CN103733419A - 用于增强二次电池的安全性的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于增强二次电池的安全性的设备和方法。根据本发明的用于增强二次电池的设备包括：传感器部分，包括被附接在二次电池的单体表面上并且感测在二次电池单体中的流动的第一传感器和被附接在外壳的内壁上并且感测在二次电池包壳中的流动的第二传感器；存储器部分，用于存储关于在从第一传感器测量的第一测量值与从第二传感器测量的第二测量值之间的差的临界值；以及控制部分，用于当通过测量第一测量值和第二测量值的差值并且将差值与被存储在存储器部分中的临界值进行比较，差值大于临界值时，阻断二次电池单体的电力。根据本发明，能够检测被施加到二次电池组的冲击，当冲击被施加时通过中断二次电池的使用来增强安全性，并且通过向使用者通知冲击来保护使用者。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于增强二次电池的安全性的设备和方法，并且更加具体地，涉及一种用于通过检测被施加到二次电池组的外部冲击以避免诸如内部短路的风险来增强二次电池的安全性的设备和方法。
本申请要求于2011年8月23日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2011-0084085和于2012年8月3日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2012-0085411的优先权，其全部内容通过引用被包含在此。
背景技术
随着移动装置、电动车辆、混合动力车辆、电力存储设备、不间断电源等等的发展和使用，作为主电源的二次电池的重要性日益增长。因此，已经执行对满足其各种需求的二次电池进行许多研究。
通常，棱形或者袋状二次电池在形状方面被过分地要求，并且在材料方面，由于每单位时间的它们的高能量密度和大的放电性能导致锂基二次电池被主要地使用。
在这样的二次电池的研究中，增强其安全性是重要方面。由于内部短路、过充电或者过放电导致锂二次电池可能被发热，这能够导致电解质的分解和热运行，引起电池内部的压力快速地增加，从而导致电池不可避免地爆炸。
通过包括二次电池的跌落和其中被施加的外部冲击的各种理由产生引起二次电池的爆炸的内部短路。因此，二次电池由至少一个单元电池、电池管理单元（BMU）和包围它们的包壳组成。每个单元电池和BMU通过电极引线被连接。在电极引线中，被连接到每个单元电池的多个电极突片被焊接。电极突片从薄铝或者铜板延伸并且被附接到其，并且由于其内在的特性呈现非常低的机械强度。
同时，如果二次电池跌落或者经受外部冲击，则被密封在包壳中的单元电池可能移动。在这样的情况下，冲击能量可能集中于在单元电池和BMU之间的连接部分上。冲击能量可能积累在二次电池的多个连接部分当中的具有差的机械强度的连接部分中并且引起电极突片爆裂。电极突片的爆裂可能产生内部短路以引起诸如二次电池的爆炸的安全事故。因此，有必要检测外部冲击以保护二次电池。
为此，韩国专利No.10-0739080公开一种被装备在车辆中以检测被施加到车辆的外部冲击的加速度传感器。在本专利中，当加速度传感器检测高于临界值的冲击水平时，大的冲击被认为被施加到二次电池，其停止二次电池的使用。
然而，因为现有技术仅考虑车辆中的加速度的变化，所以在控制二次电池的使用或者其停止中存在限制。例如，如果通过加速度传感器检测到高于临界值的冲击水平，但是该冲击以不会引起其短路的水平而施加到二次电池，或者相反地，如果通过加速度传感器检测到低于临界值的冲击水平，但是该冲击以引起其短路的水平而大大地施加到二次电池，难以正确地保护二次电池。因此，用于仅取决于加速度的变化来检测被施加到二次电池的冲击的系统具有低的精确度并且因此不能充分地保护二次电池免受外部冲击。
发明内容
技术问题
本发明被设计以解决现有技术的问题，并且因此本发明的目的是为了提供一种用于通过更加精确地检测被施加到二次电池的冲击增强二次电池的安全性免受外部冲击的设备和方法。
技术方案
