一种电池蓝膜的异物检测方法及系统、控制器与流程

1.本发明实施例涉及电池缺陷检测技术领域，特别涉及一种电池蓝膜的异物检测方法及系统、控制器。


背景技术：

2.电芯是动力电池中最基本、也是最重要的独立单元，按外形主要可分为方形、圆柱体和软包三类，而在绝大多数生产工艺中，都要给电芯外面包一层保护膜，因其颜色为蓝色，又称之为蓝膜。蓝膜是电池的最后一道安全屏障，因此生产过程中必须对其是否存在缺陷以及缺陷的形态进行详尽检测。
3.在实现本发明实施例过程中，发明人发现以上相关技术中至少存在如下问题：电池蓝膜在包膜的过程中由于受工艺和环境影响，会导致包膜后表面有概率存在凸点缺陷、也即异物缺陷，而异物或者凸点可能是存在气泡、软质异物、硬质异物等情况，目前对蓝膜下异物的情况进行区分需要生产人员手动检查，耗费较多的人力物力。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种电池蓝膜的异物检测方法及系统、控制器。
5.本发明实施例的目的是通过如下技术方案实现的：为解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例中提供了一种电池蓝膜的异物检测方法，应用于异物检测系统，所述系统至少包括压力传感器，所述方法包括：对所述压力传感器施加力，以使所述压力传感器覆盖在所述电池蓝膜的表面上且产生挤压；通过所述压力传感器采集电池蓝膜的表面的压力数据；基于所述压力数据确定所述电池蓝膜的膜内是否存在异物以及异物的类型。
6.在一些实施例中，所述压力传感器为具有m
×
n个通道的压力传感阵列，所述通过所述压力传感器采集电池蓝膜的表面的压力数据，包括：获取所述压力传感器各通道的压强信号，其中，所述压强信号为模拟电信号；将所述模拟电信号转换为数字信号，以得到所述压力数据。
7.在一些实施例中，所述基于所述压力数据确定所述电池蓝膜的膜内是否存在异物以及异物的类型，包括：判断所述压力传感器所采集的各通道的压力数据是否一致，或者，所述压力传感器的所有通道是否都采集到压力数据；若否，则确定所述电池蓝膜的膜内存在异物；根据所述压力数据中压力值的大小，确定所述异物的类型；根据所述压力传感器所获取的各通道的压力数据，确定异物的尺寸和位置。
8.在一些实施例中，所述异物的类型包括软质异物和硬质异物，所述根据所述压力数据中压力值的大小，确定所述异物的类型，包括：若所述压力值在第一范围内，则确定所述异物为软质异物，若所述压力值在第二范围内，则确定所述异物为硬质异物，其中，所述第一范围的最大压力值小于所述第二范围的最小压力值，所述第一范围的最小压力值大于等于零。
9.为解决上述技术问题，第二方面，本发明实施例中提供了一种控制器，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的方法。
10.为解决上述技术问题，第三方面，本发明实施例提供了一种电池蓝膜的异物检测系统，包括：压力传感器，用于采集电池蓝膜的表面的压力数据；施力装置，用于控制所述压力传感器对所述电池蓝膜的表面施加压力；传力装置，其一端通过装配结构设置有所述压力传感器，其另一端通过固定结构设置有所述施力装置；如权利要求5所述的控制器，其设置在所述施力装置的一侧，且其输入端与所述压力传感器电气连接。
11.在一些实施例中，所述异物检测系统还包括：显示装置，其与所述控制器通信连接，用于显示异物信息。
12.在一些实施例中，所述控制器包括：信号读取模块，其输入端与所述压力传感器连接，用于将所述压力传感器输出的包含压力数据的模拟信号转化为数字信号；信号处理模块，其输入端与所述信号读取模块的输出端连接，用于根据所述压力数据确定所述电池蓝膜上是否存在异物以及异物的类型；信号输出模块，其输入端与所述信号处理模块连接，其输出端与所述显示装置连接，用于将异物信息发送至所述显示装置。
13.在一些实施例中，所述压力传感器为阵列式压力传感器，所述压力传感器配置为将接触面的压强或位移数据转化为模拟电信号并将所述模拟电信号发送至所述控制器，或者，所述压力传感器为mems压力传感器、fsr电阻式压力传感器、应变测试仪、导电多孔弹性体，或者压感泡棉。
