一种基于超声波的电池比热容测量装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于超声波的电池比热容测量装置与方法，包括超声波传感器、微控制器芯片、探头线缆、固定上支架、固定下支架和耦合剂；将集成电池的测量装置置于可控温度的环境中，在若干温度下实现电池的温度均衡；期间超声波传感器开启激励和接收穿过电池的超声波信号，微控制器芯片计算和存储每次测量的飞行时间偏移量，拟合飞行时间偏移量与温度的关系；对处于温度均衡下的电池实施交流脉冲加热，同时开启定时采集电压和超声波信号；如果飞行时间偏移量在一段时间内恒定，停止交流脉冲加热，电池冷却至环境温度；将交流脉冲加热

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波的电池比热容测量装置与方法


[0001]本专利技术涉及电池
，特别是涉及一种基于超声波的电池比热容测量装置与方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池凭借能量密度大、寿命长和无记忆效应等诸多优点被广泛应用于电动汽车的动力系统。温度是影响电池能量效率、老化速度和安全的重要电池状态。过高的温度会导致固体电解质界面膜分解、阳极
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电解液反应和隔膜融化等一系列现象，最终引发电池热失控；低温会影响电池的能量效率，低温且高倍率的充电可能会导致电池析锂，直接影响电池的寿命和安全性。因此，为了保持锂离子电池的最佳性能，需要将电池温度维持在15
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35℃之间。为此，研究人员通常应用电池热模型进行温度的预测和控制。对于这些模型，电池的比热容是一个至关重要的参数，直接影响电池吸收/释放热量所导致的温度变化。
[0003]现有的测量比热容的方法主要有以下两种：(1)加速绝热量热仪；使用加热片加热待测电池，加速绝热量热仪的内壁温度跟踪电池表面的温度以创造近似的绝热环境；根据加热片的加热功率和待测电池的温升情况本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波的电池比热容测量装置，其特征在于，包括超声波传感器(1)、微控制器芯片(3)、探头线缆(4)、固定上支架(5)、固定下支架(6)和耦合剂(7)；固定上支架(5)与固定下支架(6)将超声波传感器(1)固定在涂有耦合剂(7)的电池(2)表面，通过探头线缆(4)将超声波传感器(1)连接至微控制器芯片(3)；超声波传感器(1)激励并接收通过电池(2)的超声波信号，将采集到的信号通信至微控制器芯片(3)，微控制器芯片(3)计算和存储飞行时间偏移量。2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的电池比热容测量装置，其特征在于，所述的超声波传感器取决于具体的测量方式；对于透射波测量，所述的超声波传感器(1)包括一对超声波脉冲发射探头和超声波脉冲接收探头，分别固定在电池(2)相对面的同一位置；对于反射波测量，所述的超声波传感器(1)包括一个超声波脉冲发射/接收探头，固定在电池(2)表面的任意位置；对于导波测量，所述的超声波传感器(1)包括一对超声波脉冲发射探头和超声波脉冲接收探头，分别固定在电池(2)同一表面的两端。3.根据权利要求1所述的一种基于超声波的电池比热容测量装置，其特征在于，所述的微控制器芯片(3)对超声波传感器(1)的激励脉冲为方波或余弦波等，频率取值范围是0.1
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5MHz。4.一种基于超声波的电池比热容测量方法，采用权利要求1到3任一项所述的测量装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1.将集成电池(2)的测量装置置于可控温度的环境中，在若干温度下实现电池(2)的温度均衡；期间超声波传感器(1)开启激励和接收穿过电池(2)的超声波信号，微控制器芯片(3)计算和存储每次测量的飞行时间偏移量，拟合飞行时间偏移量与温度的关系；S2.多次改变电池(2)的荷电状态(SOC)，并重复如S1所述的步骤，实现多个SOC下飞行时间偏移量与温度的拟合；S3对处于温度均衡下的电池(2)实施交流脉冲加热，同时开启定时采集电池(2)的电压和超声波信号；如果飞行时间偏移量在一段时间内恒定，停止交流脉冲加热，电池(2)冷却至环境温度；S4.将交流脉冲加热
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冷却阶段的飞行时间偏移量由拟合关系映射至电池(2)的温度，根据能量守恒方程，计算电池(2)的比热容。5.根据权利要求4所述的一种基于超声波的电池比热容测量方法，其特征在于，所述的飞行时间偏移量计算方法为互相关分析法。6.根据权利要求4所述的一种基于超声波的电池比热容测量方法，其特征在于，所述的步骤S1包括以下子步骤：S101.将集成电池(2)的测量装置置于可控温度的环境中，在任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏中宝，刘春霞，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：