趙 兮

（河南藝術(shù)職業(yè)學(xué)院公共教學(xué)部，河南 鄭州 451464）

伴隨著時(shí)代的發(fā)展，環(huán)境污染與能源短缺已成為我國可持續(xù)發(fā)展過程中亟待解決的重要問題?；趦?chǔ)能視角，鋰離子電池能夠有效緩解我國化石能源短缺問題，隨著科技的進(jìn)步，鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，如使用鋰離子電池的電動(dòng)汽車、手機(jī)等產(chǎn)品，為了保證這些產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，常常需要對(duì)鋰離子電池進(jìn)行安全檢測。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)在鋰離子電池檢測中具有高效、準(zhǔn)確、成本較低的優(yōu)勢，因此，在鋰離子電池的檢測過程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)已成為鋰離子電池檢測領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。本文以鋰離子電池檢測標(biāo)準(zhǔn)為切入點(diǎn)，介紹鋰離子電池檢測中計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與具體應(yīng)用，探究鋰離子電池檢測中智能化發(fā)展趨勢，以期拓寬計(jì)算機(jī)技術(shù)在鋰離子電池檢測中的應(yīng)用思路，進(jìn)一步促進(jìn)我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 鋰離子電池檢測標(biāo)準(zhǔn)

目前，在鋰離子電池發(fā)展過程中，由于安全問題而導(dǎo)致相關(guān)產(chǎn)品被召回的案例屢見不鮮。由于鋰具有極強(qiáng)的活性及高能量密度的特性，鋰子電池在一些微小細(xì)節(jié)方面的缺陷都有可能帶來巨大的安全隱患，對(duì)鋰離子電池進(jìn)行安全、性能方面的檢測已成為其相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)入市場之前的重要工作。鋰離子電池的檢測標(biāo)準(zhǔn)類型多樣，其影響最為廣泛的國際標(biāo)準(zhǔn)有四個(gè)，分別為《運(yùn)輸中鋰原電池和電池組及鋰蓄電池和電池組的安全》《鋰電池》《筆記本電腦用可充電電池標(biāo)準(zhǔn)》以及《移動(dòng)電話用可充電電池標(biāo)準(zhǔn)》。在安全方面，這些檢測標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了鋰離子電池在強(qiáng)撞擊、外短路、高溫度、過度充放電等模擬環(huán)境下，保證外包裝不發(fā)生脫落、不發(fā)生變形、不產(chǎn)生質(zhì)量損失，電池內(nèi)部不發(fā)生泄漏、短路、爆炸、著火等現(xiàn)象。在性能方面，這些檢測標(biāo)準(zhǔn)主要針對(duì)鋰離子電池物理組成結(jié)構(gòu)、化學(xué)應(yīng)用成分、生產(chǎn)加工流程、電池外部包裝技術(shù)等環(huán)節(jié)進(jìn)行了規(guī)定。在對(duì)鋰離子電池進(jìn)行綜合檢測時(shí)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠提高檢測準(zhǔn)確性，縮短檢測時(shí)間。

2 計(jì)算機(jī)技術(shù)在鋰離子電池檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀

伴隨著科技的發(fā)展，鋰離子電池檢測通常需要應(yīng)用到計(jì)算機(jī)技術(shù)作為檢測輔助手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰離子電池電壓、電阻、電流、電池溫度等方面的檢測。本文以計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)、計(jì)算機(jī)Java 安全檢測系統(tǒng)為例，介紹計(jì)算機(jī)技術(shù)在鋰離子電池檢測中的應(yīng)用現(xiàn)狀。

2.1 計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)

計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)是一種能夠在不破壞鋰離子電池外形的基礎(chǔ)上，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描的無損檢測方法。該項(xiàng)技術(shù)通過發(fā)射X射線對(duì)鋰離子電池進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的深度掃描，在計(jì)算機(jī)中形成對(duì)比度存在差異的斷層圖像，從而進(jìn)一步掌握鋰離子電池的孔隙、夾雜、裂紋等電池材料的微觀結(jié)構(gòu)。相比于傳統(tǒng)形式下對(duì)鋰離子電池進(jìn)行拆解檢測的方法，計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)不僅能夠進(jìn)行無損檢測，還能夠進(jìn)行斷層掃描數(shù)據(jù)分析，得到對(duì)鋰離子電池的全面分析與評(píng)價(jià)。目前，計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到部分鋰離子電池產(chǎn)品的檢測工作中，其發(fā)展前景較好，正處于推廣階段。

