具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

为了方便本领域技术人员理解本公开实施例提供的技术方案，下面先对技术方案实现的技术环境进行说明。

电芯是单个含有正、负极的电化学电芯，包括铝壳电芯、软包电芯和圆柱电芯。电芯的形状可以包括长方体的，以及一些不规则体的，有些长方体的电芯在多次充放电以后也会变成不规则体。对于软包电池，不同位置的长度、宽度和厚度也很难一致，上述给电芯体积参数的测量带来了不便。对于除体积以外的其他参数，如容量、能量、能量密度、多次充放电的状态下，体积膨胀率等，相关技术还不能够同时测量。在不能够同时获取参数情况下，将不同条件下测量的参数放在一起研究会影响电芯性能的准确性，如研究体积膨胀率与容量的关系等，体积膨胀率为电芯在多次反复充电的时候，体积与容量的关系，而在分别测量体积和容量的时候，需要保证其他条件如放电率、温度都一致。给测量带来极大不便，测量耗时耗力。因此，有必要提出一种同时测量电芯多种参数的测量装置。

基于类似于上文所述的实际技术需求，本公开实施例提供了一种电芯参数的测量装置和方法。

图1是根据一示例性实施例示出的电芯参数的测量装置的示意框图。一种电芯参数的测量装置100，其特征在于，包括：

测量桶101，所述测量桶内设置有测量液；

电芯固定架103，所述电芯固定架设置于所述测量桶的内部，用于固定待测电芯；

充放电设备107，与所述待测电芯的正极和负极电性连接，用于为所述待测电芯充电或放电，测量所述待测电芯的充放电电压或电流；

液位传感器108，用于获取所述测量液的液面高度数据，所述液面高度数据包括所述待测电芯在未接触到所述测量液、以及所述待测电芯在全部浸入所述测量液两种状态下的液面高度数据；

处理器106，与所述放电设备和所述液位传感器电性连接，用于获取所述待测电芯的充放电电压或电流以及所述液面高度数据，确定所述待测电芯的至少一种测量参数。

本公开实施例中，所述测量桶可以包括透明的容器，如塑料或玻璃材质，在一个示例中，所述测量桶上还可以设置刻度，在测量液的液面发生变化的时候，通过所述刻度显示出来。所述测量桶内设置有测量液，所述测量液由不导电液体构成。所述电芯固定架设置于所述测量桶的内容，在一个示例中，所述电芯固定架设置于所述测量桶的底部。在另一个示例中，所述电芯固定架还可以设置于测量桶的内侧壁。

本公开实施例中，所述充放电设备可以包括单独的充电设备如充电电机、充电电源，单独的放电设备、如放电电机、电风扇、电热水器、电动车等、也可以包括集充电电机与放电电机于一体的充放电机。充电设备的正负极固定到待测电芯的正负极耳上。需要说明的是，所述充放电设备的设置方式不限于上述举例，所属领域技术人员在本申请技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本申请相同或相似，均应涵盖于本申请保护范围内。

本公开实施例中，所述液位传感器可以包括视觉传感器，所述视觉传感器通过拍摄待测电芯未接触所述测量液的图像，以及所述待测电芯全部浸入所述测量液的图像，来获取液面高度数据。在一个示例中，待测电芯在未浸入测量液的时候，测量液有一个液面高度，可以通过测量桶的刻度显示出来，利用所述视觉传感器抓拍到，同样的原理，待测电芯在进入测量液以及完全进入测量液的过程中，所述视觉传感器也是可以抓拍图像数据的。对抓拍到的图像数据进行图像处理，得到液面高度数据。在另一个示例中，所述液位传感器还可以包括激光传感器和超声波传感器等，由于有液体的测量桶与无液体的测量桶反射电磁波或超声波的不同，确定测量液的液面高度。

本公开实施例中，所述处理器可以包括CPU、GPU、MCU等具有处理计算机程序的器件，所述处理器内预设设置有计算机程序，能够自动的执行如下方法：获取所述待测电芯的充放电电压或电流以及所述液面高度数据，确定所述待测电芯的至少一种测量参数。本公开实施例中，所述测量参数可以包括电芯的能量、容量、体积、能量密度、电芯体积膨胀率等。

本公开实施例，能够在同一检测条件下，如温度、放电率等同时测量待测电芯的多种测量参数，具有测量准确度高的有益效果，为研究电芯性能提供了有力的数据支持。此外，对于不同形状的电芯或发生变形的电芯，均能够通过测量液面数据确定，体积测量准确度高。

在一种可能的实现方式中，所述液位传感器视觉传感器，所述视觉传感器的安装高度与所述测量液的液面高度相适配，其中，相适配的条件包括所述液面高度在所述待测电芯浸入前后的高度值位于所述视觉传感器的检测范围。在一个示例中，可以调整视觉传感器的安装高度或与测量桶的距离，使得测量液的液面高度位于视觉传感器的检测范围。在另一个示例中，还可以通过控制测量液的体积量，例如在测量桶内预先标记好测量液的添加范围，以使得测量液的液面高度位于视觉传感器的检测范围。

