CN112154567A - 电池管理设备及方法 - Google Patents

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Abstract

根据本公开内容的一种电池管理设备包括：电压测量单元，被配置为测量电池的电池电压；弯曲程度测量单元，设置在所述电池的至少一侧上且被配置为测量所述电池的电池弯曲程度；和处理器，被配置为从所述电压测量单元接收所述电池电压，从所述弯曲程度测量单元接收所述电池弯曲程度，根据在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括所述电池电压的电压范围设定基础弯曲程度，将所述电池弯曲程度与所述基础弯曲程度比较以确定哪个弯曲程度更大，并基于弯曲程度比较结果对所述电池执行保护操作。

Description

电池管理设备及方法
技术领域
本申请要求享有于2019年1月18日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2019-0007120号的权益，通过引用将该申请的公开内容整体并入本文。
本公开内容涉及电池管理设备及方法，更特定而言，涉及用于根据电池弯曲大小测量结果来管理电池的电池管理设备及方法。
背景技术
由于二次电池对各种产品的高适用性以及诸如高能量密度的电学性质，二次电池不仅广泛应用于移动装置，而且广泛应用于由驱动电源和能量储存系统驱动的电动车辆(EV)或混合电动车辆(HEV)。由于二次电池具有显著减少化石燃料的使用以及不因能量的使用产生副产物的主要优点，二次电池成为新的环境友好型节能能量源，因此受到关注。
电池组包括串联连接的多个电池组件，每个电池组件包括多个单元电池以获得高输出。单元电池包括正极集电器、负极集电器、隔膜、活性材料和电解质溶液，并且可通过部件之间的电化学反应重复地再充电。
近来，随着对用作能量源的大容量结构的需求不断增加，对包括多个电池模块的多模态结构的电池组的需求增大，其中每个电池模块包括串联和/或并联连接的多个二次电池。
电池组被用于各种环境中，因此可能暴露于各种外部冲击。当电池组因施加至电池组的外部冲击而在特定方向上弯曲或变形时，电池组的内部部分损坏。用于检测施加至电池组的外部冲击的方法之一是使用诸如弹簧的弹性体的冲击检测方法。
然而，如上所述，随着对大容量结构的需求增大，电池组的重量逐渐增大，在此情况中，仅使用诸如弹簧的弹性体的冲击检测方法具有限制。
发明内容
技术问题
本公开内容被设计来解决上述问题，因此本公开内容旨在提供一种测量电池弯曲大小(电池弯曲程度)并根据测量的电池弯曲程度执行电池保护操作的电池管理设备和方法。
技术方案
根据本公开内容的一方面的电池管理设备可包括：电压测量单元，被配置为测量电池的电池电压；弯曲程度测量单元，设置在所述电池的至少一侧上且被配置为测量所述电池的电池弯曲程度；和处理器，被配置为从所述电压测量单元接收所述电池电压，从所述弯曲程度测量单元接收所述电池弯曲程度，根据在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括所述电池电压的电压范围设定基础弯曲程度，将所述电池弯曲程度与所述基础弯曲程度比较以确定哪个弯曲程度更大，并基于弯曲程度比较结果对所述电池执行保护操作。
所述处理器可被配置为当所述电池电压包括在所述过放电电压范围中时将所述基础弯曲程度设定为第一参考弯曲程度，当所述电池电压包括在所述允许电压范围中时将所述基础弯曲程度设定为第二参考弯曲程度，并且当所述电池电压包括在所述过充电电压范围中时将所述基础弯曲程度设定为第三参考弯曲程度。
所述第三参考弯曲程度可被设定为小于所述第一参考弯曲程度和所述第二参考弯曲程度。
所述处理器可被配置为当在设定所述基础弯曲程度后所述电池电压发生改变时，将所述基础弯曲程度改变为对应于改变的电池电压。
所述处理器可被配置为当所述电池电压发生改变并且包括所述电池电压的电压范围随之发生改变时，将所设定的基础弯曲程度改变为对应于改变的电压范围的参考弯曲程度。
所述处理器可被配置为设定对应于包括所述电池电压的电压范围的基础时间，将超量时间与所述基础时间比较以确定哪个时间更长，并基于时间比较结果对所述电池执行保护操作，所述超量时间是从所述电池弯曲程度超过所述基础弯曲程度的时间点起经过的时间。
所述处理器可被配置为当所述电池电压包括在所述过放电电压范围中时将所述基础时间设定为第一参考时间，当所述电池电压包括在所述允许电压范围中时将所述基础时间设定为第二参考时间，并且当所述电池电压包括在所述过充电电压范围中时将所述基础时间设定为第三参考时间。
