CN115931239A - 电池及其泄漏检测方法、装置、电池管理系统、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电池及其泄漏检测方法、装置、电池管理系统、电子设备,涉及电池领域。电池泄漏检测方法,包括:获取电池所安装空间内特定气体的浓度,所述电池内部添加有特定气体;根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况。本申请中,通过在电池内添加易被识别的特定气体,通过检测这种特定气体的浓度来识别电池的泄漏情况,使得即便是在壳体或者防爆阀轻微开裂早期就识别到电池泄漏,真正实现早期预警,给维护或采取挽救措施提供充足时间,避免电池性能损失降低用户体验,避免安全事故发生。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,具体涉及一种电池及其泄漏检测方法、装置、电池管理系统、电子设备。
背景技术
电池是一种能够将化学能转化为电能的装置,广泛应用于便携式电子设备(例如手机、平板电脑)、电动交通工具(例如电动车辆、飞行器、船舶、潜艇)等电力领域。
由于电池具有很高的能量密度而且电解液是易燃物,电池的密封性是一个重要的安全标准。电池的壳体或防爆阀可能因为来料问题(如杂质超标)、制造问题(如顶盖焊缝不良、焊渣损伤防爆阀)、使用问题(如发生碰撞事故)、腐蚀问题等,导致壳体或防爆阀开裂,造成电池内电解液挥发或外界水分进入电池内部,带来电池性能下降和潜在的热失控安全问题。
目前检测电池泄漏的方法,无法准确识别出在壳体或防爆阀轻微开裂初期的情况,容易造成电池爆炸、热失控等安全风险。
发明内容
鉴于此,本申请的目的在于提供一种电池及其泄漏检测方法、装置、电池管理系统、电子设备,以改善现有电池泄漏检测方法无法准确识别出在壳体或防爆阀轻微开裂初期的情况,容易造成电池爆炸、热失控等安全风险的问题。
本申请的实施例是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提供了一种电池泄漏检测方法,包括:获取电池所安装空间内特定气体的浓度,所述电池内部添加有特定气体;根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况。
在本申请实施例中,通过在电池内添加易被识别的特定气体,通过检测这种特定气体的浓度来识别电池的泄漏情况,使得即便是在壳体或者防爆阀轻微开裂早期就识别到电池泄漏,真正实现早期预警,给维护或采取挽救措施提供充足时间,避免电池性能损失降低用户体验,避免安全事故发生。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式,若所述电池为硬壳电池,在该硬壳电池二次注液后、密封钉焊接前,向该硬壳电池内加入预设量的所述特定气体。
在本申请实施例中,在硬壳电池二次注液后、密封钉焊接前,向该硬壳电池内加入预设量的特定气体,使得即便是在壳体或者防爆阀轻微开裂早期就能快速识别到电池泄漏;同时,由于特定气体是人工添加物质,而不一定是电池自身产生,避免了电池产气行为受设计使用等因素影响,能更好的选择所需的检测模块,无需针对不同体系设计的电池进行设备选型。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式,若所述电池为软包电池,在该软包电池完全密封前,向该软包电池内加入预设量的所述特定气体。
在本申请实施例中,在软包电池完全密封前,向该软包电池内加入预设量的特定气体,使得即便是在壳体或者防爆阀轻微开裂早期就能快速识别到电池泄漏;同时,由于特定气体是人工添加物质,而不一定是电池自身产生,避免了电池产气行为受设计使用等因素影响,能更好的选择所需的检测模块,无需针对不同体系设计的电池进行设备选型。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式,根据所述特定气体的浓度确定所述电池箱内电池的泄漏情况,包括:根据所述特定气体的浓度和气体浓度与电池泄漏程度的对应关系,确定所述电池箱内电池的泄漏情况。本申请实施例中,根据特定气体的浓度和气体浓度与电池泄漏程度的对应关系,不仅可以确定电池的泄漏情况,而且还可以实时获悉电池泄漏的严重程度,以便于更好的对电池进行管理。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式,根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况,包括:根据所述特定气体的浓度和预设的泄漏程度表,确定所述电池的泄漏情况,其中,所述预设的泄漏程度表表征不同气体浓度与不同泄漏程度的对应关系。
