[发明专利]一种电池极片面电流密度的测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种电池极片面电流密度的测量装置及方法，该装置包括测量装置外壳、分别设置在测量装置外壳内部且与测量装置外壳刚性连接的两块电路板以及分别嵌插在每块电路板上的霍尔效应传感器组，两个霍尔效应传感器组均由多个按规律排布的霍尔效应传感器构成，且分别对应设置在测量装置外壳的正面和背面。与现有技术相比，本发明具有电磁屏蔽准确性高、结构简单、操作简便、维修成本低、测量效率高等优点。

技术领域

本发明涉及电池管理领域，尤其是涉及一种电池极片面电流密度的测量装置及方法。

背景技术

锂离子电池相比于铅酸电池、镍氢电池等常见的电化学二次电池，具有高能量密度、长循环寿命、质量轻、体积小以及无记忆效应等优点，是目前综合性能最好的电池体系，因而被广泛地应用于各个领域，电池极片上的电流密度分布对于电池管理具有重大的意义，电池管理系统利用这一信息可以确保电池电流始终保持在安全工作区域内，从而可以避免电池发生意外情况，例如快速退化和热失控，同时，电流密度还可以用于电池的状态估计、参数识别和故障诊断。

现如今，针对电池极片上的面电流密度测量的研究还很少，所以亟需开发出一种用于锂离子电池面电流密度测量的装置和方法，从而为实现更安全、寿命更长的锂离子电池提供数据支持。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电池极片面电流密度的测量装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电池极片面电流密度的测量装置，该装置包括测量装置外壳、分别设置在测量装置外壳内部且与测量装置外壳刚性连接的两块电路板以及分别嵌插在每块电路板上的霍尔效应传感器组，两个霍尔效应传感器组均由多个按规律排布的霍尔效应传感器构成，且分别对应设置在测量装置外壳的正面和背面。

所述的霍尔效应传感器组中的多个霍尔效应传感器呈阵列状或蜂窝状排列。

所述的测量装置外壳为铜制或铝制外壳。

每块电路板连接有为霍尔效应传感器提供测试电流的电源线，该电源线穿过测量装置外壳与外部电流源电连接。

每块电路板连接有用于导出霍尔效应传感器输出电压信号的数据线，该数据线穿过测量装置外壳与外部处理器通信连接。

所述的霍尔效应传感器均为开环霍尔电流传感器，且外部均罩设有铁铝合金小盒，用以保证多个霍尔效应传感器产生的磁场不会互相干扰。

每个霍尔效应传感器分别通过触头1和触头2测量电池极片对应位置处的电流，所述的触头1和触头2一端与对应位置上的霍尔效应传感器电连接，另一端与电池极片对应位置接触。

所述的触头1和触头2为圆柱状金属，并且在圆柱侧面贴有一层绝缘纸。

一种电池极片面电流密度的测量方法，包括以下步骤：

1)将测量装置插入待测锂离子电池包相邻的两个单电池之间，并使各霍尔效应传感器的测量触头与电池极片良好接触；

2)通过第i行第j列的霍尔效应传感器采集对应电池极片位置上的电流I_ij，霍尔效应传感器输出相对应的电压U_ij并通过数据线向外部处理器传输；

3)外部处理器根据开环霍尔效应传感器检测原理中U_ij与I_ij的对应关系获取电池极片每个位置上的电流I_ij，然后通过公式J_ij＝I_ij/(S/N)计算每个霍尔效应传感器处电池极片的电流密度值J_ij，其中，S为电池极片的表面积，N为与每个电池极片接触的霍尔效应传感器数量。