2.2 計(jì)算機(jī)Java安全檢測系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)Java 安全檢測系統(tǒng)是一種利用Java 語言進(jìn)行編程，以嵌入式網(wǎng)關(guān)為通信基礎(chǔ)的鋰離子電池參數(shù)檢測系統(tǒng)。該項(xiàng)檢測系統(tǒng)主要包括底層信息采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理中心以及上位機(jī)監(jiān)控中心等三個(gè)組成部分，利用該項(xiàng)檢測系統(tǒng)能夠?qū)︿囯x子電池的電壓、電流等基礎(chǔ)信息進(jìn)行測量，并傳輸?shù)角度胧叫酒?，然后將采集到的?shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，在鋰離子電池運(yùn)行出現(xiàn)問題時(shí)啟動(dòng)智能警報(bào)。計(jì)算機(jī)Java 安全檢測系統(tǒng)操作簡潔、實(shí)用性強(qiáng)，能夠有效檢測出鋰離子電池在不同環(huán)境下的性能變化，有效規(guī)避鋰離子電池的危險(xiǎn)運(yùn)行環(huán)境，是持續(xù)追蹤、動(dòng)態(tài)檢測鋰離子電池性能的重要手段之一。

3 鋰離子電池檢測中計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

隨著社會(huì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，在當(dāng)前鋰離子電池檢測中計(jì)算機(jī)技術(shù)主要被用來檢測化學(xué)參數(shù)、物理參數(shù)以及數(shù)據(jù)分析處理等，本部分將對(duì)鋰離子電池電壓、電池內(nèi)阻、電池溫度三個(gè)不同參數(shù)的計(jì)算機(jī)檢測技術(shù)分別進(jìn)行討論。

3.1 鋰離子電池的電壓檢測

在鋰離子電池的電壓檢測方面，通常應(yīng)用三級(jí)計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)進(jìn)行檢測。該系統(tǒng)對(duì)鋰離子電池電壓的檢測流程主要為：橫流充電檢測階段、恒壓充電檢測階段、充放電間隔檢測階段以及放電檢測階段，通過不同階段的電壓檢測，能夠計(jì)算出鋰離子電池容量并檢測出鋰離子電池動(dòng)態(tài)電壓數(shù)值。該系統(tǒng)在硬件方面主要包括CPU板、輸出板、輸入板、鍵盤、顯示器等，利用這些計(jì)算機(jī)硬件將鋰離子電池的電壓采樣數(shù)據(jù)傳送到CPU 板，能夠滿足電壓巡回采樣的需求。在軟件方面，利用系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)分析以及報(bào)表統(tǒng)計(jì)等功能，能夠在計(jì)算機(jī)顯示屏中以曲線和圖形的方式顯示出鋰離子電池電壓檢測結(jié)果，從而分選出不同電壓特性的鋰離子電池。

3.2 鋰離子電池的內(nèi)阻檢測

在鋰離子電池的內(nèi)阻檢測方面，通常應(yīng)用計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)進(jìn)行檢測。該系統(tǒng)主要包括初始化模塊、鍵盤管理模塊、顯示管理模塊以及電池參數(shù)檢測模塊，該系統(tǒng)的運(yùn)行流程主要為：首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置，其次使計(jì)算機(jī)CPU 對(duì)待檢測的鋰離子電池釋放放電信號(hào)，最后通過轉(zhuǎn)換器將鋰離子電池內(nèi)阻檢測值顯示在計(jì)算機(jī)上。該系統(tǒng)在硬件方面主要包括計(jì)算機(jī)主機(jī)板、光電耦合器、繼電器板、紅外傳感器、信號(hào)放大器等組成部分，利用紅外傳感器對(duì)鋰離子電池交流內(nèi)阻的測量，能夠克服端子接觸到電池電阻造成的測量誤差，還能滿足多個(gè)鋰離子電池內(nèi)阻同時(shí)測量的需求。在軟件方面利用計(jì)算機(jī)的檢索功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)參與測量的全部鋰離子電池內(nèi)阻參數(shù)進(jìn)行查看，從而實(shí)現(xiàn)橫向?qū)Ρ?。通過在鋰離子電池內(nèi)阻檢測中應(yīng)用計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)，能夠提高檢測工作的速度與準(zhǔn)確度。