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种用于增强二次电池的安全性的设备，包括：传感器部分，该传感器部分包括被附接到二次电池的单体的表面以检测单体的移动的第一传感器和被附接到二次电池的包壳的内部以检测包壳的移动的第二传感器；存储器部分，该存储器部分用于存储在从第一传感器获得的第一测量值与从第二传感器获得的第二测量值之间的差的临界值；以及控制部分，该控制部分用于计算在第一测量值和第二测量值之间的差值并且将计算出的差值与被存储在存储器部分中的临界值进行比较以当计算出的差值大于临界值时停止单体的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种用于增强二次电池的安全性的方法，包括：（a）将在从第一传感器获得的第一测量值与从第二传感器获得的第二测量值之间的差的临界值存储在存储器部分中，第一传感器被附接到二次电池的单体的表面以检测单体的移动，并且第二传感器被附接到二次电池的包壳的内部以检测包壳的移动；（b）存储从第一传感器获得的第一测量值；（c）存储从第二传感器获得的第二测量值；（d）计算在第一测量值与第二测量值之间的差值；以及（e）当计算出的差值大于被存储在存储器部分中的临界值时停止单体的操作。
有益效果
根据本发明的一个方面，能够精确地检测被施加到二次电池的冲击。
根据本发明的另一方面，当二次电池经受冲击时，能够停止二次电池的使用以增强其安全性。
根据本发明的另一方面，当二次电池经受冲击时，能够向使用者通知该事实，以在适当的时间保护和引导二次电池的维修。
附图说明
附图图示本发明的优选实施例并且连同前述的公开一起用作提供本发明的技术精神的进一步理解。然而，本发明没有被解释为限于附图。
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的用于增强二次电池的安全性的设备的配置的框图。
图2示出传统的地磁传感器的配置。
图3示出当电流流入激励线圈时在磁芯中产生的磁力线。
图4示出通过在磁芯中产生的磁力线在x和y轴的每个线圈中产生的电动势。
图5示出在其中施加冲击之前地磁传感器的状态，地磁传感器各自被独立地附接到二次电池的单体表面和其包壳的内部。
图6示出在其中施加冲击之后地磁传感器的状态，地磁传感器各自被独立地附接到二次电池的单体表面和其包壳的内部。
图7是示意性地示出摆式加速度传感器的配置的概念图。
图8是示意性地示出振动加速度传感器的配置的概念图。
图9是示出是惯性加速度传感器的示例的双晶压电元件的透视图。
图10是使用图9的双晶压电元件的纵向加速度传感器的截面图。
图11示出在其中施加冲击之前的加速度传感器的状态，加速度传感器各自被独立地附接到二次电池的单体表面和其包壳的内部。
图12示出在其中施加冲击之后的加速度传感器的状态，加速度传感器各自被独立地附接到二次电池的单体表面和其包壳的内部。
图13图示用于解释其操作的振动陀螺仪传感器的前视图和侧视图。
图14示出其中施加冲击之前的陀螺仪传感器的状态，加速度传感器各自被独立地附接到二次电池的单体表面和其包壳的内部。
图15示出其中施加冲击之前的陀螺仪传感器的状态，加速度传感器各自被独立地附接到二次电池的单体表面和其包壳的内部。
图16是示出根据本发明的实施例的用于增强二次电池的安全性的方法的程序的流程图。
具体实施方式
在下文中，将会参考附图详细地描述本发明的优选实施例。在描述之前，应理解的是，在说明书和随附的权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般和字典的意义，但是基于允许发明人限定适合用于最佳解释的术语的原理基于与本发明的技术方面相对应的意义和概念解释。因此，仅为了图示的目的在此提出的描述仅是优选示例，没有限制本公开的范围，所以应理解在没有脱离本公开的精神和范围的情况下可以对其做出其它的等同物和修改。
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的用于增强二次电池的安全性的设备的配置的框图。