本申请实施例中,通过查找预设的表征不同气体浓度与不同泄漏程度的对应关系的泄漏程度表,不仅可以确定电池的泄漏情况,而且还可以实时获悉电池泄漏的严重程度,以便于更好的对电池进行管理。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式,在根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况之后,所述方法还包括:在确定所述电池发生泄漏时报警。
本申请实施例中,在确定电池所安装空间内的电池发生泄漏时报警,以便及时获悉电池发生泄漏这一情况,从而能及时采取相应措施,避免安全事故发生。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式,若所述特定气体包括多种不同类型的气体时,获取电池所安装空间内特定气体的浓度,包括:针对每种类型气体,获取所述电池所安装空间内该种类型气体的浓度;相应地,根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况,包括:根据每种类型气体的浓度确定所述电池的泄漏情况。
本申请实施例中,当封装于电池内的特定气体包括多种不同类型的气体时,需要针对每种类型气体,获取电池所安装空间内该种类型气体的浓度,之后根据每种类型气体的浓度确定电池的泄漏情况,由于结合了多种类型气体的浓度,可以提高其准确性。
结合第一方面实施例的一种可能的实施方式,所述特定气体包括:氢气、氦气、一氧化碳、硫化氢、四氢噻吩、甲烷气体、CXHX气体中的至少一种。
本申请实施例中,采用诸如氢气、氦气、一氧化碳、硫化氢、四氢噻吩、甲烷气体、CXHX气体等在内的特定气体,这些气体具有不会对电池产生明显负面影响,不腐蚀壳体或腐蚀速率满足电池寿命要求,不被电池吸收,不属于电池内原本的成分或电池内产生的该成分较少,探测不受空气干扰等特性,从而在实现其发明目的的同时,不会对电池的性能造成影响。
第二方面,本申请实施例还提供了一种电池泄漏检测装置,用于检测电池所安装空间内电池的泄漏情况,所述电池内部添加有特定气体;所述电池泄漏检测装置包括:检测模块、处理模块;检测模块,用于检测所述电池所安装空间内所述特定气体的浓度;处理模块,用于根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况。
结合第二方面实施例的一种可能的实施方式,所述检测模块包括气体传感器、电子鼻或光纤传感器。
结合第二方面实施例的一种可能的实施方式,所述处理模块为电池管理系统。
结合第二方面实施例的一种可能的实施方式,若所述检测模块包括电子鼻,所述特定气体为具有特殊气味的气体。
第三方面,本申请实施例还提供了一种电池管理系统,与电池连接,所述电池管理系统用于执行上述第一方面实施例和/或结合第一方面实施例的任一种可能的实施方式提供的电池泄漏检测方法。
第四方面,本申请实施例还提供了一种电子设备,包括:电池、电池管理系统和设置于所述电池所安装空间内的检测模块,所述电池内部添加有特定气体;所述检测模块,用于检测所述电池所安装空间内所述特定气体的浓度;所述电池管理系统用于执行上述第一方面实施例和/或结合第一方面实施例的任一种可能的实施方式提供的电池泄漏检测方法。
第五方面,本申请实施例还提供了一种电池,所述电池中密封有预设量的特定气体。
结合第五方面实施例的一种可能的实施方式,若所述电池为硬壳电池,在该硬壳电池二次注液后、密封钉焊接前,向该硬壳电池内加入预设量的所述特定气体。
结合第五方面实施例的一种可能的实施方式,若所述电池为软包电池,在该软包电池完全密封前,向该软包电池内加入预设量的所述特定气体。
第六方面,本申请实施例还提供了一种电池制作方法,包括:在制作电池时,在所述电池中密封预设量的特定气体。
结合第六方面实施例的一种可能的实施方式,若所述电池为硬壳电池,在该硬壳电池二次注液后、密封钉焊接前,向该硬壳电池内加入预设量的所述特定气体。