14.在一些实施例中，所述装配结构为双面胶、卡扣、焊接形成的结构、蚀刻形成的结构，或者印刷形成的结构；和/或，所述固定结构为螺纹与螺丝的组合、卡扣、磁吸，或者榫卯；和/或，所述传力装置为连杆、柱体、弹簧，或者方通；和/或，所述施力装置为电缸、气缸，或者手摇。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中提供了一种电池蓝膜的异物检测方法及系统、控制器，该系统包括压力传感器、施力装置、传力装置和控制器，该控制器可执行该异物检测方法，本发明实施例可通过施力装置对所述压力传感器施加力，以使所述压力传感器覆盖在所述电池蓝膜的表面上且产生挤压，然后通过所述压力传感器采集电池蓝膜的表面的压力数据，从而基于所述压力数据确定所述电池蓝膜的膜内是否存在异物以及异物的类型，实现对蓝膜异物的智能化检测。
附图说明
16.一个或多个实施例中通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件/模块和步骤表示为类似的元件/模块和步骤，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
17.图1是本发明实施例一提供的一种电池蓝膜的异物检测系统的结构框图；图2是本发明实施例一提供的一种电池蓝膜的异物检测系统及电池的结构示意图；图3是图1所示电池蓝膜的异物检测系统中控制器的结构框图；
图4是本发明实施例二提供的一种电池蓝膜的异物检测方法的流程示意图；图5是图4所示异物检测方法中步骤s120的一子流程示意图；图6是压力传感器采集的一组压力数据的示例；图7是图4所示异物检测方法中步骤s130的一子流程示意图；图8是本发明实施例三提供的一种控制器的硬件结构示意图；附图标志：100、电池蓝膜的异物检测系统；110、压力传感器；120、施力装置；130、传力装置；140、控制器；141、信号读取模块；142、信号处理模块；143、信号输出模块；150、装配结构；160、固定结构；170、显示装置；200、电池；300、电池蓝膜的异物检测装置；310、控制单元；320、确定单元；10、信号处理模块；11、处理器；12、存储器。
具体实施方式
18.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
19.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
20.需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互结合，均在本技术的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。需要说明的是，当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，或者其间可以存在一个或多个居中的元件。
21.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
23.为了解决目前对电池蓝膜的异物情况需人工进行检查，以确定存在的具体异物的情况，本发明实施例提供了一种电池蓝膜的异物检测方法及系统、控制器，可通过施力装置控制所述压力传感器在所述电池蓝膜表面施加压力，然后通过压力传感器获取电池蓝膜表面的压力数据，进而分析出电池蓝膜表面是否存在异物，且还能够对异物的类型进行判断，实现对蓝膜异物的智能化检测。
24.具体地，下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
25.实施例一本发明实施例提供一种电池蓝膜的异物检测系统100，请参见图1和图2，其中，图1示出了本发明实施例提供的一种电池蓝膜的异物检测系统100的结构框图，图2是本发明实施例提供的一种电池蓝膜的异物检测系统100及电池200的结构，所述电池蓝膜的异物检测
系统100包括：压力传感器110、施力装置120、传力装置130和控制器140。进一步地，请继续参见图2，所述电池蓝膜的异物检测系统100还包括：装配结构150、固定结构160、显示装置170。
26.所述压力传感器110，用于获取电池200蓝膜表面的压力数据；其中，所述压力传感器110为阵列式压力传感器，所述压力传感器110配置为将接触面的压强或位移数据转化为模拟电信号并将所述模拟电信号发送至所述控制器140，或者，所述压力传感器110为mems压力传感器、fsr电阻式压力传感器、应变测试仪strain gauge、导电多孔弹性体，或者压感泡棉等，具体可根据实际需要选择所述压力传感器110的类型。优选地，所述压力传感器110采用m