所述第三参考时间可被设定为小于所述第一参考时间和所述第二参考时间。
所述处理器可被配置为当在设定所述基础时间后所述电池电压发生改变时，将所述基础时间改变为对应于改变的电池电压。
所述处理器可被配置为当所述电池电压发生改变并且包括所述电池电压的电压范围随之发生改变时，将所设定的基础时间改变为对应于改变的电压范围的参考时间。
所述处理器可被配置为当在设定所述基础弯曲程度和所述基础时间后所述电池电压发生改变时，将所述基础弯曲程度和所述基础时间改变为对应于改变的电池电压。
所述电池可以是包括多个电池单元的电池模块。
所述电压测量单元可被配置为测量所述多个电池单元的每一个电池单元和所述电池模块的电压。
所述弯曲程度测量单元可设置在所述多个电池单元的每一个电池单元和所述电池模块中，且被配置为测量所述多个电池单元的每一个电池单元和所述电池模块的弯曲程度。
所述处理器可被配置为基于所述电池模块的弯曲程度比较结果和时间比较结果来确定所述电池模块中是否存在故障，并且当确定所述电池模块中存在故障时，基于所述多个电池单元的每一个电池单元的弯曲程度比较结果和时间比较结果检测所述多个电池单元当中有故障的电池。
根据本公开内容另一方面的电池组可包括根据本公开内容的一方面的电池管理设备。
根据本公开内容再一方面的电池管理方法可包括：测量电池的电池电压的电压测量步骤；测量所述电池的电池弯曲程度的弯曲程度测量步骤；根据在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括所述电池电压的电压范围设定基础弯曲程度的基础弯曲程度设定步骤；和将所述电池弯曲程度与所述基础弯曲程度比较以确定哪个弯曲程度更大，并基于弯曲程度比较结果对所述电池执行保护操作的保护操作执行步骤。
有益效果
根据本公开内容的一方面，可在外部冲击施加到电池或出现电池膨胀时通过对电池执行保护操作来防止可能因电池而发生的事故。
此外，根据本公开内容的一方面，可通过根据电池电压改变基础弯曲程度和/或基础时间，对应于电池的当前状态对电池执行保护操作。
本公开内容的效果不限于上述效果，本领域技术人员将由所附权利要求书清楚地了解这些及其他效果。
附图说明
附图示出本公开内容的优选实施方式，并且与下面的详细描述一起用于提供对本公开内容的技术特征的进一步理解。然而，本公开内容不应被解释为限制于附图。
图1是示出根据本公开内容实施方式的电池管理设备的示意图。
图2是示出根据本公开内容实施方式的包括电池管理设备的电池组的示例性配置的图。
图3是示出根据本公开内容实施方式的电池的示例性配置的图。
图4是示出根据本公开内容实施方式的包括电池管理设备的另一电池组的示例性配置的图。
图5是示出根据本公开内容实施方式的电池管理设备和电池的另一示例性配置的图。
图6是图5的电池的透视图。
图7是示出根据本公开内容实施方式的电池管理设备和电池的又一示例性配置的图。
图8是根据本公开内容另一实施方式的电池管理方法的示意图。
图9是根据本公开内容又一实施方式的电池管理方法的示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方式。在描述之前，应理解的是，说明书和所附权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为限制于一般及词典含义，而应在允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则的基础上，基于对应于本公开内容的技术方面的含义和概念来解释。因此，本文描述的实施方式和附图中所示的图解仅是本公开内容的最优选实施方式，而不意在完全描述本公开内容的技术方面，因而应理解的是，在递交本申请时，可对其做出其他等同替换和修改。
图1是示出根据本公开内容实施方式的电池管理设备10的示意图。图2是示出根据本公开内容实施方式的包括电池管理设备10的电池组100的示例性配置的图。
参照图2，电池组100可包括至少一个电池110和电池管理设备10。
这里，电池110可以是电池单元或电池模块。
也就是说，电池110可以是具有负极端子和正极端子的物理地分开的独立电池。例如，袋型锂聚合物电池和/或圆柱形电池可当作电池110。电池110也可以是包括串联和/或并联连接的至少一个电池单元的电池模块。为了便于描述，在电池110是电池单元的基础上做出以下描述。
参照图1和图2，根据本公开内容实施方式的电池管理设备10可包括电压测量单元11、弯曲程度测量单元12和处理器13。
电压测量单元11可被配置为测量电池110的电池电压。为此，电压测量单元11可包括电压传感器。
电压测量单元11可周期性地测量电池110的电池电压，并将指示所测量的电池电压的测量信号输出到处理器13。