结合第六方面实施例的一种可能的实施方式,若所述电池为软包电池,在该软包电池完全密封前,向该软包电池内加入预设量的所述特定气体。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示,本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图,重点在于示出本申请的主旨。
图1示出了本申请实施例提供的一种电池泄漏检测装置的结构示意图。
图2示出了本申请实施例提供的一种电池泄漏检测装置的原理示意图。
图3示出了本申请实施例提供的一种电池泄漏检测方法的流程示意图。
图4示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本申请的描述中诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
再者,本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个)。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
本发明人注意到,目前检测电池泄漏的方法,无法准确识别出在壳体或防爆阀轻微开裂初期的情况,由于在壳体或防爆阀的轻微开裂初期,此时包括电性能、电池产气量、温度在内的多种物理参数并没有明显变化。因此,本申请提供一种能在壳体或者防爆阀轻微开裂早期就识别到的电池泄漏检测方法。需要说明的是,针对以上方案所存在的缺陷,均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果,因此,上述问题的发现过程以及下文中本发明实施例针对上述问题所提出的解决方案,都应该是发明人在本发明过程中对本发明做出的贡献。
为了能够在壳体或者防爆阀轻微开裂早期就识别到电池泄漏,本申请研究人发现,可以在制造电池时,在电池中密封预设量(可以根据需要设定)的容易产生被探测到的物质,如特定气体。之后,通过检测模块检测电池所安装空间内该特定气体的浓度就能快速及时识别壳体或防爆阀的开裂,即使是轻微开裂也可识别到。同时,通过气体浓度数据也可以得到开裂严重程度的估计。
为了更好的理解本申请,下面结合图1所示的电池泄漏检测装置进行说明。该电池泄漏检测装置用于检测电池所安装空间内电池的泄漏情况,该电池泄漏检测装置包括检测模块和处理模块。
其中,电池所安装空间内的电池内部添加有特定气体。电池所安装空间可以是电池箱,电池箱内的电池可以是多个,多个电池之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池中既有串联又有并联。多个电池之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池构成的整体容纳于箱体内;当然,电池也可以是多个电池先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。需要说明的是,对于一些消费类电子产品,比如笔记本电脑、手机等电子设备,由于这些电子设备只有一块电池,并不涉及电池箱,则电池所安装空间仅为安装电池的容纳槽所在的空间。
本申请中的电池类型可以是硬壳电池也可以是软包电池。若电池所安装空间内的电池为硬壳电池,在该硬壳电池二次注液后、密封钉焊接前,向该硬壳电池内加入预设量的特定气体。若电池所安装空间内的电池为软包电池,在该软包电池完全密封前,如在该软包电池剪去气袋完全密封前,向该软包电池内加入预设量的特定气体。
在电池密封时添加的特定气体不应对电池产生明显负面影响,不腐蚀壳体或腐蚀速率满足电池寿命要求,不被电池吸收,不属于电池内原本的成分或电池内产生的该成分较少,探测不受空气干扰等特性。
上述的特定气体包括,但不限于氢气、氦气、一氧化碳、硫化氢、四氢噻吩、甲烷气体、CXHX气体中的至少一种。密封于电池中的特定气体可以是单一的气体,比如可以是氢气、氦气、一氧化碳、硫化氢、四氢噻吩或CXHX气体,也可以是包含多种不同类型的气体,比如同时密封有氢气、氦气。优选为氦气或者氢气,因为其在电池内稳定且不被电池吸收,不影响电池性能,加之气体分子小更容易从裂缝中扩散出来。
由于特定气体是人工添加物质,而不一定是电池自身产生,避免了电池产气行为受设计使用等因素影响,检测模块可直接根据检测需要进行针对性选择,无需针对不同体系设计的电池进行设备选型。