×
n通道的阵列式传感器，m和n均为≥1的正整数，以使各通道可输出压强数值或者位移数值，以用于判断是否存在异物以及异物的类型。
27.所述施力装置120，用于控制所述压力传感器110在所述电池200蓝膜表面施加压力；其中，所述施力装置120为用于产生压力或位移的装置，且所述施力装置120产生的压力或位移通过所述传力装置130传输到压力传感器110上使得所述压力传感器110产生电信号，所述施力装置120为电缸、气缸，或者手摇等自动化或半自动化运动机构及其配套的可编程控制模块，具体可根据实际情况进行设置。在图2所示示例中，水平向左的方向即为作为所述示例装置120的施力方向。
28.所述传力装置130，其一端通过装配结构150设置有所述压力传感器110，其另一端通过固定结构160设置有所述施力装置120；其中，所述传力装置110为支撑所述压力传感器110，将力或位移传输至所述压力传感器110以使所述压力传感器110在电池蓝膜表面施压的装置，所述传力装置130为连杆、柱体、弹簧，或者方通等结构配件，具体可根据实际需要设置所述传力装置110。
29.且有，所述装配结构150用于将所述压力传感器110装配到所述传力装置130上，所述装配结构150为双面胶、卡扣、焊接形成的结构、蚀刻形成的结构，或者印刷形成的结构，或者，也可以是其他类型的物理化学工艺形成的结构，具体可根据实际需要进行选择；和/或，所述固定结构160为能够将所述传力装置130固定在施力装置120上的结构配件，且保证传力装置130可在静止、运动、施力等各个状态下稳定，以使压力传感器110可稳定朝向电池蓝膜表面所在方向运动，具体地，所述固定结构160为螺纹与螺丝的组合、卡扣、磁吸，或者榫卯等结构安装方式，可根据实际需要进行选择。
30.所述控制器140，其设置在所述施力装置120的一侧，且与所述压力传感器110电气连接，用于将压力数据由模拟信号转换为数字信号。其中，所述电气连接可以是通过导线、排线等方式连接，具体可根据实际情况进行选择。
31.具体地，请参见图3，其示出了图1所示电池蓝膜的异物检测系统中控制器140的结构框图，所述控制器140包括：信号读取模块141、信号处理模块142和信号输出模块143。
32.所述信号读取模块141，其输入端与所述压力传感器110连接，用于将所述压力传感器110输出的包含压力数据的模拟信号转化为数字信号；所述信号读取模块141可以是模数转换器（又称a/d转换器，analog to digital converter，adc）。
33.所述信号处理模块142，其输入端与所述信号读取模块141的输出端连接，用于根据所述压力数据确定所述电池蓝膜上是否存在异物以及异物的类型；所述信号处理模块142可以是微控制单元（又称单片机/单片微型计算机，microcontroller unit，mcu）、数字
信号处理单元（digital signal process，dsp）、微处理器（又称内存保护单元，microprocessor unit，mpu）等处理器，能够对采集到的压力数据进行量化处理，进一步地，还可以判断异物的软硬程度和类型。
34.所述信号输出模块143，其输入端与所述信号处理模块142连接，其输出端与所述显示装置170连接，用于将异物信息发送至所述显示装置170；所述信号输出模块143可以是串口、通用串行总线（universal serial bus，usb）、传输控制协议（transmission control protocol，tcp）等软硬件模块。
35.且有，所述显示装置170，其与所述控制器140通信连接，用于处理、存储和/或显示所述异物信息，具体能够处理、存储和/或显示所述信号处理模块142处理后得到的异物数据，其中，显示的异物数据可包括异物的类型以及异物的尺寸等信息。所述显示装置170可以是工控机、个人电脑、笔记本电脑、智能终端、一体机等，具体可根据实际情况进行选择。
36.实施例二本发明实施例提供了一种电池蓝膜的异物检测方法，请参见图4，其示出了本发明实施例提供的一种电池蓝膜的异物检测方法的流程，所述电池蓝膜的异物检测方法能够应用于实施例一所述的电池蓝膜的异物检测系统中，在其他的一些实施例中，所述异物检测方法也可以应用在其他异物检测系统中，仅需所述异物检测系统至少包括压力传感器即可，所述电池蓝膜的异物检测方法包括但不限于以下步骤：步骤s110：对所述压力传感器施加力，以使所述压力传感器覆盖在所述电池蓝膜的表面上且产生挤压；在本发明实施例中，检测电池蓝膜是否存在异物时，需首先控制压力传感器移动至电池蓝膜的表面并施加压力，并使得压力传感器覆盖在所述电池蓝膜的表面上，且施加的压力作用于所述电池蓝膜的表面上，从而产生挤压。