参考图1，根据本发明的用于增强二次电池的安全性的设备包括传感器部分130、控制部分140以及存储器部分150。如在图1中所示，二次电池的单体110包括至少一个单元电池并且不限于其类型。例如，二次电池单体110可以是锂离子电池、锂金属电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、或者铅蓄电池。此外，二次电池单体100包括通过本领域中的普通技术人员可以容易地应用的任何单体。
二次电池单体100被选择性地连接到用于放电或者充电的负载或者充电器。负载没有被特别地限于其类型，但是其示例可以包括视频相机、移动电话、诸如平板PC、PMP以及MP3播放器的便携式电子设备、电动车辆或者混合动力车辆的发动机、以及DC-DC转换器。
传感器部分130包括第一传感器132和第二传感器134。第一传感器132被附接到二次电池单体110的表面以检测二次电池单体110的移动。第二传感器134被附接到二次电池的包壳120的内部以检测包壳120的移动。为了检测二次电池单体110和二次电池包壳120的单独的移动的目的，第一传感器132和第二传感器134分别被附接到二次电池单体110的表面和二次电池包壳120的内部。在下文中，为了便于解释，从第一传感器132获得的测量值被称为第一测量值，并且从第二传感器134获得的测量值被称为第二测量值。在二次电池的充电或者放电期间定期地测量和存储第一和第二测量值，但是本发明不限于此。
存储器部分150存储从第一传感器132获得的第一测量值和从第二传感器134获得的第二测量值之间的差的临界值。临界值指的是用于确定在传感器部分130中检测到的移动，即，被施加到二次电池100的冲击，是否为可能引起安全问题的水平的基准值。取决于包括在二次电池单体100中使用的突片的材料、二次电池单体100的大小和结构、以及二次电池包壳120的材料和结构、以及二次电池100的使用环境的二次电池的各种规格可以确定临界值。换言之，通过二次电池的制造商确定临界值，并且虽然相同的二次电池100被使用，但是临界值可以被可选地设置为较低或者较高的数值。
存储器部分150可以是大体积的存储介质，例如，已知能够记录或者去除数据的半导体器件，诸如RAM、ROM、EEPROM和闪存、和硬盘，但是本发明不限于此。
控制部分140计算在第一测量值和第二测量值之间的差值。差值指的是在第一测量值和第二测量值之间的差，并且通过下面的等式1表达：
等式1
差=|第一测量值-第二测量值|
在本发明中，当冲击被施加到二次电池100时，取决于在二次电池单体110和二次电池包壳120的每个移动之间的相对差确定安全问题的发生。因此，计算差值作为在测量值之间的差的绝对值。即，差值意指被传送到第一传感器132和第二传感器134的冲击的相对程度。
而且，控制部分140将计算出的差值与临界值进行比较以检查是否被施加到二次电池100的冲击大于预定的临界值。当差值不大于临界值时，被施加到二次电池100的冲击被认为弱，或者如果强的冲击被施加，则不足以引起二次电池单体110的变形或者破损。当差值大于临界值时，二次电池单体110被认为，通过被施加到二次电池100的冲击在二次电池包壳120中移动，由此二次电池单体110可能被变形或者破损。
另外，当计算出的差值大于临界值时，控制部分140切断二次电池单体110的电源开关160以停止二次电池的充电或者放电。即，当检查安全问题的发生时，控制部分140停止二次电池的使用，从而防止诸如爆炸的安全事故。
在根据本发明的实施例中，传感器部分130的第一传感器132和第二传感器134是地磁传感器，该地磁传感器检测地球的磁场以找到物体的方向。在下文中，将会解释用于借助于地磁传感器检测被施加到二次电池100的冲击的原理。
图2示出传统的地磁传感器的配置。
参考图2，地磁传感器包括磁芯200，该磁芯200是环状透磁合金磁体；激励线圈210，其沿着磁性200的周围缠绕；以及线圈X220和线圈Y230，其是检测线圈。线圈X220和线圈Y230在磁芯200的直径方向中相互正交并且被独立地缠绕。
图3示出当电流流入激励线圈210时在磁芯200中产生的磁力线。
参考图3，当通过流入激励线圈210的交流电激励出现时，在磁芯200内部的箭头的方向中产生磁力线。由于其环形形状导致磁芯200不能够具有磁极。