检测模块设置于电池所安装空间内,用于检测电池所安装空间内特定气体的浓度。由于气味具有扩散性,只需安装少量的检测模块就可以监控整个电池所安装空间,例如,对于电池箱来说,检测模块可以安装在电池箱的中心位置以及周围边沿角落的位置。当然,检测模块的安装数量取决于电池箱的尺寸大小,电池箱的尺寸越大,相应的安装的检测模块的数量也越多,以便更好的检测电池箱内的特定气体。
检测模块可以根据检测需要进行针对性选择,比如,特定气体为氢气,则检测模块可以是检测氢气的检测模块;又比如,特定气体为氦气,则检测模块可以是检测氦气的检测模块;又比如,特定气体为四氢噻吩,则检测模块可以是检测四氢噻吩的检测模块。
若密封于电池中的特定气体包含多种不同类型的气体,相应地,需要针对每种不同类型的气体设置对应的检测模块,比如,密封于电池中的特定气体包含氢气和氦气,需要分别在电池所安装空间内设置用于检测氢气和氦气的检测模块。可以理解的是,当检测模块可以同时检测多种气体,比如可以同时甲烷气体、CXHX气体等气体时,仅需设置一个检测模块就可以检测多种不同类型的气体。
检测模块的类型可以包括但不限于气体传感器、电子鼻或光纤传感器。若检测模块包括电子鼻时,则特定气体需要为具有特殊气味的气体,比如,此时,特定气体可以是但不限于硫化氢、四氢噻吩、CXHX气体中的至少一种。这些气体均为具有特殊气味的气体。比如,硫化氢具有臭鸡蛋味道。四氢噻吩具有恶臭味。
需要说明的是,利用气体传感器、电子鼻或光纤传感器来检测气体的原理已经为本领域所熟知,此处不再具体介绍,例如,对于光纤传感器来说,可以通过对光纤进行气敏化处理改造,如涂敷或者填充气敏材料等处理,从而实现对气体的检测。
处理模块,用于根据特定气体的浓度确定电池所安装空间内电池的泄漏情况。例如,处理模块可以通过将特定气体的浓度与预设浓度阈值进行比较,来确定电池所安装空间内电池的泄漏情况,若特定气体的浓度大于预设浓度阈值,则可以确定电池所安装空间内的电池发生泄漏,其原理示意图如图2所示。
处理模块,还可以通过气体浓度数据估计电池泄漏的严重程度,例如,处理模块根据特定气体的浓度和气体浓度与电池泄漏程度的对应关系,确定电池所安装空间内电池的泄漏情况。其中,气体浓度与电池泄漏程度的对应关系需要事先获取,可选地,可以将气体浓度与电池泄漏程度的对应关系记录在泄漏程度表中。此时,处理模块根据检测的特定气体的浓度和预设的泄漏程度表,确定电池所安装空间内电池的泄漏情况。其中,预设的泄漏程度表表征不同气体浓度与不同泄漏程度的对应关系。
该泄漏程度表可以事先通过做实验来确定,之后,通过查表的方式便可确定检测的特定气体的浓度对应的泄漏程度。例如,通过实验已知壳体或防爆阀出现极微小裂纹如2μm时,检测模块在3min(分钟)内检测到的气体浓度可达50ppm;又例如,通过实验已知壳体或防爆阀出现极微小裂纹如3μm时,检测模块在3min内检测到的气体浓度可达100ppm,又例如,通过实验已知壳体或防爆阀出现微小裂纹如5μm时,检测模块在3min内检测到的气体浓度可达200ppm。在实际运用时,若检测模块在3min内检测到的气体浓度约为100ppm,则可以确定壳体或防爆阀的裂纹口约如3μm。
若密封于电池中的特定气体包含多种不同类型的气体,如包含氢气、氦气、一氧化碳、硫化氢、四氢噻吩、甲烷气体、CXHX气体中的至少两种气体,可以事先针对每一种类型的气体提前确定好泄漏程度表,泄漏程度表可以是一份或多份。如可以通过一份泄漏程度表来表征不同类型的气体的不同气体浓度与不同泄漏程度的对应关系。为了更好的理解,一种实施方式下,泄漏程度表如表1所示。
表1
表1示出了氢气的不同气体浓度与不同泄漏程度的对应关系以及氦气的不同气体浓度与不同泄漏程度的对应关系。当然,也可以将表1所示的泄漏程度表拆分为多个单一的泄漏程度表,每个单一的泄漏程度表仅表示一种气体的不同气体浓度与不同泄漏程度的对应关系。
此外,也可以根据气体或气味浓度随时间的变化速率来反推出泄漏程度。可以事先通过实验确定不同大小的开裂对应的检测模块的测量值随时间的变化关系。
若密封于电池中的特定气体包含多种不同类型的气体,则在获取电池所安装空间内特定气体的浓度时,可以是针对每一种类型气体,获取电池所安装空间内该种类型气体的浓度。相应地,处理模块在根据特定气体的浓度确定电池所安装空间内电池的泄漏情况时,可以是根据每种类型气体的浓度确定电池所安装空间内电池的泄漏情况。比如,为了提高检测准确性,当至少存在两种类型的气体的浓度大于预设浓度阈值时,才确定电池所安装空间内的电池发生泄漏。
