试时，两个超声波探头密封安装于所述超声探头安装孔中，其超声信号接收/发射面紧贴所述待测试电池的侧壁,所述测试腔内通入淹没所述温控装置和超声波探头的液态超声耦合介质。上述可控温电池超声测试盒不仅结构简单，便于测试；而且整个测试过程受外界环境影响小，控温稳定精确，测试电池和超声探头更换方便快捷，测量数据精确可靠。

Ultrasonic testing box for controllable temperature cell and testing system

The invention discloses a temperature controlled ultrasonic testing box and battery test system, the test box comprises a box body, test the temperature control device and ultrasonic probe, the test box is provided with a test chamber side opening, to test the battery through the open end is inserted into the test chamber and the opposite sides of the test cavity. The ultrasonic probe are correspondingly provided with a mounting hole, and the inner side of the temperature control device is arranged on the side of the test chamber, when testing two ultrasonic probe seal installation installation hole for the ultrasonic probe, the ultrasonic signal receiving / transmitting surface close to the side wall of the battery to be tested, the test pass into the cavity ultrasonic liquid coupling medium submerged by the temperature control device and ultrasonic probe. The temperature controlled ultrasonic testing battery box has the advantages of simple structure, easy to test; and the whole testing process by a small external environment, stable and accurate temperature control, battery test and ultrasonic probe replacement convenient, accurate and reliable measurement data.