图4示出通过在磁芯200中产生的磁力线在x轴220和y轴230的每个线圈中产生的电动势。
参考图4，尽管取决于磁通量的变化在x轴220和y轴230中产生电动势，但是磁力线在①和②的每一个处以及在③和④的每一个处在相对的方向中行进，因此在x轴220和y轴230中不存在输出。这时，当外磁场被施加到地磁传感器时，在x轴220和y轴230中产生输出。例如，如果外磁场被施加到平行于y轴230的方向，则在x轴220中产生最大电压，而如果外磁场被施加到与y轴230成45°的方向时，在x轴220和y轴230中的每一个中产生峰值电压的一半。即，外磁场变成地磁场，并且通过在x轴220和y轴230中的每一个中产生的电压之间的差可以检测基于地磁场的地磁传感器的方向。
图5和图6是示出用于通过使用两个地磁传感器检测被施加到二次电池100的冲击的方法的概念图。
图5示出在其中施加冲击之前地磁传感器的状态，地磁传感器各自被独立地附接到二次电池单体110的表面和二次电池包壳120的内部。
参考图5，第一传感器132和第二传感器134中的每一个用作地磁传感器并且检测到地磁场的方向。通过第一传感器132检测到的相对于地磁场的方向（θ1）对应于第一测量值，而通过第二传感器134检测到的相对于地磁场的方向（θ2）对应于第二测量值。因此，在冲击被施加之前，在从两个传感器获得的测量值之间的差不大于临界值。
图6示出在其中施加足够强大以引起二次电池单体110的变形或者破损的冲击之后地磁传感器的状态，地磁触感器各自被独立地附接到二次电池单体110的表面和二次电池包壳120的内部。
参考图6，由于强大的冲击，第一传感器132和第二传感器134分别检测二次电池单体110和二次电池包壳120的位置变化。这时，通过第一传感器132检测的相对于地磁场的方向（θ1'）对应于第一测量值，而通过第二传感器134检测的相对于地磁场的方向（θ2'）对应于第二测量值。当冲击弱，或者强的冲击被施加但是引起二次电池单体110和二次电池包壳120的非常小的移动时，在第一测量值和第二测量值之间的差不大于临界值。然而，当强的冲击被施加以引起在二次电池包壳120中的二次电池单体110的移动使得二次电池单体110可能被变形或者破损时，在第一测量值和第二测量值之间的差大于临界值。因此，当在第一测量值和第二测量值之间的差大于临界值时，控制部分140切断二次电池100的电源开关160以停止二次电池100的充电或者放电。
虽然图5和图6图示实施例，在该实施例中两个地磁传感器仅在一个轴上检测冲击，但是被施加到二次电池100的冲击可以处于到平面的横向方向、以及纵向和垂直方向中。因此，第一传感器132和第二传感器134是地磁传感器，其检测由滚动角、俯仰角和偏航角组成的轴当中的两个或者更多个方向。
在本发明中，优选的是，第一传感器132的内轴与第二传感器134的内轴一致。参考图2，地磁传感器测量通过线圈X220和线圈Y230与地磁场形成的角。当第一传感器132和第二传感器134被附接使得第一传感器132的线圈X220具有与第二传感器134的相同的方向而第一传感器134的线圈Y230具有与第二传感器134相同的方向时，可以更加精确地计算差值。
根据本发明的另一方面，第一传感器和第二传感器可以是检测被施加到物体的加速度的存在以及程度的加速度传感器。
取决于用于物体的运动状态的检测方式加速度传感器可以被划分成惯性、摆式以及振动传感器。
图7是示意性地示出摆式加速度传感器的配置的概念图。
参考图7，通过具有摩擦的枢轴承来支持摆锤。当在任意一个方向中加速度a被施加到摆锤时，摆锤被朝着相对的方向位移并且位移度通过自动变压器而被测量。自动变压器输出与加速度的大小成比例的电压，并且输出电压被用于确定加速度的方向和程度。
图8是示意性地示出振动加速度传感器的配置的概念图。
参考图8，通过细绳在两侧处支撑可选的质量m。当在任何一个方向中加速度a被施加到质量m时，通过细绳的张力在细绳中振动发生。这时，通过加速度的程度细绳的频率相互不同，其中细绳的频率，f1和f2各自被测量以从其间的差确定加速度的程度。