例如，在图2的实施方式中，电压测量单元11可通过多条感测线连接至电池110的两个端子。此外，电压测量单元11可基于在多条感测线处测量的电池110两端的电压测量电池电压。
弯曲程度测量单元12可设置在电池110的至少一侧上并被配置为测量电池110的电池弯曲程度。为此，弯曲程度测量单元12可包括柔性传感器，所述柔性传感器根据弯曲程度改变输出电阻值。
这里，电池弯曲程度可指电池110弯曲大小。例如，当外部冲击施加到电池110时，电池110可能弯曲。此外，当电池110膨胀时，电池110可能弯曲。因此，弯曲程度测量单元12可贴附至电池110的一个表面以测量关于电池110弯曲大小的电池弯曲程度并输出所测量的电池弯曲程度。
图3是示出根据本公开内容实施方式的电池110的示例性配置的图。详细而言，图3是示出贴附至电池110的根据本公开内容实施方式的电池管理设备10的弯曲程度测量单元12的示例的图。
例如，参照图3，当电池110是袋型电池单元时，弯曲程度测量单元12可贴附至电池110的外表面。弯曲程度测量单元12可测量电池110因外部冲击和/或膨胀而弯曲了多少。
弯曲程度测量单元12可周期性地测量电池110的电池弯曲程度，并将指示所测量的电池弯曲程度的测量信号输出到处理器13。
例如，弯曲程度测量单元12可输出“0”与“100”之间的自然数作为弯曲程度。当电池110没有形状变化时，电池弯曲程度可被测量为“0”。当电池110存在形状变化时，所测量的电池弯曲程度可大于“0”。
处理器13可被操作地耦接至电压测量单元11和弯曲程度测量单元12。处理器13可从电压测量单元11接收电池电压。此外，处理器13可从弯曲程度测量单元12接收电池弯曲程度。
例如，在图2的实施方式中，电压测量单元11和弯曲程度测量单元12可电连接至处理器13。从电压测量单元11输出的电池电压可输入到处理器13。从弯曲程度测量单元12输出的电池弯曲程度可输入到处理器13。
处理器13可被配置为根据在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括所述电池电压的电压范围来设定基础弯曲程度。
也就是说，处理器13可根据包括电池110的电池电压的电压范围来设定电池110的基础弯曲程度。
详细而言，处理器13可确定在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括从电压测量单元11接收的电池电压的电压范围。此外，处理器13可根据包括所述电池电压的电压范围来设定基础弯曲程度。
这里，过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围可以是根据电池110的电压规格而预设的电压范围。
过放电电压范围可低于允许电压范围。过放电电压范围可以指电池110因低电压而快速劣化的电压范围。例如，当假设电池110是一般的4.5[V]电池单元时，过放电电压范围可以等于或大于0[V]且小于2[V]。
允许电压范围可以是允许电池110进行充电和放电的电压范围。也就是说，允许电压范围可以是电池110的状态可被确定为正常状态的电压范围。因此，当电池110的电池电压包括在允许电压范围中时，电池110可保持正常状态以避免加速劣化。例如，当假设电池110是一般的4.5[V]电池单元时，允许电压范围可等于或大于2[V]且小于4[V]。
过充电电压范围可高于允许电压范围。过充电电压范围可指电池110因高电压而快速劣化的电压范围。例如，当假设电池110是一般的4.5[V]电池单元时，过充电电压范围可等于或大于4[V]且小于6[V]。
此外，可不同地预设对应于过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围的每一个的弯曲程度。
可将对应于过放电电压范围的弯曲程度设定为第一参考弯曲程度。可将对应于允许电压范围的弯曲程度设定为第二参考弯曲程度。可将对应于过充电电压范围的弯曲程度设定为第三参考弯曲程度。
例如，当电池电压包括在过放电电压范围中时，处理器13可将基础弯曲程度设定为第一参考弯曲程度。当电池电压包括在允许电压范围中时，处理器13可将基础弯曲程度设定为第二参考弯曲程度。当电池电压包括在过充电电压范围中时，处理器13可将基础弯曲程度设定为第三参考弯曲程度。
处理器13可被配置为将电池弯曲程度与基础弯曲程度比较以确定哪个弯曲程度更大。
详细而言，可将基础弯曲程度设定为对应于包括电池110的电池电压的电压范围的参考弯曲程度。也就是说，处理器13可将基于电池110的电池电压设定的基础弯曲程度与由弯曲程度测量单元12测量的电池弯曲程度进行比较。