3.3 鋰離子電池的溫度檢測

在鋰離子電池的溫度檢測方面，通常應(yīng)用計(jì)算機(jī)溫度電路系統(tǒng)進(jìn)行檢測。該系統(tǒng)在硬件方面，主要利用熱敏電阻對(duì)鋰離子電池上下兩個(gè)界限溫度的控制，計(jì)算出電池間的溫差，從而找出異常電池。在軟件方面，利用C語言進(jìn)行編程，實(shí)行模塊化設(shè)計(jì)，相對(duì)于傳統(tǒng)人工檢測增添了測量數(shù)據(jù)的可讀性。計(jì)算機(jī)溫度電路檢測系統(tǒng)不牽扯數(shù)學(xué)函數(shù)與復(fù)雜的計(jì)算問題，將溫度信號(hào)反映為電壓信號(hào)，再利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)轉(zhuǎn)化為便于理解的數(shù)值、圖表等，呈現(xiàn)于計(jì)算機(jī)顯示屏上。將計(jì)算機(jī)溫度電路檢測系統(tǒng)應(yīng)用到鋰離子電池溫度檢測當(dāng)中，能夠提高鋰離子電池溫度檢測數(shù)據(jù)的可讀性，簡化人工檢測對(duì)于測量數(shù)據(jù)復(fù)雜的計(jì)算過程。

4 鋰離子電池檢測智能化發(fā)展趨勢

隨著科技的不斷進(jìn)步，鋰離子電池檢測的發(fā)展必然將以數(shù)據(jù)化、智能化為發(fā)展方向，計(jì)算機(jī)技術(shù)在鋰離子電池檢測中也不再局限于呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的表面功能，而是轉(zhuǎn)向利用數(shù)據(jù)庫等分析方法揭示出鋰離子電池檢測數(shù)據(jù)背后代表的意義。如基于多種參數(shù)數(shù)據(jù)融合與先進(jìn)人工智能算法的鋰電池電熱檢測傳感器，其作為一種快速、準(zhǔn)確、可靠、應(yīng)用廣泛的智能化檢測傳感器，可有效降低檢測鋰離子電池?zé)崾Э仫L(fēng)險(xiǎn)，保障鋰離子電池相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。在參數(shù)數(shù)據(jù)融合檢測方面，通過傳感器可以探測到鋰離子電池模組內(nèi)化學(xué)參數(shù)，如電阻抗的變化波動(dòng)、可燃?xì)怏w的溢出順序及濃度。在先進(jìn)人工智能算法檢測分析方面，通過計(jì)算機(jī)預(yù)警系統(tǒng)與主機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，為鋰離子電池各項(xiàng)檢測參數(shù)設(shè)定閾值，當(dāng)這些參數(shù)達(dá)到設(shè)定的域值時(shí)，計(jì)算機(jī)將智能化切斷電源，避免鋰電池?zé)崾Э囟斐砂踩鹿省?/p>

綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)在鋰離子電池檢測工作中有著廣泛的應(yīng)用，其高效、快捷的應(yīng)用優(yōu)勢對(duì)鋰離子電池行業(yè)的健康發(fā)展有著積極意義。通過討論鋰離子電池檢測中計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究進(jìn)展，有助于在鋰離子電池檢測領(lǐng)域更好地應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，促進(jìn)我國鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展，從而改善我國能源短缺等相關(guān)問題。