惯性加速度传感器被用于基于静态系统测量惯性加速度，其使用从作用于质量的加速度出现的力，即，惯性力。惯性加速度传感器取决于测量惯性的方法变化。例如，压电元件可以被用作一个示例，将会对于其基本原理和用于通过在下面使用其检测被施加到二次电池100的冲击的方法进行解释。
图9是示出是惯性加速度传感器的示例的双晶压电元件的透视图。
参考图9，压电振动器300包括双晶压电元件310作为压电元件，该双晶压电元件310通过相互粘附由压电材料制成的片，诸如压电陶瓷片320形成。在此使用的术语“压电元件”指的是具有“压电效应”的基板，当将力施加给压电主体时能够产生电流。压电主体可以是由锆钛酸铅（PZT）、钛酸钡、水晶片、酒石酸、磷酸二氢铵、或者酒石酸二胺乙烯制成。电极340各自被连接到与每个压电陶瓷片320相对的主平面。在压电元件310的中心，突出被线性地形成在电极340上。
为了有效地产生柔性的振动（弯曲振动），优选的是，压电振动器的长度至少是其宽度3.5倍，更加优选地为5倍。突出330被优选地形成在其纵向方向中的双晶压电元件310的中心附近并且在横向方向中相对于中心线对称地布置。当在横向方向中被形成在压电振动器300的中心附近时，在双晶压电元件310的两个相对的主平面处线性突出330的数目和排列可以变化，但是优选的是，在两个相对的主平面处具有相同的数目和排列。
图10是使用图9的双晶压电元件的纵向加速度传感器的截面图。
参考图10，双晶压电元件310被插入在被形成在封装的顶部的内部的凸起部分350与在被形成在双晶压电元件310以在封装（支撑）中被支撑的突出330处的弹性支撑构件360之间。弹性支撑构件360将恒压施加到双晶压电元件310以完全地支撑双晶压电元件，其在中心部分中被支撑。取决于要被输出的冲击的程度、双晶压电元件310的强度以及双晶压电元件310对加速度的灵敏度确定被施加到双晶压电元件310的压力。
当具有垂直分量的加速度被施加到在图10中示出的加速度传感器时，负载被添加到通过弹性支撑构件360支撑的双晶压电元件310的中心部分以扭曲双晶压电元件310。双晶压电元件310的压电效应是在被扭曲的双晶压电元件210内产生电流。
从而被产生的电流通过电极340被输出。要被产生的电流的数量与扭曲度，即，加速度输出外部的程度成比例，并且因此，可以根据电流的数量测量加速度的程度。
图11和图12是示出用于通过使用两个加速度传感器检测被施加到二次电池100的冲击的方法的概念图。
图11示出在其中施加冲击之前加速度传感器的状态，加速度传感器各自被独立地附接到二次电池单体110的表面和二次电池包壳120的内部。
参考图11，第一传感器132和第二传感器134中的每一个检测加速度的变化。通过第一传感器132检测的相对于加速度的程度的电压（V1）对应于第一测量值，而通过第二传感器134测量的相对于加速度的程度的电压（V2）对应于第二测量值。因此，在冲击被施加之前，在从两个传感器获得的测量值之间的差不大于临界值。
图12示出在足够强以引起二次电池单体110的变形或者破损的冲击被施加之后加速度传感器的状态，加速度传感器各自被独立地附接到二次电池单体110的表面和二次电池包壳120的内部。
参考图12，由于强的冲击，第一传感器132和第二传感器134分别检测二次电池单体110和二次电池包壳120的位置变化。这时，通过第一传感器132检测到的加速度的程度（V1'）对应于第一测量值，而通过第二传感器134检测的加速度的程度（V2'）对应于第二测量值。当冲击弱，或者强的冲击被施加但是引起二次电池单体110和二次电池包壳120的非常小的移动时，在第一测量值和第二测量值之间的差不大于临界值。然而，当强的冲击被施加以引起二次电池包壳120中的二次电池单体110的移动使得二次电池单体110可能被变形或者破损时，在第一测量值和第二测量值之间的差大于临界值。因此，当第一测量值和第二测量值之间的差大于临界值时，控制部分140切断二次电池100的电源开关160以停止二次电池100的充电或者放电。
根据本发明的另一实施例，第一传感器132和第二传感器134中的每一个可以是陀螺仪传感器，该陀螺仪传感器通过在飞机、轮船、车辆、可携式摄像机等等中的旋转力检测动量的变化。根据本发明，下面将会解释用于检测被施加到二次电池100的冲击的方法。
图13图示用于解释其操作的振动陀螺仪传感器的前视图和侧视图。
