电池单体的检测装置的制作方法

本技术涉及电池，尤其涉及一种电池单体的检测装置。

背景技术：

1、节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

2、电池在使用过程中，过度充放电、电池质量问题、高温下充电等原因会导致电池膨胀。电池膨胀会导致析锂、容量跳水、极片断裂、铝壳开裂等问题。因此，亟需有效的技术手段对电池膨胀力进行检测，以能够用于量化电池因膨胀力导致的各种失效模式的失效边界。

技术实现思路

1、本技术旨在至少解决背景技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提供一种电池单体的检测装置，以解决对电池单体进行膨胀力检测的问题。

2、本技术第一方面的实施例提供一种电池单体的检测装置，包括待检测电池单体、至少一个压力检测装置、状态检测装置和存储器。待检测电池单体包括正极片和负极片，正极片和负极片形成多个电芯组件层。压力检测装置设置于电芯组件层上，压力检测装置用于在待检测电池单体的充放电过程中实时检测电芯组件层所处位置的压力数据，至少一个压力检测装置检测得到的压力数据用于确定待检测电池单体的预设失效模式对应的压力数据，状态检测装置用于在待检测电池单体的充放电过程中实时获取待检测电池单体的状态信息，存储器用于存储待检测电池单体在充放电过程中的压力数据和状态信息之间的对应关系。

3、本技术实施例的技术方案中，通过将至少一个压力检测装置设置于电池单体的电芯组件层上，也就是说，将压力检测装置内置于电池单体的内部，从而即使电池单体的表面未因膨胀力而产生形变或者形变量较小，也能够实现对沿电池单体的径向传导的膨胀力进行有效检测，以用于确定电池单体的预设模式对应的压力数据，例如，用于电池单体的预设失效模式对应的压力数据的失效边界，实现膨胀力失效风险评估。同时，通过存储待检测电池单体在充放电过程中的压力数据和状态信息之间的对应关系，能够用于评估膨胀力增长导致的失效模式的边界。

4、在一些实施例中，压力检测装置设置于相邻两个电芯组件层之间。通过将压力检测装置设置于相邻两个电芯组件层之间能够更好地感知电池单体内部的膨胀力。

5、在一些实施例中，压力检测装置设置于电芯组件层的正极片和负极片之间。通过将压力检测装置设置于正极片和负极片之间能够更好地感知电芯组件层的膨胀力。

6、在一些实施例中，压力检测装置设置于位于最外层的电芯组件层的背离电池单体中心的外表面，有利于感知待检测电池单体最外部的膨胀力。

7、在一些实施例中，正极片和负极片卷绕形成多个电芯组件层，也就是说，待检测电池单体为卷绕电池单体。沿与待检测电池单体的轴向垂直的径向多个电芯组件层层叠设置，由于压力检测装置设置于卷绕电池单体内部，从而能够更好地检测卷绕电池单体内部的膨胀力。

8、在一些实施例中，待检测电池单体为圆柱电池单体。由于压力检测装置设置于圆柱电池单体内部，从而有利于压力检测装置感知沿圆柱电池单体的径向传导的膨胀力，能够更好地检测圆柱电池单体内部的膨胀力。

9、在一些实施例中，至少一个压力检测装置包括第一压力检测装置和第二压力检测装置，第一压力检测装置和第二压力检测装置设置于不同的电芯组件层上。由于电池单体内部不同位置的膨胀力大小不同，通过在不同的电芯组件层上设置压力检测装置，从而能够实现对电池单体内部不同位置的膨胀力数据的同时检测，获取在充放电过程中电池单体内部不同位置的膨胀力变化，以用于确定待检测电池单体的预设模式对应的不同位置的压力数据，进而能够实现针对电池单体不同位置的膨胀力失效风险评估。

10、可以理解的，在另一些实施例中，第一压力检测装置和第二压力检测装置可以设置于同一的电芯组件层上。

11、在一些实施例中，第一压力检测装置靠近待检测电池单体的中心设置，第二压力检测装置靠近待检测电池单体的外缘设置。由此，通过对电池单体的内圈和外圈的膨胀力数据同时进行检测，能够实现针对电池单体的内圈和外圈进行膨胀力失效风险评估。

