一种锂电池膨胀力检测方法与流程

本发明涉及锂电池领域，特别是涉及一种锂电池膨胀力检测方法。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展，锂电池行业也得到了飞速的发展。锂离子电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多及存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上广泛应用，而且也应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备中，因此对锂离子电池的使用性能及安全要求越来越高。锂电池膨胀是锂电池使用过程中常见的隐患。在给锂电池包在充放电过程中，由于电芯会出现膨胀现象，导致电芯与电芯之间、模组与模组之间，模组与电池包壁之间均会受到不同程度的挤压。

2、现有技术一般通过压力传感器对锂电池进行夹持测量锂电池的膨胀力，但是这样的测量方式只能确定膨胀力的大小，却无法确定膨胀位置，进而导致无法根据膨胀位置确定膨胀原因等，做不到针对解决。

技术实现思路

1、经申请人研究发现：现有技术很少有可以对锂电池膨胀力和膨胀位置同时进行确定的简单有效方法。因此，申请人研究出一种通过互相垂直的两根测量辊对锂电池多区域膨胀力测量，可以简单有效地对膨胀力和膨胀位置进行同时确定。但是在测量辊滚动过程中，可能将膨胀鼓包的地方进行挤压，导致膨胀位置出现偏移，进而使膨胀力和膨胀位置无法得到精准测量。

2、有鉴于现有技术的上述的一部分缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种锂电池膨胀力检测方法，旨在对锂电池的膨胀力和膨胀位置同时进行测量。

3、为实现上述目的，本发明公开了一种锂电池膨胀力检测方法，所述方法包括：

4、步骤s1、将待测锂电池装载在膨胀力检测设备的测量夹具上；其中，所述膨胀力检测设备包括测量夹具，所述测量夹具上方设置横向测量辊和纵向测量辊，所述横向测量辊与第一步进电机相连接，所述第一步进电机用于驱动所述横向测量辊；所述纵向测量辊与第二步进电机相连接，所述第二步进电机用于驱动所述纵向测量辊；所述测量夹具连接于升降台上，所述升降台用于控制所述待测量夹具进行升降，所述测量夹具从所述待测锂电池的侧面、顶面侧边以及底面侧边对所述待测锂电池进行夹持；

5、步骤s2、响应于所述待测锂电池开始进行充放电，控制所述第一步进电机以第一周期驱动所述横向测量辊进行横向移动或暂停移动；响应于所述横向测量辊进行横向移动，控制所述升降台保持下降状态使所述横向测量辊不与所述待测锂电池接触；响应于所述横向测量辊暂停移动，控制所述升降台上升至第一预设高度，采集所述横向测量辊的第一受力数据；响应于所述横向测量辊完全经过所述待测锂电池，获得多个所述第一受力数据，并将最大的所述第一受力数据确定为第一膨胀力数据；其中，所述第一预设高度为所述待测锂电池不发生膨胀时，所述横向测量辊与所述待测锂电池发生接触时的高度；

6、步骤s3、控制所述第二步进电机以第二周期驱动所述纵向测量辊进行纵向移动或暂停移动；响应于所述纵向测量辊进行纵向移动，控制所述升降台保持下降状态使所述纵向测量辊不与所述待测锂电池接触；响应于所述纵向测量辊暂停移动，控制所述升降台上升至第二预设高度，采集所述纵向测量辊的第二受力数据；响应于所述纵向测量辊完全经过所述待测锂电池，获得多个所述第二受力数据，并将最大的所述第二受力数据确定为第二膨胀力数据；其中，所述第二预设高度为所述待测锂电池不发生膨胀时，所述纵向测量辊与所述待测锂电池发生接触时的高度；

7、步骤s4、根据所述第一膨胀力数据和所述第二膨胀力数据，确定所述待测锂电池的膨胀力；根据所述第一膨胀力数据对应的所述横向测量辊所在第一区域和所述第二膨胀力数据对应的所述纵向测量辊所在第二区域，确定所述待测锂电池的膨胀位置。