图13的视图（a）是用于振动陀螺仪传感器的前视图，并且图13的视图（b）是其侧视图。参考图13，振动陀螺仪传感器包括振荡器430。振荡器430被放置在被形成在基板460上的凹形的半圆形支撑410中。振荡器430是圆柱形振动器，其是具有压电效应的压电主体。支撑构件410被配置成紧固结点与硅420的共振模式以支撑振动的振荡器430。通过电线450支撑构件410被电气地连接到电极440，该电极440被装备在振荡器430的侧面中。
通过将电压施加到被连接到支撑构件410的电极440，具有这样的配置的陀螺仪传感器在由x、y以及z轴组成的三维中在x或者y轴处产生振动。当在轴z上在圆周方向中施加旋转角速度时，科里奥利力被产生。
当在旋转坐标系中观察时科里奥利力是被用于解释移动物体的偏斜的摩擦力，如与离心力相类似的视在力，并且其程度与物体的旋转速度成比例并且垂直地作用于移动方向。
因此，当旋转角速度被应用时，如果振荡器430在x轴上振动则在y轴上产生科里奥利力，而如果振荡器430在y轴上振动则在x轴上产生科里奥利力。在圆柱形振荡器430的电极440中检测被产生的力并且产生与科里奥利力成比例的电压。因此，能够检测被施加到振荡器430的移动方向的变化，从而确定位置变化。
图14和图15是示出用于通过使用两个陀螺仪传感器检测被施加到二次电池100的冲击的方法的概念图。
图14示出在其中施加冲击之前陀螺仪传感器的状态，陀螺仪传感器各自被独立地附接到二次电池单体110的表面和二次电池包壳120的内部。
参考图14，第一传感器132和第二传感器134中的每一个检测被施加到振荡器430的移动的方向。通过第一传感器132检测的相对于移动的方向的电压（V1）对应于第一测量值，而通过第二传感器134检测的相对于移动的方向的电压（V2）对应于第二测量值。因此，在冲击被施加之前，在从两个传感器获得的测量值之间的差不大于临界值。
图15示出在其中施加足够强以引起二次电池单体110的变形或者破损的冲击之后陀螺仪传感器的状态，陀螺仪传感器各自被独立地附接到二次电池单体110的表面和二次电池包壳120的内部。
参考图15，由于强的冲击，导致第一传感器132和第二传感器134分别检测二次电池单体110和二次电池包壳120的位置变化。这时，通过第一传感器132检测到的移动方向的程度（V1'）对应于第一测量值，而通过第二传感器134检测到的移动方向的程度（V2'）对应于第二测量值。当冲击弱，或者强的冲击被施加但是引起二次电池单体110和二次电池包壳120的非常小的移动时，在第一测量值和第二测量值之间的差不大于临界值。然而，当强的冲击被施加以引起二次电池包壳120中的二次电池单体110的移动使得二次电池单体110可能变形或者破损时，在第一测量值和第二测量值之间的差大于临界值。因此，当第一测量值和第二测量值之间的差大于临界值时，控制部分140切断二次电池100的电源开关160以停止二次电池100的充电或者放电。
仅为了图示的目的提供在上面提及的数个传感器。因此，对本领域的技术人员来说显然的是，在本发明中可以使用其它的各种传感器。
优选地，用于增强根据本发明的二次电池的安全性的设备进一步包括警告部分，该警告部分用于当计算出的差值大于临界值时通知使用者二次电池的故障。
警告部分通知使用者大于临界水平的冲击被施加到二次电池的事实，由此使用者可以停止二次电池100的使用或者修理电池。
警告部分可以以灯、LED、蜂鸣器或者扬声器的形式。例如，在车辆的情况下，如果需要，与是声音报警装备的蜂鸣器或者扬声器一起，使用者可以从用于通知状态的显示器和车辆的驾驶信息确认警告，但是本发明不限于此。
根据本发明的实施例，控制部分140可以是微处理器。在这样的情况下，控制部分140的组件可以被实现为程序模块。程序模块由计算机通过程序指令操作并且被记录到计算机可读介质。
计算机可读介质可以包括程序指令、数据文件、数据结构或者其组合。被记录在介质中的程序指令可以被特别地设计并且为本发明配置或者可以是在计算机编程领域中已知的一个。
计算机可读记录介质包括存储器部分150。而且，计算机可读记录介质包括诸如硬盘、软盘以及磁带的磁介质、诸如CD-ROM和DVD的光介质、诸如软式光盘的磁光介质、以及诸如ROM、RAM以及闪存的硬件装置，用于存储和执行程序指令。