此外，处理器13可被配置为基于弯曲程度比较结果对电池执行保护操作。
详细而言，当电池弯曲程度大于基础弯曲程度时，处理器13可确定电池110中存在故障。因而，处理器13可执行保护操作以停止使用有故障的电池110。因此，当在测试步骤中检测到电池110中的故障时，处理器13可执行保护操作，从而容易地检测有故障的电池110。
例如，在图2的实施方式中，假设因电池110中的故障而导致电池弯曲程度大于基础弯曲程度。处理器13可将主继电器120的操作状态控制为关断状态以抑制电池110的充电和放电。
这里，主继电器120可根据操作状态而允许或不允许电池110的充电电流和放电电流在大电流路径中流动。在图2的实施方式中，连接电池组100的正极端子P+、电池110、以及电池组100的负极端子P-的路径可以是大电流路径。主继电器120可放置在大电流路径上。
也就是说，由处理器13执行的保护操作可以是切断电池110的大电流路径以防止电池110被使用的操作。
将参照图4描述由处理器13执行的针对电池110的保护操作的另一实施方式。
图4是示出根据本公开内容实施方式的包括电池管理设备10的另一电池组100的示例性配置的图。
在图4的实施方式中，电池组100可进一步包括熔断器130。
优选地，熔断器130可放置在大电流路径上。这里，熔断器130可以是当流动大电流或出现过热时熔断的一般熔断器。
例如，在图4的实施方式中，假设因电池110中的故障而导致电池弯曲程度大于基础弯曲程度。为了执行保护操作，处理器13可如图2的实施方式中那样将主继电器120的操作状态控制为关断状态。此外，处理器13可熔断所述熔断器130以执行保护操作。为此，处理器13可向熔断器130输出高电压信号，或者操控熔断器熔断单元(未示出)以直接熔断所述熔断器130。
根据本公开内容实施方式的电池管理设备10考虑电池110的各种状态(电池电压和电池弯曲程度)来确定电池110中是否存在故障，由此更准确地确定电池110中是否存在故障。
此外，当确定电池110中存在故障时，电池管理设备10可执行保护操作以防止使用有故障的电池。因此，可防止在使用有故障的电池110时可能发生的事故。
优选地，第三参考弯曲程度可被预设成小于第一参考弯曲程度和第二参考弯曲程度。
这里，第三参考弯曲程度是对应于过充电电压范围而设定的参考弯曲程度。可通过参考弯曲程度与电池弯曲程度之间的比较来确定是否对电池110执行保护操作。
例如，假设第一参考弯曲程度设定为60，第二参考弯曲程度设定为50，且第三参考弯曲程度设定为30。此外，假设由弯曲程度测量单元12测量的电池弯曲程度是40。
在该情况中，当电池电压包括在过放电电压范围或允许电压范围中时，由于基础弯曲程度大于电池弯曲程度，因此处理器13可不对电池110执行保护操作。
与此相反，当电池电压包括在过充电电压范围中时，基础弯曲程度可设定为第三参考弯曲程度。也就是说，基础弯曲程度可能小于电池弯曲程度。因而，处理器13可对电池110执行保护操作。
通常，当电池110的电压包括在过充电电压范围中时，电池110的内部能量比电池110的电压包括在允许电压范围或过放电电压范围中时大。也就是说，当电池电压包括在过充电电压范围中时，电池110易受外部冲击的影响。因此，当电池电压包括在过充电电压范围中时，即使较小的外部冲击被施加到电池110时，也将有较高可能性发生诸如电池110着火或爆炸的事故。
因此，根据本公开内容实施方式的电池管理设备10可根据包括电池110的电压的电压范围来设定不同的参考弯曲程度，从而可在电池110的电压较高时更灵敏地检测由电池弯曲程度导致的电池110的故障。
更优选地，第一参考弯曲程度、第二参考弯曲程度和第三参考弯曲程度可设定成以该顺序减小。
例如，在电池电压最高的过充电电压范围中，第三参考弯曲程度可设定成最低，以便在即使较小冲击被施加到电池110时也能执行保护操作。
当电池电压包括在过放电电压范围中时，电池110的内部能量相对较低，因此第一参考弯曲程度可设定成最高，由此根据电池110的状态灵活地执行保护操作。
也就是说，根据本公开内容实施方式的电池管理设备10考虑电池110的电池电压和电池弯曲程度两者来执行保护操作，由此根据电池110的状态适应性地且灵活地执行保护操作。
当在设定基础弯曲程度后电池电压发生改变时，处理器13可被配置为将基础弯曲程度改变为对应于改变的电池电压。
电压测量单元11可周期性地测量电池110的电池电压，并将测量的电池电压输出到处理器13。在基于之前的电池电压设定基础弯曲程度后，当接收到不同于之前的电池电压的新电池电压时，处理器13可基于新电池电压改变基础弯曲程度。