【技术实现步骤摘要】
一种可控温电池超声测试盒及测试系统
本专利技术属于电池测试技术，尤其是涉及一种可控温电池超声测试盒及测试系统。
技术介绍
电池的荷电状态(SOC)，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值。电池的健康状态(SOH)，代表着电池当前性能同出厂性能的比值。传统方法采用电流与电压来推算电池的荷电状态与健康状态。然而电池的荷电状态和健康状态同其电流、电压等可测量特性之间是一种非常复杂的非线性关系，且随电池使用环境和使用工况而变化，很难直接测得，因此，如何准确地进行电池荷电状态的测量是一个国际性的难题。于是人们尝试对电池内部的变化进行直接分析。所采用的一种分析方法主要是向电池中引入光纤传感器，通过光学性质的变化来推测电池内部的变化从而推测电池的SOC。然而，这种方法与现有的电池制作工艺并不兼容，容易破坏电池极片的涂布均匀性，且需要复杂的光谱分析设备，无法大规模应用。另一种分析方法是借助穿过电池的超声信号的变化来推测电池内部的变化从而推测电池的SOC。当前，利用超声对电池内部变化研究还处于刚刚兴起阶段。超声信号同电池变化的相关研究十分稀少，缺乏专业的研究设备。尤其是超声信号受温度与探头耦合状态等干扰因素的影响十分大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可控温电池超声测试盒，其具有控温稳定精确、和测试电池更换方便快捷的特点，以解决现有技术中电池超声状态测量存在的上述问题。本专利技术的另一目的在于提供一种可控温电池超声测试系统，其具有测量数据准确可靠和测试效率高的特点，以解决现有技术中电池超声状态测量存在的上述问题。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种可控温电池超声测试盒，其包括：测试盒体，所述测试盒体上设置有一面开口的测试腔，待测试电池通过开口端插入所述测试腔设置，所述测试腔的相对两面上对应开设有超声探头安装孔，温控装置，所述温控装置设置于所述测试腔的内侧边，其包括升温组件、降温组件和温度传感器，超声波探头，两个超声波探头密封安装于所述超声探头安装孔中，其超声信号接收/发射面紧贴所述待测试电池的侧壁，测试时，所述测试腔内通入淹没所述温控装置和两个超声波探头的液态超声耦合介质。特别地，所述测试盒体为双层真空结构，以在测试进行过程中起到保温的作用。特别地，所述测试盒体整体为方形结构，其开设超声探头安装孔的两个面平行间隔设置。特别地，两个超声探头安装孔为同心设置的螺纹孔，所述超声波探头主体为圆柱体结构，其上配合所述螺纹孔设置有外螺纹，所述超声波探头通过外螺纹和密封垫圈密封固定于所述超声探头安装孔内。特别地，所述超声波探头和温控装置上均设置有与外部设备相连的标准化接口。特别地，所述液态超声耦合介质为水或硅油的任一种。一种可控温电池超声测试系统，其包括可控温电池超声测试盒、待测试电池、电池测试仪、超声信号发射/接收仪和上位机，其中，所述待测试电池插入所述可控温电池超声测试盒中，所述可控温电池超声测试盒的超声波探头与所述超声信号发射/接收仪电连接，所述待测试电池与所述电池测试仪电连接，所述电池测试仪、超声信号发射/接收仪和所述可控温电池超声测试盒的温控装置均与所述上位机通信连接。本专利技术的有益效果为，与现有技术相比所述可控温电池超声测试盒不仅结构简单，便于测试；而且整个测试过程受外界环境影响小，控温稳定精确，测试电池和超声探头更换方便快捷，测量数据精确可靠。附图说明图1是本专利技术具体实施方式1提供的可控温电池超声测试盒的立体结构示意图；图2是本专利技术具体实施方式1提供的可控温电池超声测试盒的侧视图；图3是本专利技术具体实施方式1提供的可控温电池超声测试系统的示意图；图4是本专利技术具体实施方式1提供的可控温电池超声测试系统的测试数据图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。请参阅图1至图4所示，本实施例中，一种可控温电池超声测试盒包括测试盒体1、温控装置2和超声波探头3，所述测试盒体1整体了方形结构，其内设置有一面开口的测试腔4，待测试电池5通过开口端插入所述测试腔4设置，测试盒体1为双层真空结构，在测试进行过程中起到保温的作用；其顶部开口，测试腔4体积略大于待测试电池5，一方面能采用流性介质作为超声耦合剂进行测试，一方面待测试电池5可通过插入拔出的方式快速更换。所述测试盒体1的相对两面上对应开设有超声探头安装孔，且该两个面高度平行，两个超声探头安装孔为同轴度极高的螺纹孔，超声波探头3主体为圆柱体结构，其上配合所述螺纹孔设置有外螺纹，所述超声波探头3通过外螺纹和密封垫圈密封固定于所述超声探头安装孔内。且所述超声波探头3的超声信号接收/发射面紧贴所述待测试电池5的侧壁。所述温控装置2设置于所述测试腔4的两个内侧边，其包括升温组件、降温组件和温度传感器，可在测试盒体1内形成一个稳定精确的温度场，控制测试时的环境变量，用于电池温度测试与温度老化测试。测试时，所述测试腔4内通入淹没所述温控装置2和两个超声波探头3的液态超声耦合介质。所述超声波探头3和温控装置2上均设置有与外部设备相连的标准化接口6。所述液态超声耦合介质为水或硅油的任一种。测试时，所述待测试电池5插入所述可控温电池超声测试盒中，所述可控温电池超声测试盒的超声波探头3与超声信号发射/接收仪电连接，所述待测试电池5与电池测试仪电连接，所述电池测试仪、超声信号发射/接收仪和温控装置2均与所述上位机通信连接。具体的测试步骤如下：1)先将配套的5M超声波探头3旋转安置在超声探头安装孔内，然后将待测试电池5竖直插入测试盒体1中，再将硅油灌入测试盒体1中(作为超声信号盒内传递的耦合介质)，硅油需浸没温控装置2；2)将测试盒体1内的待测试电池5同电池测试仪相连，再通过网线同上位机相连接。将超声波探头3同超声信号发射/接收仪相连，再通过USB线同上位机相连。将温控装置2的控制接口通过USB线同上位机相连；3)通过上位机读取用户设计的工步文件与升温文件，控制温控装置2将测试盒体1内硅油升温至实验指定温度，控制超声信号发射/接收仪开始超声实验，在指定温度下按工步文件步骤对电池进行充放电并同步记录超声信号的变化。最终测得超声信号同电池的工作温度与充放电过程的实验数据如图4所示。更换待测试电池5的步骤如下：1)通过上位机停止电池测试仪、超声信号发射/接收仪、温控装置2；2)将待测试电池5同电池测试仪断开并从测试腔4内拔出、将新的待测电池插入测试腔4；3)向测试腔4内补充超声耦合液至浸没温控装置2。将电池同电池测试仪连接；4)通过上位机开始新一轮的实验。更换超声波探头3的具体步骤如下：1)通过上位机停止电池测试仪、超声信号发射/接收仪、温控装置2；2)将电池从测试腔4内拔出，将测试腔4内的超声耦合液倒出；3)先将超声波探头3同超声信号发射/接收仪断开，从超声探头安装孔处旋转取下。再旋转安装新的超声波探头3；4)将电池插回测试盒，重新灌入超声耦合液至浸温控装置2；5)将超声波探头3同超声信号发射/接收仪连接；6)通过上位机开始新一轮的实验。以上实施例只是阐述了本专利技术的基本原理和特性，本专利技术不受上述事例限制，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控温电池超声测试盒，其特征在于，其包括：测试盒体，所述测试盒体上设置有一面开口的测试腔，待测试电池通过开口端插入所述测试腔，所述测试腔的相对两面上对应开设有超声探头安装孔，温控装置，所述温控装置设置于所述测试腔的内侧边，其包括升温组件、降温组件和温度传感器，超声波探头，两个超声波探头密封安装于所述超声探头安装孔中，其超声信号接收/发射面紧贴所述待测试电池的侧壁,测试时，所述测试腔内通入淹没所述温控装置和两个超声波探头的液态超声耦合介质。

【技术特征摘要】
1.一种可控温电池超声测试盒，其特征在于，其包括：测试盒体，所述测试盒体上设置有一面开口的测试腔，待测试电池通过开口端插入所述测试腔，所述测试腔的相对两面上对应开设有超声探头安装孔，温控装置，所述温控装置设置于所述测试腔的内侧边，其包括升温组件、降温组件和温度传感器，超声波探头，两个超声波探头密封安装于所述超声探头安装孔中，其超声信号接收/发射面紧贴所述待测试电池的侧壁,测试时，所述测试腔内通入淹没所述温控装置和两个超声波探头的液态超声耦合介质。2.根据权利要求1所述的可控温电池超声测试盒，其特征在于，所述测试盒体为双层真空结构。3.根据权利要求1所述的可控温电池超声测试盒，其特征在于，所述测试盒体整体为方形结构，其开设超声探头安装孔的两个面平行间隔设置。4.根据权利要求1所述的可控温电池超声测试盒，其特征在于，两个超声探头安装孔为同心设置的螺纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈越，黄云辉，邓哲，黄震宇，
申请(专利权)人：华中科技大学无锡研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32