37.步骤s120：通过所述压力传感器采集电池蓝膜的表面的压力数据；然后，再通过压力传感器记录各个通道的位移和压强数据，以用于量化被测物体膜下异物的软硬程度。具体地，请一并参见图5，其示出了图4所示异物检测方法中步骤s120的一子流程，所述压力传感器为具有m
×
n个通道的压力传感阵列，所述通过所述压力传感器采集电池蓝膜的表面的压力数据，包括：步骤s121：获取所述压力传感器各通道的压强信号，其中，所述压强信号为模拟电信号；步骤s122：将所述模拟电信号转换为数字信号，以得到所述压力数据。
38.在本发明实施例中，通过所述压力传感器获取各通道的压强信号并转换为可用于后续通信输出和计算的数字信号后输出，以得到所述压力数据。当所述压力传感器为具有m
×
n个通道的压力传感阵列时，所述压力传感器采集到的各通道的压力数据的一种示例可以是如图6所示，其中，黑色部分为蓝膜的膜内的异物受挤压后反作用于所述压力传感器时产生的压强信号及对应的通道位置。
39.步骤s130：基于所述压力数据确定所述电池蓝膜的膜内是否存在异物以及异物的类型。
40.在本发明实施例中，当随着位移的变化各通道压强数据不变时，为不存在异物的情况；反之，若随着位移的变化各通道压强数据存在变化，则可以进一步基于位移和压强的
变化情况来确定异物的类型，例如，硬质异物通常比软质异物需要更多的力才能够发生变形，因此，可通过同样的位移比较压强数据的变化情况来确定异物的软硬程度，或者，通过施加同样压力时移动的位移量来确定异物的软硬程度等，具体可根据实际需要进行设置，不需要拘泥于本发明实施例的限定。其中，所述异物类型包括软质异物和硬质异物，包蓝膜后的电芯的膜内的软质异物包括但不限于流体物质、毛发、残胶、其他电池包膜工艺过程产生的软质异物等，包蓝膜后的电芯的膜内的硬质异物包括但不限于焊渣、金属屑、其他电池包膜工艺过程产生的硬质异物等。
41.具体地，请一并参见图7，其示出了图4所示异物检测方法中步骤s130的一子流程，所述基于所述压力数据确定所述电池蓝膜的膜内是否存在异物以及异物的类型，包括：步骤s131：判断所述压力传感器所采集的各通道的压力数据是否一致，或者，所述压力传感器的所有通道是否都采集到压力数据；步骤s132：若否，则确定所述电池蓝膜的膜内存在异物；在本发明实施例中，若电池蓝膜的表面不存在异物，则压力传感器直接接触到覆盖在电池表面的蓝膜，此时施加在电池蓝膜表面的压力数据均匀且压强较大，此时，一方面，可通过压力数据是否均匀或是否在一定范围内来确定是否存在异物，或者可设置一数值用于判断是否存在异物，该数值可根据电池和蓝膜的硬度而定。例如，将压力传感器采集到的各个通道的压强数值进行比较，若两两之间的差值在很小的差值范围内，或者各个通道的压强数据皆在预设范围内，则可确定电池的蓝膜表面不存在异物；反之，则可确定存在异物。具体地，所述电池的蓝膜表面是否存在异物不需要局限于上述实施例的限定，判断条件可根据情况进行设置。
42.步骤s133：根据所述压力数据中压力值的大小，确定所述异物的类型；其中，所述异物的类型包括软质异物和硬质异物，所述根据所述压力数据中压力值的大小，确定所述异物的类型，包括：若所述压力值在第一范围内，则确定所述异物为软质异物，若所述压力值在第二范围内，则确定所述异物为硬质异物，其中，所述第一范围的最大压力值小于所述第二范围的最小压力值，所述第一范围的最小压力值大于等于零。
43.具体地，所述第一范围和所述第二范围的设置可根据实际需要进行选择，例如，由于软质异物的形状在受压时内部结构会产生变形，无固定形状，在与阵列式压力传感器接触时不会产生压力值或产生很小的压力值，压力传感器无电信号产生或信号极小，因此，所述第一范围可设置在一个较小的值上；而硬质异物形状固定，在受压时保持结构不变，因此与阵列式压力传感器接触时，压力传感器产生电信号进行压力反馈，所述第二范围也因此可根据所述压力传感器在所述蓝膜表面施加的力的情况来设置一定的数值，可以理解的是，硬质异物产生的压力反馈始终大于软质异物产生的压力反馈，因此，第二范围应设置的数值大于所述第一范围中的数值。
44.步骤s134：根据所述压力传感器所获取的各通道的压力数据，确定异物的尺寸和位置。