详细而言，当电池电压发生改变且包括电池电压的电压范围随之发生改变时，处理器13可被配置为将所设定的基础弯曲程度改变为对应于改变的电压范围的参考弯曲程度。
例如，按照与前面的实施方式相同的方式，假设过放电电压范围等于或大于0[V]且小于2[V]，允许电压范围等于或大于2[V]且小于4[V]，并且过充电电压范围等于或大于4[V]。
当电池电压在第一时间点是3[V]时，处理器13可将基础弯曲程度设定为第二参考弯曲程度。随后，当电池电压在第二时间点改变为4[V]时，处理器13可将基础弯曲程度从第二参考弯曲程度改变为第三参考弯曲程度。在该情况中，由于在第二时间点的基础弯曲程度小于在第一时间点的基础弯曲程度，因此可根据电池弯曲程度执行保护操作。
也就是说，根据本公开内容实施方式的电池管理设备10可通过与电池电压的改变对应地改变基础弯曲程度来与电池110的状态对应地执行适当的保护操作。
处理器13可被配置为将基础时间设定为对应于包括电池电压的电压范围。
详细而言，处理器13可根据在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括电池电压的电压范围来设定基础时间。
优选地，可将对应于过放电电压范围的参考时间设定为第一参考时间。可将对应于允许电压范围的参考时间设定为第二参考时间。可将对应于过充电电压范围的参考时间设定为第三参考时间。
例如，第一参考时间可设定为50ms，第二参考时间可设定为40ms，第三参考时间可设定为30ms。
也就是说，处理器13可被配置为当电池电压包括在过放电电压范围中时将基础时间设定为第一参考时间，当电池电压包括在允许电压范围中时将基础时间设定为第二参考时间，当电池电压包括在过充电电压范围中时将基础时间设定为第三参考时间。
处理器13可被配置为将超量时间与基础时间比较以确定哪个时间更长，所述超量时间是从电池弯曲程度超过基础弯曲程度的时间点起经过的时间量。
详细而言，处理器13可根据包括电池电压的电压范围设定基础弯曲程度和基础时间。此外，可从弯曲程度测量单元12测量的电池弯曲程度超过所设定的基础弯曲程度时的时间起测量超量时间。优选地，可测量超量时间直到电池弯曲程度等于或小于基础弯曲程度或者对电池110执行保护操作为止。
也就是说，在对电池110执行保护操作之前，如果在测量超量时间时电池弯曲程度等于或小于基础弯曲程度时，所测量的超量时间可被重置。此外，当对电池110执行保护操作时，所测量的超量时间可被重置。
处理器13可被配置为基于时间比较结果对电池110执行保护操作。
详细而言，当超量时间超过基础时间时，处理器13可对电池110执行保护操作。
例如，假设将基础时间设定为50ms，并且在第一时间点测量的电池弯曲程度超过基础弯曲程度。由于电池弯曲程度超过基础弯曲程度，因此处理器13可基于第一时间点测量超量时间。当测量的超量时间超过50ms时，处理器13可对电池110执行保护操作。与此相反，当测量的超量时间等于或小于50ms，且电池弯曲程度改变为等于或小于基础弯曲程度时，处理器13可重置测量的超量时间。
根据本公开内容实施方式的电池管理设备10可在考虑电池弯曲程度所保持的时间(超量时间)而判断出已经发生连续的外部冲击或膨胀时，对电池110执行保护操作。
当电池110从施加至电池110的瞬间冲击恢复到正常状态时，处理器13可不执行保护操作以延长电池110和电池组100的使用寿命。
优选地，可将第三参考时间设定为小于第一参考时间和第二参考时间。
也就是说，按照与参考弯曲程度相同的方式，可根据包括电池110的电池电压的电压范围来不同地设定参考时间。
如上所述，当电池电压包括在过充电电压范围中时，电池110的内部能量可相对较高。在该情况中，即使外部冲击作用于电池110较短时间，也可能发生诸如电池110爆炸的事故。此外，由于电池110的内部能量较高，因此诸如爆炸的事故可能是严重的。
因此，根据本公开内容实施方式的电池管理设备10可考虑到电池电压，将第三参考时间设定成比第一参考时间和第二参考时间短，以避免由电池110造成的事故。
当在设定基础时间后电池电压发生改变时，处理器13可被配置为将基础时间改变成对应于改变的电池电压。
电压测量单元11可周期性地测量电池110的电池电压，并将测量的电池电压输出到处理器13。因此，处理器13可基于之前的电池电压设定基础时间，并且当新的电池电压不同于之前的电池电压时，基于新的电池电压改变基础时间。
详细而言，当电池电压发生改变并且包括电池电压的电压范围随之发生改变时，处理器13可将所设定的基础时间改变为对应于改变的电压范围的参考时间。
例如，按照与前面的实施方式相同的方式，假设过放电电压范围等于或大于0[V]且小于2[V]，允许电压范围等于或大于2[V]且小于4[V]，过充电电压范围等于或大于4[V]。