本公开实施例中，可以通过视觉传感器自动的获取测量液的液面高度数据，准确度高。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括识别组件，所述识别组件与所述处理器电性连接，所述识别组件用于识别待测电芯上的标识信息。

本公开实施例中，所述识别组件可以包括扫描仪、读码器、摄像头等，可以预先在待测电芯上贴上或印制标识，通过识别组件识别到待测电芯的编号等。在一个示例中，所述标识信息可以包括二维码、条形码等。

本公开实施例中，为待测电芯设置标识信息，并通过识别组件获取该标识信息，可以在测量完相关参数后，存储到对应的待测电芯上，能够对大量的待测电芯进行测量存储。

在一种可能的实现方式中，所述电芯参数的测量装置还包括显示器，所述显示器与所述处理器电性连接，用于显示所述待测电芯的标识信息及所述测量参数。在一个示例中，所述显示器还可以显示获取到的数据，例如待测电芯的充放电电压或电流、液面高度数据等。在一个示例中，所述显示器还可以设置人工交互界面，设置对数据的操作控件，如开始、结束、删除、上移和下移等。所述操作控件还可以包括对充放电设备、液位传感器、识别组件的一些控制功能，如开启、调节、关闭、设置充放电次数、设置充放电时间充放电工步等。

本公开实施例，增加了显示器的部件，便于人机交互，对测量的数据进行处理。

在一种可能的实现方式中，所述测量液由不导电液体与显色液按照500:1至10000:1的体积比例混合制成。

本公开实施例中，所述测量液由不导电液体构成，所述不导电液体可以包括去离子水。在一个示例中，在所述不导电液体里加上显色液，以便于视觉传感器更容易检测到页面高度的变化。在一个示例中，所述不导电液体与所述显色液按照500:1的体积比例混合制成。在另一个示例中，所述不导电液体与所述显色液按照1000:1的体积比例混合制成。下面结合附图2对本公开所述的一种电芯参数的测量方法进行详细的说明。图1是本公开提供的一种电芯参数的测量方法的一种实施例的方法流程图。虽然本公开提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本公开实施例提供的执行顺序。

具体的，本公开提供的电芯参数的测量方法一种实施例如图2所示，包括：

步骤S201，获取测量桶内测量液液面高度数据；

步骤S203，将所述待测电芯全部浸入所述测量液内，获取所述测量液液面高度数据；

步骤S205，利用充放电设备对所述待测电芯进行充放电处理，并测量所述待测电芯的充放电电压或电流；

步骤S207，根据所述液面高度数据和所述充放电电压或电流，确定所述待测电芯的至少一种测量参数。

本公开实施例中，步骤S201获取测量桶内测量液液面高度数据，该液面高度为未放入待测电芯的初始液面高度。在步骤S203中，将所述待测电芯全部浸入测量液内，获取所述测量液的液面高度数据。在步骤S207中，根据所述页面高度数据和所述充放电电压或电流，确定所述待测电芯的至少一种测量参数包括：利用两次高度数据的差值，以及测量桶的底面积，可以确定待测电芯体积参数，为底面积乘以所述差值。在另一个示例中，根据所述液面高度数据和所述充放电电压或电流，确定所述待测电芯的至少一种测量参数，还可包括，根据充电电流和充电时间或者根据放电电流和放电时间，确定待测电芯的容量。

本公开实施例中，能够在同一检测条件下，如温度、放电率等同时测量待测电芯的多种测量参数，具有测量准确度高的有益效果，为研究电芯性能提供了有力的数据支持。此外，对于不同形状的电芯或发生变形的电芯，均能够通过测量液面数据确定，体积测量准确度高。

在一种可能的实现方式中，所述所述测量参数包括：电芯的能量、容量、体积、能量密度、电芯体积膨胀率。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述液面高度数据和所述充放电电压或电流，确定所述待测电芯的至少一种测量参数，包括：

获取待测电芯的充电时间或放电时间；

根据所述充电时间和充电电流或根据所述放电时间和放电电流，确定所述待测电芯的容量。

本公开实施例中，在开始充电或开始放电的时候，获取一次开始充电的时刻或开始放电的时刻，在结束充电或结束放电的时候，获取一次结束充电或结束放电的时刻。所述充电时间包括所述结束充电与开始充电之间的时间段，所述放电时间包括所述结束放电与开始放电之间的时间段。在一个示例中，在充电电流为恒流的情况下，电芯容量为所述充电电流与充电时间的乘积，在充电电流为交变电流的，电芯容量为所述充电电流在充电时间上的积分值。在另一个示例中，在放电电流为恒流的情况下，电芯容量为所述放电电流与放电时间的乘积，在放电电流为交变电流的，电芯容量为所述放电电流在充电时间上的积分值。