12、在一些实施例中，压力检测装置还包括第三压力检测装置，第一压力检测装置靠近待检测电池单体的中心设置，第二压力检测装置靠近待检测电池单体的外缘设置，第三压力检测装置位于第一压力检测装置和第二压力检测装置之间。由此，通过对电池单体的内层、外层，以及内层和外层之间的膨胀力数据同时进行检测，能够实现针对电池单体的内层和外层以及内层和外层之间的位置进行膨胀力失效风险评估，使得风险评估的结果更加全面可靠。

13、在一些实施例中，第三压力检测装置与第一压力检测装置之间的第一距离小于第三压力检测装置与第二压力检测装置之间的第二距离。换言之，第三压力检测装置设置于中层，由此，通过对电池单体的内层、中层和外层的膨胀力数据同时进行检测，能够实现针对电池单体的内层、中层和外层进行膨胀力失效风险评估，使得风险评估的结果更加全面可靠。

14、可以理解的，在另一些实施例中，第一压力检测装置可以设置于电池单体的内层或外层，而第二压力检测装置设置于中层，从而能够实现电池单体的内层和中层，或者外层和中层进行膨胀力失效风险评估。

15、在一些实施例中，待检测电池单体具有至少一个预设状态，压力检测装置具有相应的预设膨胀力阈值，膨胀力检测装置还包括：比较器，与压力检测装置电性连接，比较器用于将压力数据与预设膨胀力阈值进行比较，存储器用于响应于比较器的比较结果指示待检测电池单体的压力数据大于或等于预设膨胀力阈值，存储待检测电池单体在充放电过程中与至少一个预设状态对应的压力数据和状态信息之间的对应关系，其中，至少一个预设状态对应的状态信息为待检测电池单体处于至少一个预设状态时的状态信息。由此，通过仿真等手段确定预设膨胀力阈值，在电池单体的压力数据大于或等于预设膨胀力阈值时，说明此时膨胀力已经过大，可能导致电芯析锂和容量加速衰减等失效风险，开始记录电池单体在充放电过程中的压力数据和电芯状态信息之间的对应关系，可以用于对标仿真等手段确定的预设膨胀力阈值，也可以用于评估膨胀力增长导致的失效模式的边界。另外，由于不需要对压力数据小于预设膨胀力阈值的数据进行处理，从而能够减少评估处理的数据量。

16、在一些实施例中，压力检测装置包括多个压力检测装置并且多个压力检测装置设置于不同的电芯组件层上的情况下，多个压力检测装置具有各自相应的预设膨胀力阈值，并且检测装置包括多个比较器，多个比较器与多个压力检测装置一一对应电性连接，比较器用于将与之对应的压力检测装置检测得到的压力数据和该压力检测装置对应的预设膨胀力阈值进行比较，存储器用于响应于当任一比较器的比较结果指示该比较器对应的压力检测装置检测得到的压力数据大于或等于该压力检测装置相应的预设膨胀力阈值，存储多个压力检测装置中检测得到的压力数据最早超过相应的预设膨胀力阈值的压力检测装置及其检测得到的压力数据、以及待检测电池单体的状态信息三者之间的对应关系。由此，通过仿真手段确定同一电池单体多个位置的预设膨胀力阈值，在电池单体的任一位置的压力数据大于或等于该位置相应的预设膨胀力阈值时，说明此时膨胀力已经过大，可能导致电芯析锂和容量加速衰减等失效风险，开始记录电池单体在充放电过程中该位置的压力数据和电芯状态信息之间的对应关系，用于评估膨胀力增长导致的失效模式的边界，以及最早出现失效的位置和失效模式。

17、在一些实施例中，待检测电池单体还包括：具有开口的壳体，正极片和负极片设置于壳体内；以及端盖，用于盖合开口；检测装置还包括采集装置，位于壳体的外部；连接线，连接线的一端与压力检测装置电性连接，另一端穿过端盖与采集装置电性连接，采集装置用于获取压力检测装置检测得到的压力数据。由此，通过外部采集装置获取压力检测装置所检测得到的电池膨胀力数据，有利于外部设备对待检测电池单体的膨胀力数据进行评估与分析。同时，压力检测装置与外部采集装置有线连接，能够克服电池壳体屏蔽信号的问题，将压力数据有效传输至外部的采集装置，进一步保证后续评估结果的准确性和可靠性。

18、在一些实施例中，检测装置还包括：充放电装置，用于对待检测电池单体进行充放电。由此，通过设置膨胀力检测装置包括充放电装置，有利于对待检测电池单体在充放电过程中的压力数据进行实时检测。

19、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。