当电池电压在第一时间点是3[V]时，处理器13可将基础时间设定为第二参考时间。随后，当电池电压在第二时间点改变为4[V]时，处理器13可将基础时间从第二参考时间改变为第三参考时间。
在该情况中，由于在第二时间点的基础时间比在第一时间点的基础时间短，因此可根据从电池弯曲程度超过基础弯曲程度时的时间起测量的超量时间执行保护操作。
也就是说，根据本公开内容实施方式的电池管理设备10可通过与电池电压的改变对应地改变基础时间来与电池110的状态对应地执行适当的保护操作。
更优选地，当在设定基础弯曲程度和基础时间后电池电压发生改变时，处理器13可被配置为改变基础弯曲程度和基础时间以对应于改变的电池电压。
也就是说，当在设定基础弯曲程度和基础时间后电池电压改变为包括在不同的电压范围中时，处理器13可将基础弯曲程度和基础时间分别改变为在包括改变的电池电压的电压范围内设定的参考弯曲程度和参考时间。
根据本公开内容实施方式的电池管理设备10可通过与电池110的状态的改变(例如电池电压的改变)对应地改变基础弯曲程度和基础时间来对电池110执行保护操作。因此，电池管理设备100可与电池110的状态对应地执行适当的保护操作以避免由电池110造成的不期望的事故。
以下，将描述包括电池管理设备10的电池组100的各种实施方式。应注意，本文省略了冗余描述。
图5是示出根据本公开内容实施方式的电池管理设备10和电池110的另一示例性配置的图。详细而言，图5是示出贴附至电池模块140的根据本公开内容实施方式的电池管理设备10的弯曲程度测量单元12的示例的图。
图6是图5的电池的透视图。详细而言，图6是电池模块140的透视图。
这里，电池110可以是包括多个电池单元110a至110e的电池模块140。也就是说，在图5和图6的实施方式中，包括多个电池单元110a至110e的电池模块140可视为电池110。
例如，参照图5和图6，电池模块140可包括第一电池单元110a、第二电池单元110b、第三电池单元110c、第四电池单元110d和第五电池单元110e。
电压测量单元11可测量电池模块140的电池电压，弯曲程度测量单元12可测量电池模块140的电池弯曲程度。特别地，参照图5和图6，弯曲程度测量单元12可贴附至电池模块140的一个表面以测量电池模块140的电池弯曲程度。
处理器13可基于电池电压和电池弯曲程度对电池模块140执行保护操作。
也就是说，根据本公开内容实施方式的电池管理设备10可根据电压和弯曲程度不仅对电池单元执行保护操作，还对电池模块140执行保护操作。
图7是示出根据本公开内容实施方式的电池管理设备10和电池的又一示例性配置的图。
在图7的实施方式中，按照与图5和图6的实施方式相同的方式，包括多个电池单元110a至110e的电池模块140可被视作电池110。
电压测量单元11可被配置为测量多个电池单元110a至110e的每一个电池单元和电池模块140的电压。
例如，在图7的实施方式中，电压测量单元11可连接至多个电池单元110a至110e的每个电极。此外，电压测量单元11可测量多个电池单元110a至110e的每一个电池单元和电池模块140的电压。
弯曲程度测量单元12可设置在多个电池单元110a至110e的每一个电池单元和电池模块140中以测量多个电池单元110a至110e的每一个电池单元和电池模块140的弯曲程度。
优选地，弯曲程度测量单元12可贴附至多个电池单元110a至110e的每一个电池单元和电池模块140。
例如，弯曲程度测量单元12可贴附至电池模块140。第一弯曲程度测量单元12a可贴附至第一电池单元110a。第二弯曲程度测量单元12b可贴附至第二电池单元110b。第三弯曲程度测量单元12c可贴附至第三电池单元110c。第四弯曲程度测量单元12d可贴附至第四电池单元110d。第五弯曲程度测量单元12e可贴附至第五电池单元110e。
处理器13可被配置为基于电池模块140的弯曲程度比较结果和时间比较结果来确定电池模块140中是否存在故障。
也就是说，处理器13可在针对多个电池单元110a至110e的每一个电池单元比较电池弯曲程度和超量时间与基础弯曲程度和基础时间之前检测电池模块140中的故障。
例如，当电池模块140的电池弯曲程度等于或小于基础弯曲程度且超量时间等于或小于基础时间时，处理器13可确定电池模块140中不存在故障。在该情况中，处理器13可省去对多个电池单元110a至110e的每一个电池单元的故障检测。
也就是说，电池管理设备10可首先检测电池模块140中的故障，当电池模块140中检测到故障时，电池管理设备10可检测多个电池单元110a至110e的每一个电池单元中的故障，由此减少检测电池110中的故障所需的总时间。