在一种可能的实现方式中，所述所述根据所述液面高度数据和所述充放电电压或电流，确定所述待测电芯的至少一种测量参数，包括：

获取测量桶的底面面积；

根据所述底面面积以及所述页面高度数据，确定待测电芯的体积。

本公开实施例，所述测量桶的底面可以包括圆形、正方形和矩形、甚至可以包括多边形，根据所述底面面积乘以页面高度差，即可得到待测电芯的体积。在一个示例中，所述高度差可以包括未给电芯做充放电处理时，电芯放进测量液内的液面高度与所述初始液面高度的差值，还可以包括，对所述待测电芯进行预设次数，如50次、100次、150次等等，对应的初始液面高度。

本公开实施例，可以在对待测电性进行充放电的情况下，实时测量待测电芯的体积参数，为更好的研究体积参数的变化提供准确的数据支撑。

在一种可能的实现方式中，所述所述根据所述液面高度数据和所述充放电电压或电流，确定所述待测电芯的至少一种测量参数，包括：

获取待测电芯的充电时间或放电时间；

根据所述充电时间和充电电流或根据所述放电时间和放电电流，确定所述待测电芯的容量；

根据所述待测电芯的容量和充/放电电压，确定所述待测电芯的能量。

本公开实施例，可以根据上面任一种方法确定待测电芯的容量，在得到所述待测电芯的容量后，在一个示例中，可以根据充电测得的容量乘以充电电压，确定所述待测电芯的能量，在另一个示例中，还可以根据放电测量得到的容量乘以放电电压，确定所述待测电芯的能量。

在一种可能的实现方式中，在所述根据所述待测电芯的容量和充/放电电压，确定所述待测电芯的能量，之后还包括：

获取测量桶的底面面积；

根据所述底面面积以及所述页面高度数据，确定所述待测电芯的体积；

根据所述体积及所述待测电芯的能量，确定所述待测电芯的能量密度。

本公开实施例，可以根据上述实施例中的任一种方法确定所述待测电芯的体积，并利用所述待测电芯的能量除以相同条件下测量得到的所述待测电芯的体积，得到所述待测电芯的能量密度。

本公开实施例，能够在同一检测条件下，如温度、放电率等同时测量待测电芯的多种测量参数，具有测量准确度高的有益效果，

在一种可能的实现方式中，所述根据所述液面高度数据和所述充放电电压或电流，确定所述待测电芯的至少一种测量参数，包括：

获取预设时段内每间隔子时段采集到的液面高度数据，所述液面高度数据为在所述预设时段内利用所述充放电设备对所述待测电芯进行反复的充放电处理得到；

获取所述测量桶的底面面积；

根据所述液面高度数据以及所述底面面积，确定所述预设时段内所述待测电芯的多个体积参数；

根据所述多个体积参数，确定所述待测电芯的体积膨胀率。

表1电芯体积膨胀率

本公开实施例中，所述约束时段可以包括半年或一年，在这段时间内反复对待测电性进行充放电处理，并按照上述方法，每间隔预设的时间，如一个月，对待测电芯的体积进行一次测量，根据多次测量得到的体积，可以确定出待测电芯的体积膨胀率。其中，所述体积膨胀率为当前测量的体积减去上一次测量的体积的差值除以上一次测量的体积。在一个示例中，表1记录了三种电芯的容量、体积和体积膨胀率的情况。

在一种可能的实现方式中，进一步拟合从而建立容量SOH和体积膨胀率之间的关系(如下表2)，对电芯的特性规律进行有效分析。

本公开实施例，充放电设备具有对电芯进行充放电循环从而测量电芯容量(和容量SOH)的功能，体积测量桶具备测量电芯的体积变化的功能，故可以一边充放电一边测体积变化，从而实现建立容量SOH和体积膨胀率之间关系。

图3是根据一示例性实施例示出的一种电芯参数的测量装置800的框图。例如，装置800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图3，装置800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。

处理组件802通常控制装置800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。

存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在装置800的操作。这些数据的示例包括用于在装置800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件806为装置800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置800生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件808包括在所述装置800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当装置800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为装置800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到装置800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测装置800或装置800一个组件的位置改变，用户与装置800接触的存在或不存在，装置800方位或加速/减速和装置800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件816被配置为便于装置800和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，装置800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器804，上述指令可由装置800的处理器820执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

图4是根据一示例性实施例示出的一种电芯参数的测量装置1900的框图。例如，装置1900可以被提供为一服务器。参照图4，装置1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。

装置1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行装置1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将装置1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。装置1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如Windows ServerTM，MacOS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM或类似。

在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器1932，上述指令可由装置1900的处理组件1922执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。