[发明专利]电池故障动态检测系统

说明书

本发明公开一种电池故障动态检测系统，包括电池单元、磁传感器单元以及信号采集与缺陷分析单元；所述磁传感器单元包括：由排列成二维阵列的多个磁传感器构成的二维磁传感器阵列；进行信号调理的信号调理模块；以及电源模块；所述信号采集与缺陷分析单元包括模拟信号采集部和电池缺陷分析部；所述电池缺陷分析部包括：处理并显示所述模拟信号采集部的输出信号的多通道信号显示模块；电池二维磁场分布显示模块，其对所述多通道信号显示模块的输出图像进行处理并绘制所述电池单元的电池二维磁场分布图；以及故障诊断分析模块，其根据所述多通道信号显示模块的输出图像和所述电池二维磁场分布图判断所述电池单元的状态。

技术领域

本发明属于电池故障检测技术领域，具体涉及一种电池故障动态检测系统。

背景技术

充电电池例如锂电池具有容量大、工作电压高、荷电保持能力强、允许工作温度范围宽、循环使用寿命长、无环境污染等优点，广泛应用于新能源汽车、军事装备、航空航天等多个领域。与此同时，高能量密度的锂电池本身存在较高安全隐患，在实际运行过程中，受电、热和安全管理系统技术发展水平的限制，易发生机、电、热滥用，如过充、过放、过热等，导致电池性能的快速衰退甚至发生内短路而引发安全问题。因此，充电电池的故障诊断是亟需解决的核心难点问题。

以往通过电化学机理模型、等效电路模型、数据驱动模型等可对充电电池电学行为特性进行理论预测，再将电压、电流等电气参数实测值与理论值比对可评估电池健康状态。

然而，上述电气参数检测都是基于整体的集总参数或者有限的局部集总参数，极大的限制了充电电池健康状态检测的空间分辨率和故障的识别率，且局部的参数异常被淹没在集总参数之中。而且，由于上述方法只能诊断出电池是否发生故障而不能判断其故障发生位置，因而对于由多个充电电池组成的电池组，上述方法无法判断出电池组中具体哪些电池发生了故障。

发明内容

发明要解决的问题：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能改善充电电池健康状态检测的空间分辨率和故障识别率，且能动态检测电池的故障类型和故障位置的电池故障动态检测系统。

解决问题的技术手段：

为解决上述问题，本发明提供一种电池故障动态检测系统，包括：电池单元；覆盖所述电池单元，采集所述电池单元的周围的交变磁场的磁传感器单元；以及采集并处理所述磁传感器单元的输出信号的信号采集与缺陷分析单元；所述磁传感器单元包括：二维磁传感器阵列，所述二维磁传感器阵列由排列成二维阵列的多个磁传感器构成；对所述二维磁传感器阵列的输出信号进行信号调理的信号调理模块；以及对所述二维磁传感器阵列和所述信号调理模块进行供电的电源模块；所述信号采集与缺陷分析单元包括采集所述信号调理模块的输出信号的模拟信号采集部和分析所述模拟信号采集部的输出信号的电池缺陷分析部；所述电池缺陷分析部包括：处理并显示所述模拟信号采集部的输出信号的多通道信号显示模块；电池二维磁场分布显示模块，所述电池二维磁场分布显示模块对所述多通道信号显示模块的输出图像进行处理并绘制所述电池单元的电池二维磁场分布图；以及故障诊断分析模块，所述故障诊断分析模块根据所述多通道信号显示模块的输出图像和所述电池二维磁场分布图判断所述电池单元的状态。

根据本发明，能够以少量的磁传感器构成具有二维磁传感器阵列的磁传感器单元覆盖于电池单元的上方，通过对该磁传感器单元的输出信号进行调理、转换等多种处理，以图像实时显示该输出信号且根据该输出信号绘制电池二维磁场分布图，能够动态判断电池单元的故障状态。