在特定示例中，当电池模块140的电池弯曲程度超过基础弯曲程度并且超量时间也超过基础时间时，处理器13可确定电池模块140中存在故障。在该情况中，处理器13可检测多个电池单元110a至110e的每一个电池单元中的故障。也就是说，处理器13可检测多个电池单元110a至110e的每一个电池单元中的故障以检测有故障的电池。
随后，检测到多个电池单元110a至110e当中具有超过基础弯曲程度的电池弯曲程度和超过基础时间的超量时间的电池单元，处理器13可对电池110执行保护操作。此外，处理器13可提供关于检测到的电池单元的信息，因此具有可提供关于有故障的电池的信息的优点。
图8是根据本公开内容另一实施方式的电池管理方法的示意图。这里，电池管理方法可由电池管理设备10的每个元件执行。
参照图8，根据本公开内容另一实施方式的电池管理方法可包括电压测量步骤(S100)、弯曲程度测量步骤(S200)、基础弯曲程度设定步骤(S300)和保护操作执行步骤(S400)。
电压测量步骤(S100)是测量电池110的电池电压的步骤，且可由电压测量单元11执行。
例如，在图4的实施方式中，电压测量单元11可通过连接至电池110的两个端子的感测线测量电池110的电池电压。
弯曲程度测量步骤(S200)是测量电池110的电池弯曲程度的步骤，且可由弯曲程度测量单元12执行。
例如，在图3的实施方式中，弯曲程度测量单元12可贴附至电池110的一个表面以测量电池110的电池弯曲程度。
基础弯曲程度设定步骤(S300)是根据在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括电池电压的电压范围来设定基础弯曲程度的步骤，且可由处理器13执行。
首先，处理器13可确定在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括在电压测量步骤S100中测量的电池电压的电压范围。
随后，处理器13可基于对应于包括电池电压的电压范围的参考弯曲程度来设定基础弯曲程度。例如，当电池电压包括在允许电压范围中时，处理器13可基于对应于允许电压的第二参考弯曲程度来设定基础弯曲程度。也就是说，处理器13可将第二参考弯曲程度设定为基础弯曲程度。
保护操作执行步骤(S400)可包括将电池弯曲程度与基础弯曲程度比较以确定哪个弯曲程度更大，以及基于弯曲程度比较结果对电池110执行保护操作，且可由处理器13执行。
当电池弯曲程度超过基础弯曲程度时，处理器13可对电池110执行保护操作。例如，在图4的实施方式中，处理器13可执行保护操作而将熔断器130熔断或将主继电器120的操作状态控制为关断状态。
图9是根据本公开内容又一实施方式的电池管理方法的示意图。这里，电池管理方法可由电池管理设备10的每个元件执行。注意到，下面将仅描述对图8的方法的增加内容或修改内容。
参照图9，根据本公开内容又一实施方式的电池管理方法可进一步包括基础时间设定步骤(S500)和保护操作执行步骤(S600)。
基础时间设定步骤(S500)是在基础弯曲程度设定步骤(S300)之后根据在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括电池电压的电压范围来设定基础时间的步骤，且可由处理器13执行。
处理器13可基于对应于包括电池电压的电压范围的参考时间来设定基础时间。例如，当电池电压包括在允许电压范围中时，处理器13可基于对应于允许电压范围的第二参考时间来设定基础时间。也就是说，处理器13可将第二参考时间设定为基础时间。
保护操作执行步骤(S600)包括基于电池弯曲程度与基础弯曲程度之间的弯曲程度比较结果以及超量时间与基础时间之间的时间比较结果对电池110执行保护操作，且可由处理器13执行。
图9的保护操作执行步骤(S600)可部分地不同于图8的保护操作执行步骤(S400)。详细而言，图8的保护操作执行步骤(S400)与图9的保护操作执行步骤(S600)之间的差异是，与图8的保护操作执行步骤(S400)相比，图9的保护操作执行步骤(S600)可进一步考虑时间比较结果。
例如，当电池弯曲程度超过基础弯曲程度，且其中电池弯曲程度超过基础弯曲程度的超量时间比基础时间长时，处理器13可对电池110执行保护操作。也就是说，当超过基础弯曲程度的电池弯曲程度持续得比基础时间长时，处理器13可对电池110执行保护操作。
根据电池管理方法，可在施加外部冲击或发生膨胀时防止由电池110造成的事故。