处理模块还用于在确定电池所安装空间内的电池发生泄漏时报警,以便于维护人员及时获悉这一情况并采取措施。在报警时,可选地,可以根据不同的泄漏程度选择不同程度的报警及处理方式。例如,当根据特定气体的浓度确定电池所安装空间内的电池出现极微小裂纹如2μm时,可以仅是报警;当根据特定气体的浓度确定电池所安装空间内的电池出现微小裂纹如5μm时,可以是报警加切断该电池的电流等处理。
其中,上述的处理模块可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。例如,可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
一种可选实施方式下,该处理模块为电池管理系统(Battery ManagementSystem,BMS),通过采用用电设备已有的电池管理系统来确定电池所安装空间内电池的泄漏情况,从而无需额外设置用于确定电池所安装空间内电池的泄漏情况的处理模块,不仅可以节约额外设置处理模块的成本,还可以减少体积占用。
本申请实施例中,通过在电池内添加易被识别的特定气体,通过检测这种特定气体来识别壳体或防爆阀的微小裂纹,使得即便是在壳体或者防爆阀轻微开裂早期就识别到电池泄漏,真正实现早期预警,给维护或采取挽救措施提供充足时间,避免电池性能损失降低用户体验,避免安全事故发生。
为了更好的理解,本申请的电池泄漏检测原理,下面结合具体的例子,进行说明。实施例1,假设电池所安装空间内的电池为硬壳电池,则在该硬壳电池二次注液后、密封钉焊接前,向该硬壳电池内加入一定含量(范围为500ppm~1500ppm)的氦气,如加入1000ppm的氦气(空气中氦气的浓度约为5.2ppm)。在电池所安装空间内安装氦气气体传感器,该氦气气体传感器的输出信号上传到BMS。若通过实验已知壳体或防爆阀出现微小裂纹如2μm时,3min后氦气气体传感器可探测到氦气浓度短时间上升为100ppm。当实际运用时,氦气气体传感器若检测到氦气含量突然上升,且浓度超过100ppm,则可以判定电池发生壳体或防爆阀开裂,则BMS系统进行报警,并进行相应的处置,如切断该电池的电流,通知维护人员复检等。
实施例2,假设电池所安装空间内的电池为硬壳电池,则在该硬壳电池二次注液后、密封钉焊接前,向该硬壳电池内加入一定含量(范围为300ppm~600ppm)的氢气,如加入400ppm的氢气(空气中氢气的浓度约为0.5ppm)。在电池所安装空间内安装氢气气体传感器,氢气气体传感器的输出信号上传到BMS。通过实验已知壳体或防爆阀出现极微小裂纹如2μm时,3min后氢气气体传感器可探测到氦气浓度短时间上升为50ppm,5min后浓度为100ppm。当实际运用时,氢气气体传感器若检测到氢气含量突然上升,3min后浓度约为50ppm,5min后为100ppm,则可以判定电池发生壳体或防爆阀开裂,且开裂大小约为2μm,BMS系统进行报警,并进行相应的处置,如切断该电池的电流,通知维护人员复检等。
实施例3,假设电池所安装空间内的电池为硬壳电池,则在该硬壳电池二次注液后、密封钉焊接前,向该硬壳电池内加入一定含量(300ppm~1000ppm)的甲烷气体,如加入500ppm的甲烷气体(空气中甲烷的浓度低于1ppm)。在电池所安装空间内安装甲烷气体传感器,甲烷气体传感器的输出信号上传到BMS。通过实验已知壳体或防爆阀出现微小裂纹时,3min后甲烷气体传感器可探测到甲烷浓度上升为100ppm。当实际运用时,甲烷气体传感器若检测到甲烷含量突然上升,且浓度超过100ppm,则可以判定电池发生壳体或防爆阀开裂,BMS系统进行报警,并进行相应的处置,如切断该电池的电流,通知维护人员复检等。
实施例4,若电池所安装空间内的电池为软包电池,在该软包电池完全密封前,向其中加入一定含量(300ppm~1000ppm)的四氢噻吩气体,如加入500ppm的四氢噻吩气体。在电池所安装空间内安装电子鼻检测模块,检测信号上传到BMS。通过实验已知壳体或防爆阀出现微小裂纹时,10min后电子鼻检测模块可探测到四氢噻吩浓度上升为100ppm。当实际运用时,电子鼻检测模块若检测到四氢噻吩含量突然上升,且浓度超过100ppm,则可以判定电池发生壳体或防爆阀开裂,BMS系统进行报警,并进行相应的处置,如切断该电池的电流,通知维护人员复检等。