45.在本发明实施例中，采用阵列式传感器时，还可以进一步根据所述压力传感器所获取的各通道的压力数据，确定异物的尺寸和位置。依旧以图6所示的10x10通道的压力传感器为例，如图6所示，每个通道对应一个单元格，而单元格尺寸参数为已知参数，在受压后显示装置上将受压单元显示为深色，通过计算受压单元数量可计算出检测异物长度、宽度、
面积等尺寸参数，且尺寸精度与单元格大小强相关，可根据精度需求选择不同规格尺寸的单元格。
46.实施例三本发明实施例还提供了一种控制器，请参见图8，其示出了能够执行图4至图7所述电池蓝膜的异物检测方法的控制器的硬件结构。所述控制器10可以是实施例一及图3所示的控制器140。
47.所述控制器10包括：至少一个处理器11；以及，与所述至少一个处理器11通信连接的存储器12，图8中以一个处理器11为例。所述存储器12存储有可被所述至少一个处理器11执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器11执行，以使所述至少一个处理器11能够执行上述图4至图7所述的电池蓝膜的异物检测方法。所述处理器11和所述存储器12可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
48.存储器12作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中的电池蓝膜的异物检测方法对应的程序指令/模块。处理器11通过运行存储在存储器12中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行信号处理模块的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例电池蓝膜的异物检测方法。
49.存储器12可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据电池蓝膜的异物检测装置的使用所创建的数据等。此外，存储器12可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器12可选包括相对于处理器11远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电池蓝膜的异物检测装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
50.所述一个或者多个模块存储在所述存储器12中，当被所述一个或者多个处理器11执行时，执行上述任意方法实施例中的电池蓝膜的异物检测方法，例如，执行以上描述的图4至图7的方法步骤。
51.上述产品可执行本技术实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本技术实施例所提供的方法。
52.本技术实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图4至图7的方法步骤。
53.本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的电池蓝膜的异物检测方法，例如，执行以上描述的图4至图7的方法步骤。
54.本发明实施例中提供了一种电池蓝膜的异物检测方法及系统、控制器，该系统包括压力传感器、施力装置、传力装置和控制器，该控制器可执行该异物检测方法，本发明实施例可通过施力装置对所述压力传感器施加力，以使所述压力传感器覆盖在所述电池蓝膜的表面上且产生挤压，然后通过所述压力传感器采集电池蓝膜的表面的压力数据，从而基
于所述压力数据确定所述电池蓝膜的膜内是否存在异物以及异物的类型，实现对蓝膜异物的智能化检测。
55.需要说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
56.通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（read-only memory, rom）或随机存储记忆体（random access memory, ram）等。
57.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其他变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。