虽然上文已关于有限数量的实施方式和附图描述了本公开内容，但本公开内容不限于此，对本领域技术人员显而易见的是，可在本公开内容的技术方面及所附权利要求书的等同范围内做出各种修改和改变。
(参考符号说明)
10：电池管理设备
11：电压测量单元
12：弯曲程度测量单元
13：处理器
100：电池组
110：电池
120：主继电器
130：熔断器
140：电池模块

Claims (15)

1.一种电池管理设备，包括：
电压测量单元，被配置为测量电池的电池电压；
弯曲程度测量单元，设置在所述电池的至少一侧上且被配置为测量所述电池的电池弯曲程度；和
处理器，被配置为从所述电压测量单元接收所述电池电压，从所述弯曲程度测量单元接收所述电池弯曲程度，根据在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括所述电池电压的电压范围设定基础弯曲程度，将所述电池弯曲程度与所述基础弯曲程度比较以确定哪个弯曲程度更大，并基于弯曲程度比较结果对所述电池执行保护操作。
2.根据权利要求1所述的电池管理设备，其中所述处理器被配置为当所述电池电压包括在所述过放电电压范围中时将所述基础弯曲程度设定为第一参考弯曲程度，当所述电池电压包括在所述允许电压范围中时将所述基础弯曲程度设定为第二参考弯曲程度，并且当所述电池电压包括在所述过充电电压范围中时将所述基础弯曲程度设定为第三参考弯曲程度。
3.根据权利要求2所述的电池管理设备，其中所述第三参考弯曲程度被设定为小于所述第一参考弯曲程度和所述第二参考弯曲程度。
4.根据权利要求2所述的电池管理设备，其中所述处理器被配置为当在设定所述基础弯曲程度后所述电池电压发生改变时，将所述基础弯曲程度改变为对应于改变的电池电压。
5.根据权利要求4所述的电池管理设备，其中所述处理器被配置为当所述电池电压发生改变并且包括所述电池电压的电压范围随之发生改变时，将所设定的基础弯曲程度改变为对应于改变的电压范围的参考弯曲程度。
6.根据权利要求1所述的电池管理设备，其中所述处理器被配置为设定对应于包括所述电池电压的电压范围的基础时间，将超量时间与所述基础时间比较以确定哪个时间更长，并基于时间比较结果对所述电池执行保护操作，所述超量时间是从所述电池弯曲程度超过所述基础弯曲程度的时间点起经过的时间。
7.根据权利要求6所述的电池管理设备，其中所述处理器被配置为当所述电池电压包括在所述过放电电压范围中时将所述基础时间设定为第一参考时间，当所述电池电压包括在所述允许电压范围中时将所述基础时间设定为第二参考时间，并且当所述电池电压包括在所述过充电电压范围中时将所述基础时间设定为第三参考时间。
8.根据权利要求7所述的电池管理设备，其中所述第三参考时间被设定为小于所述第一参考时间和所述第二参考时间。
9.根据权利要求7所述的电池管理设备，其中所述处理器被配置为当在设定所述基础时间后所述电池电压发生改变时，将所述基础时间改变为对应于改变的电池电压。
10.根据权利要求9所述的电池管理设备，其中所述处理器被配置为当所述电池电压发生改变并且包括所述电池电压的电压范围随之发生改变时，将所设定的基础时间改变为对应于改变的电压范围的参考时间。
11.根据权利要求6所述的电池管理设备，其中所述处理器被配置为当在设定所述基础弯曲程度和所述基础时间后所述电池电压发生改变时，将所述基础弯曲程度和所述基础时间改变为对应于改变的电池电压。
12.根据权利要求6所述的电池管理设备，其中所述电池是包括多个电池单元的电池模块。
13.根据权利要求12所述的电池管理设备，其中所述电压测量单元被配置为测量所述多个电池单元的每一个电池单元和所述电池模块的电压，
所述弯曲程度测量单元设置在所述多个电池单元的每一个电池单元和所述电池模块中，且被配置为测量所述多个电池单元的每一个电池单元和所述电池模块的弯曲程度，并且
所述处理器被配置为基于所述电池模块的弯曲程度比较结果和时间比较结果来确定所述电池模块中是否存在故障，并且当确定所述电池模块中存在故障时，基于所述多个电池单元的每一个电池单元的弯曲程度比较结果和时间比较结果检测所述多个电池单元当中有故障的电池。
14.一种电池组，包括根据权利要求1至13的任一项所述的电池管理设备。
15.一种电池管理方法，包括：
测量电池的电池电压的电压测量步骤；
测量所述电池的电池弯曲程度的弯曲程度测量步骤；
根据在过放电电压范围、允许电压范围和过充电电压范围当中包括所述电池电压的电压范围设定基础弯曲程度的基础弯曲程度设定步骤；和
将所述电池弯曲程度与所述基础弯曲程度比较以确定哪个弯曲程度更大，并基于弯曲程度比较结果对所述电池执行保护操作的保护操作执行步骤。
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