实施例5,若电池所安装空间内的电池为软包电池,在该软包电池完全密封前,向其中加入一定含量(500ppm~1500ppm)的一氧化碳,如加入500ppm的一氧化碳。在电池所安装空间内安装一氧化碳气体传感器,一氧化碳气体传感器的信号上传到BMS。通过实验已知壳体或防爆阀出现微小裂纹时,3min后一氧化碳气体传感器可探测到一氧化碳浓度短时间上升为100ppm。当实际运用时,一氧化碳气体传感器若检测到一氧化碳含量突然上升,且浓度超过100ppm,则可以判定电池发生壳体或防爆阀开裂,BMS系统进行报警,并进行相应的处置,如切断该电池的电流,通知维护人员复检等。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种电池泄漏检测方法,如图3所示。下面将结合图3对本本申请实施例提供的电池泄漏检测方法进行说明。
S1:获取电池所安装空间内特定气体的浓度,所述电池内部添加有特定气体。
可选地,可以是利用电池管理系统获取电池所安装空间内特定气体的浓度,例如,检测模块在检测到电池所安装空间内特定气体的浓度后,将其发送给电池管理系统,这样电池管理系统便可获取到电池所安装空间内特定气体的浓度。
若密封于电池中的特定气体包括多种不同类型的气体时,则获取电池所安装空间内特定气体的浓度时,需要针对每种类型气体,获取电池所安装空间内该种类型气体的浓度。
S2:根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况。
电池管理系统在获取到电池所安装空间内特定气体的浓度后,便可根据述特定气体的浓度确定电池所安装空间内电池的泄漏情况。例如,可以通过将特定气体的浓度与预设浓度阈值进行比较,来确定电池所安装空间内电池的泄漏情况,若特定气体的浓度大于预设浓度阈值,则可以确定电池所安装空间内的电池发生泄漏。
一种可选实施方式下,根据特定气体的浓度确定电池所安装空间内电池的泄漏情况的过程可以是:根据特定气体的浓度和预设的泄漏程度表,确定电池所安装空间内电池的泄漏情况,其中,预设的泄漏程度表表征不同气体浓度与不同泄漏程度的对应关系。
若密封于电池中的特定气体包括多种不同类型的气体时,在根据特定气体的浓度确定电池所安装空间内电池的泄漏情况时,可以是根据每种类型气体的浓度确定电池所安装空间内电池的泄漏情况。比如,为了提高检测准确性,当至少存在两种类型的气体的浓度大于预设浓度阈值时,才确定电池所安装空间内的电池发生泄漏。
可选地,在根据特定气体的浓度确定电池所安装空间内电池的泄漏情况之后,该电池泄漏检测方法还包括:在确定电池所安装空间内的电池发生泄漏时报警。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种电池,该电池中密封有预设量的特定气体。以及还提供了一种电池制作方法,包括:在制作电池时,在电池中密封预设量的特定气体。该电池可以是硬壳电池,也可以是软包电池。电池可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种电池管理系统(BMS),该电池管理系统与电池连接,用于对电池进行管理。电池管理系统用于接收电池和外部各个接口的信息,分析和处理信息后,并发出执行指令,完成电池的充电,放电,保护,均衡,故障检测和故障预警等功能,确保电池的正常、高效、合理和安全的运行。例如,电池管理系统可以通过获取电池所安装空间内特定气体的浓度,并根据特定气体的浓度确定电池所安装空间内电池的泄漏情况。
其中,BMS主要可以分成闭环反馈的三大部分:信息采集、信息分析处理、输出决策执行指令。对于信息采集,BMS需要实时监测电池的状态,就需要各种传感器来采集电池的电压,电流,温度等物理参数。信息分析处理是指,BMS采集到相关信息后,需要对信息进行分析处理,以决定需要采取的动作。输出决策执行指令是指,BMS通过对外交互接口向与其交互的交互对象(如充电设备)输出决策执行指令。
电池管理系统可以采用现有的电池管理系统,例如,对于笔记本电脑来说,该电池管理系统为当前笔记本电脑中所使用的电池管理系统,其结构已经为本领域所熟知,此处不再进行说明。