程序指令的示例包括通过编译器生成的机器语言代码，和可以通过计算机由解释器运行的高级语言代码。
根据本发明的另一实施例，控制部分140的组件可以被值入到包括逻辑电路的电子电路模块。电子电路模块的示例可以是专用集成电路（ASIC），但是本发明不限于此。
控制部分140和存储器部分150可以被布置在二次电池组内部，如在图1中所示，但是本发明不限于此。控制器部分140和存储器部分150也可以被布置在二次电池组的外部，并且如有必要，控制部分140或者存储器部分150可以被布置在二次电池组内部。因此，取决于本发明的实现模式，控制部分140和存储器部分150可以被布置在二次电池组的内部或者外部。
用于增强根据本发明的二次电池的安全性的设备可以在其中从二次电池供应电力的电池组驱动单元中使用。
例如，本发明的设备可以在被装备有电池的各种电力单元中使用，诸如使用化石燃料的车辆、电动车辆、混合动力车辆或者电动自行车。
而且，可以在被装备有来自电池的驱动电压的各种电子产品中使用本发明的设备，例如，笔记本、移动电话以及个人多媒体再生器，但是本发明不限于此。
此外，用于增强根据本发明的二次电池的安全性的设备可以作为要在电池或者电池管理单元中使用的PCB电路或者专用集成电路（ASIC）被模块化。
在根据本发明的另一方面中，本发明进一步提供用于增强二次电池的安全性的方法，其通过用于增强二次电池的安全性的上述设备实现，下面将会进行解释。对于在上面已经具体地解释的组件或者术语，重复的解释将会被省略。
图16是示出根据本发明的实施例的用于增强二次电池的安全性的方法的程序的流程图。
首先，在S510步骤中，控制部分140将从第一传感器132获得的第一测量值与从第二传感器134获得的第二测量值之间的差的临界值存储在存储器部分150中，第一传感器被附接到二次电池单体110的表面以检测二次电池单体110的移动，并且第二传感器被附接到二次电池包壳120的内部以检测二次电池包壳120的移动。接下来，在S520步骤中，控制部分140将从第一传感器132获得的第一测量值存储在存储器部分150中。然后，在步骤S530步骤中，控制部分140将从第二传感器134获得的第二测量值存储在存储器部分150中。在二次电池的充电或者放电期间定期地测量和存储第一和第二测量值，但是本发明不限于此。第一传感器132和第二传感器134可以是从陀螺仪传感器、加速度传感器（例如，惯性、摆式或者振动传感器）以及陀螺仪传感器中选择的任何一个。随后，在S540步骤中，控制部分140计算在第一测量值和第二测量值之间的差值。然后，在S550步骤中，控制部分140确定计算出的差值是否大于被存储在存储器部分150中的临界值。当差值不大于临界值时，被施加到二次电池100的冲击被认为弱或者不存在，从而返回到用于下一个冲击检测周期的过程的S520步骤。相反地，当差值大于临界值时，通过被施加到二次电池100的冲击安全问题发生，从而进入S560步骤。
在S560步骤中，控制部分140通过被施加到二次电池的冲击确定二次电池很有可能被变形或者破损，并且从而切断二次电池单体110的电源开关160以停止二次电池的充电或者放电。
优选地，在S550步骤中，如果差值大于临界值，则可以通过控制部分140进行附加的步骤，即，S570步骤。即，在S570步骤中，控制部分140视觉地或者听觉地通知使用者在二次电池中的安全问题的发生。
因此，根据本发明，能够精确地检测被施加到二次电池的冲击。另外，当冲击被施加到二次电池100时，二次电池的使用被停止以增强其安全性。此外，当冲击被施加到二次电池100时，通知使用者这样的事实，从而在适当的时间保护使用者并且引导二次电池的修理。
同时，用于增强在图1中示出的根据本发明的二次电池的安全性的设备的每个组件应被理解为逻辑上被区别的组件，而不是在物理上被区别的组件。
换言之，每个组件对应于为了实现本发明的精神在逻辑上区别的元件，并且如果其可以实现其逻辑功能，则应被理解为被包括在本发明的范围中，尽管其被单独地实现或者与另一组件集成，并且实现它们相同的或者类似的功能的组件应被理解为被包括在本发明的范围中，尽管它们的名称是不同的。