8、可选的，在所述步骤s4之后，所述方法还包括：

9、根据所述待测锂电池的所述膨胀位置和型号，确定所述待测锂电池的膨胀原因；其中，所述膨胀原因至少包括电池极片的厚度变化和电解液氧化分解产气中的一个。

10、可选的，在所述步骤s3之后，所述方法还包括：

11、采集膨胀力检测过程中的温度信息；其中，所述温度信息为所述待测锂电池的温度；或，所述膨胀力检测设备的温度；或所述锂电池所处的环境温度；

12、根据所述温度信息，对所述第一膨胀力数据和所述第二膨胀力数据进行校正。

13、可选的，所述步骤s2中响应于所述待测锂电池开始进行充放电，控制所述第一步进电机以第一周期驱动所述横向测量辊进行横向移动或暂停移动，包括：

14、响应于所述待测锂电池开始进行充放电，控制所述第一步进电机在第一周期内的第一时长驱动所述横向测量辊移动第一预设距离；控制所述第一步进电机在第一周期内的第二时长停止驱动所述横向测量辊，使所述横向测量辊停止移动；其中，所述第一时长和所述第二时长共同组成所述第一周期的总时长，所述第一预设距离用于将所述待测锂电池划分为多个第一条状测量区域且作为位置计算的标量。

15、可选的，所述步骤s3中控制所述第二步进电机以第二周期驱动所述纵向测量辊进行纵向移动或暂停移动，包括：

16、控制所述第二步进电机在第二周期内的第三时长驱动所述纵向测量辊移动第二预设距离；控制所述第二步进电机在第二周期内的第四时长停止驱动所述纵向测量辊，使所述纵向测量辊停止移动；其中，所述第三时长和所述第四时长共同组成所述第二周期的总时长，所述第二预设距离用于将所述待测锂电池划分为多个第二条状测量区域且作为位置计算的标量，所述第一条状测量区域与所述第二条状测量区域相垂直。

17、可选的，所述步骤s4中根据所述第一膨胀力数据对应的所述横向测量辊所在第一区域和所述第二膨胀力数据对应的所述纵向测量辊所在第二区域，确定所述待测锂电池的膨胀位置，包括：

18、将所述第一膨胀力数据对应的所述横向测量辊所在第一区域和所述第二膨胀力数据对应的所述纵向测量辊所在第二区域的相交区域确定为所述待测锂电池的所述膨胀位置。

19、可选的，在所述步骤s4之后，所述方法还包括：

20、将所述膨胀位置预设范围内的区域设置为第二检测区域；

21、控制所述第一步进电机和所述第二步进电机分别再次进行膨胀力检测，将所述膨胀位置对应的区域进行缩小；其中，在再次检测时，所述第一步进电机和所述第二步进电机在各自周期控制所述横向测量辊和所述纵向测量移动的距离小于初次检测。

22、可选的，在所述步骤s4之后，所述方法还包括：

23、响应于所述待测锂电池的所述膨胀力超过预设膨胀力，则发出告警提醒。

24、本发明的有益效果：1、本发明通过在待测锂电池充放电过程中，控制第一步进电机以第一周期驱动横向测量辊进行横向移动或暂停移动，并在横向测量辊暂停移动时，控制升降台上升至第一预设高度，采集横向测量辊的多个第一受力数据；控制第二步进电机以第二周期驱动纵向测量辊进行纵向移动或暂停移动，并在纵向测量辊暂停移动时，控制升降台上升至第二预设高度，采集纵向测量辊的多个第二受力数据；通过确定最大的第一受力数据和最大的第二受力数据，可以获得待测锂电池的膨胀力和膨胀位置。本发明可以通过第一膨胀力数据对应的横向测量辊所在第一区域和第二膨胀力数据对应的纵向测量辊所在第二区域，确定第一区域和第二区域的交叉位置，将该位置确定为膨胀位置。相较于现有技术，本发明在确定膨胀力的同时，可以简单有效地对膨胀位置进行确定，进而可以更加清楚地对膨胀原因进行分析，避免故障发生，减少损害。

25、2、本发明在横向测量辊暂停移动时，控制升降台上升至第一预设高度，采集横向测量辊的多个第一受力数据；在纵向测量辊暂停移动时，控制升降台上升至第二预设高度，采集纵向测量辊的多个第二受力数据。本发明在停止移动时，上升待测锂电池进行测量，避免了两个测量辊滚动时对膨胀鼓包的地方进行挤压，导致膨胀位置出现偏移，进而使膨胀力和膨胀位置无法得到精准测量。本发明可以通过这一点进一步提高测量精度。

26、3、本发明可以根据待测锂电池的膨胀位置和型号，确定待测锂电池的膨胀原因。本发明根据膨胀原因制定针对处理方案，可以提高处理效率。

27、4、本发明可以根据温度信息，对第一膨胀力数据和第二膨胀力数据进行校正，进一步提高测量精度。

28、综上，本发明可以对锂电池的膨胀力和膨胀位置同时进行测量。