电池管理系统实施例所提供的电池管理原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,电池管理系统实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种电子设备,如图4所示。该电子设备包括电池、电池管理系统和设置于电池所安装空间内的检测模块,电池所安装空间内的电池内部添加有特定气体。检测模块,用于检测所述电池所安装空间内所述特定气体的浓度。电池管理系统用于执行上述的电池泄漏检测方法,实现对电池的在线管理。该电子设备可以是笔记本电脑、平板电脑、电动玩具和智能手机等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等。可以理解的是,该电子设备并不限于此,还可以是具备动力电池的电动设备,例如,可以是电动交通工具、如电动自行车、电动摩托车、电动汽车等等。
电子设备实施例所提供的电池管理原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同,为简要描述,电子设备实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种电池泄漏检测方法,其特征在于,包括:
获取电池所安装空间内特定气体的浓度,所述电池内部添加有特定气体;
根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况,包括:
根据所述特定气体的浓度和气体浓度与电池泄漏程度的对应关系,确定所述电池的泄漏情况。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况,包括:
根据所述特定气体的浓度和预设的泄漏程度表,确定所述电池的泄漏情况,其中,所述预设的泄漏程度表表征不同气体浓度与不同泄漏程度的对应关系。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况之后,所述方法还包括:
在确定所述电池发生泄漏时报警。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,若所述特定气体包括多种不同类型的气体时,获取电池所安装空间内特定气体的浓度,包括:
针对每种类型气体,获取所述电池所安装空间内该种类型气体的浓度;相应地,
根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况,包括:
根据每种类型气体的浓度确定所述电池的泄漏情况。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述特定气体包括:氢气、氦气、一氧化碳、硫化氢、四氢噻吩、甲烷气体、CXHX气体中的至少一种。
7.一种电池泄漏检测装置,用于检测电池所安装空间内电池的泄漏情况,其特征在于,所述电池内部添加有特定气体;所述电池泄漏检测装置包括:
检测模块,用于检测所述电池所安装空间内所述特定气体的浓度;
处理模块,用于根据所述特定气体的浓度确定所述电池的泄漏情况。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述检测模块包括气体传感器、电子鼻或光纤传感器。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述处理模块为电池管理系统。
10.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,若所述检测模块包括电子鼻,所述特定气体为具有特殊气味的气体。
11.一种电池管理系统,其特征在于,与电池连接,所述电池管理系统用于执行如权利要求1至6中任一项所述的电池泄漏检测方法。
12.一种电子设备,其特征在于,包括:电池、电池管理系统和设置于所述电池所安装空间内的检测模块,所述电池内部添加有特定气体;
所述检测模块,用于检测所述电池所安装空间内所述特定气体的浓度;
所述电池管理系统用于执行如权利要求1至6中任一项所述的电池泄漏检测方法。
13.一种电池,其特征在于,所述电池中密封有预设量的特定气体。
14.一种电池制作方法,其特征在于,包括:
在制作电池时,在所述电池中密封预设量的特定气体。
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