通过具体的实施例和附图已经详细地描述了本发明。然而，应理解的是，仅通过图示给出具体地实施例和附图，旨在没有限制本发明，并且从而在也落入如随附的权利要求定义的本发明的范围内本发明的领域中的技术人员可以进行各种变化和修改。
Claims (18)
1.一种用于增强二次电池的安全性的设备，包括：
传感器部分，所述传感器部分包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器被附接到所述二次电池的单体的表面以检测所述单体的移动，所述第二传感器被附接到所述二次电池的包壳的内部以检测所述包壳的移动；
存储器部分，所述存储器部分用于存储在从所述第一传感器获得的第一测量值与从所述第二传感器获得的第二测量值之间的差的临界值；以及
控制部分，所述控制部分用于计算在所述第一测量值和所述第二测量值之间的差值并且将计算出的差值与被存储在所述存储器部分中的所述临界值进行比较，以当所述计算出的差值大于所述临界值时停止所述单体的操作。
2.根据权利要求1所述的用于增强二次电池的安全性的设备，其中，所述第一传感器和所述第二传感器是地磁传感器。
3.根据权利要求2所述的用于增强二次电池的安全性的设备，其中，所述第一传感器和所述第二传感器具有用于测量与所述地磁场线形成的角的至少一个轴。
4.根据权利要求2所述的用于增强二次电池的安全性的设备，其中，所述第一传感器的内轴与所述第二传感器的内轴一致。
5.根据权利要求1所述的用于增强二次电池的安全性的设备，其中，所述第一传感器和所述第二传感器是加速度传感器。
6.根据权利要求5所述的用于增强二次电池的安全性的设备，其中，所述加速度传感器是惯性、摆式或者振动传感器。
7.根据权利要求6所述的用于增强二次电池的安全性的设备，其中，所述惯性加速度传感器是压电元件。
8.根据权利要求1所述的用于增强二次电池的安全性的设备，其中，所述第一传感器和所述第二传感器是陀螺仪传感器。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的用于增强二次电池的安全性的设备，进一步包括：警告部分，所述警告部分用于当所述计算出的差值大于所述临界值时向使用者通知所述二次电池的故障。
10.一种用于增强二次电池的安全性的方法，包括：
（a）将在从第一传感器获得的第一测量值与从第二传感器获得的第二测量值之间的差的临界值存储在存储器部分中，所述第一传感器被附接到所述二次电池的单体的表面以检测所述单体的移动，并且所述第二传感器被附接到所述二次电池的包壳的内部以检测所述包壳的移动；
（b）存储从所述第一传感器获得的所述第一测量值；
（c）存储从所述第二传感器获得的所述第二测量值；
（d）计算在所述第一测量值与所述第二测量值之间的差值；以及
（e）当计算出的差值大于被存储在所述存储器部分中的所述临界值时，停止所述单体的操作。
11.根据权利要求10所述的用于增强二次电池的安全性的方法，其中，所述第一传感器和所述第二传感器是地磁传感器。
12.根据权利要求11所述的用于增强二次电池的安全性的方法，其中，所述第一传感器和所述第二传感器具有用于测量与所述地磁场线形成的角的至少一个轴。
13.根据权利要求11所述的用于增强二次电池的安全性的方法，其中，所述第一传感器的内轴与所述第二传感器的内轴一致。
14.根据权利要求10所述的用于增强二次电池的安全性的方法，其中，所述第一传感器和所述第二传感器是加速度传感器。
15.根据权利要求14所述的用于增强二次电池的安全性的方法，其中，所述加速度传感器是惯性、摆式或者振动传感器。
16.根据权利要求15所述的用于增强二次电池的安全性的方法，其中，所述惯性加速度传感器是压电元件。
17.根据权利要求10所述的用于增强二次电池的安全性的方法，其中，所述第一传感器和所述第二传感器是陀螺仪传感器。
18.根据权利要求10至17中的任意一项所述的用于增强二次电池的安全性的方法，进一步包括：当所述计算出的差值大于所述临界值时，警告使用者所述二次电池的故障。
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