CN116845406A - 电池和用电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了电池和用电装置。其中，电池包括壳体、电池单体组以及光纤气体检测组件。壳体具有容纳空间；电池单体组包括顶部、周侧和底部，电池单体组和光纤气体检测组件设置于该容纳空间；光纤气体测温组件包括至少一根光纤，至少一根光纤具有多个气体检测位置，气体检测位置间隔设置于容纳空间内且位于电池单体组的外周，气体检测位置包括第一气体检测位置和第二气体检测位置，第一气体检测位置设置于顶部和底部中的至少一者，第二气体检测位置设置于周侧，气体检测位置用于对容纳空间内的预设气体进行检测；至少四个气体检测位置不同在一个平面。通过上述方式，能够对电池内的预设气体进行多点检测，提升气体检测的全面性和准确性。

Description

电池和用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及电池和用电装置。
背景技术
随着电池技术的发展，电池应用于越来越多的领域，并在汽车动力领域逐渐替代传统的石化能源。电池可存储有化学能并将化学能可控地转化为电能。在可循环利用的电池中，在放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用。
由于电池单体组在发生某些异常情况下，如热失控等，会放出气体，目前的一些技术中会通过设置气体传感器来对电池内的气氛进行检测，从而提前对热失控进行侦测。但目前的气体传感器通常成本较高，且检测原理大多不适用于电池等储能系统中的环境，因此气体传感器在电池中的布设数量和布设位置受到这些客观原因的限制，难以对电池内的气体进行较为全面、准确的监控。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供电池和用电装置，能够对电池内的预设气体进行多点位检测，提升电池气体检测的准确性和多元性。
第一方面，本申请提供了一种电池，电池包括壳体、电池单体组和光纤气体检测组件。壳体具有容纳空间；电池单体组包括顶部、周侧和底部，顶部和底部相背设置，周侧连接于顶部和底部之间，电池单体组设置于容纳空间；光纤气体检测组件设置于容纳空间内，光纤气体检测组件包括至少一根光纤，至少一根光纤具有多个气体检测位置，多个气体检测位置间隔设置于容纳空间内且位于电池单体组的外周，多个气体检测位置包括至少一个第一气体检测位置和至少一个第二气体检测位置，至少一个第一气体检测位置对应于顶部和底部中的至少一者设置，至少一个第二气体检测位置对应于周侧设置；气体检测位置用于对容纳空间内的预设气体进行检测；至少四个气体检测位置不同在一个平面。
通过上述方式，利用在电池的壳体内的容纳空间内设置光纤气体检测组件，将多个气体检测位置间隔设置在电池单体组的外周不同侧面，从而对容纳空间内多个位置的预设气体进行检测，能够针对电池单体组外周不同侧面附近的预设气体，形成在容纳空间内呈立体分布的气体检测点阵，从而扩大气体检测范围，使得气体检测的结果更加全面、可靠。
在一些实施例中，电池单体组包括至少一个电池单体，每个电池单体在对应于顶部的区域设置有供其内部泄压的防爆阀，防爆阀用于在工作时向顶部的上方喷射气体；至少一个第一气体检测位置与顶部相对设置，且位于顶部的上方。
通过上述方式，由于防爆阀能够较早地将电池单体内的气体泄出，至少一个第一气体检测位置能够对电池单体上用于喷射气体的防爆阀附近的气体进行检测，从而更快捷有效地对从电池单体内经防爆阀放出的预设气体进行响应，提升气体检测的灵敏度和准确性。
在一些实施例中，至少一个第一气体检测位置的数量大于或等于至少一个电池单体的数量。
通过上述方式，能够设置较多的第一气体检测位置针对电池单体组顶部的区域对防爆阀进行更全面检测，减少对防爆阀所喷出气体的漏检概率，从而提升气体检测的全面性。
在一些实施例中，每个第一气体检测位置与顶部相对设置，且位于一电池单体的防爆阀的上方。
通过上述方式，能利用每一个第一气体检测位置准确地对相应的一防爆阀喷出的气体进行检测，提升第一气体检测位置对相应的防爆阀放出的预设气体的响应速度，进而能提升气体检测的灵敏度和准确性。
在一些实施例中，至少一个电池单体的数量为多个，至少一个第一气体检测位置的数量为多个，每个第一气体检测位置设置在顶部相对设置，且位于每相邻的两个电池单体的防爆阀的中间区域的上方。
通过上述方式，利用一个第一气体检测位置对应检测两个防爆阀喷出的气体进行检测，降低发生异常的电池单体被漏检的概率，从而能在提升气体检测的准确性的同时降低布设第一气体检测位置的成本。
在一些实施例中，至少一个电池单体的数量为多个，多个电池单体沿预设排列方向排列设置，至少一个第一气体检测位置的数量为多个，多个第一气体检测位置沿预设排列方向间隔设置。
通过上述方式，使多个第一气体检测位置能与多个电池单体平行排列，从而能够尽量满足多个电池单体的浓度检测，提升气体检测的准确性。
在一些实施例中，至少一个第一气体检测位置的数量为多个，至少一个第二气体检测位置的数量为多个；每相邻的两个第一气体检测位置之间的光纤区段的延伸长度小于每相邻的两个第二气体检测位置之间的光纤区段的延伸长度。
通过上述方式，使得更靠近顶部的第一气体检测位置相比第二气体检测位置更密集，有效协调对电池单体放出的预设气体灵敏度不同的第一气体检测位置和第二气体检测位置的数量，能够在提升气体检测灵敏度的同时节省设置第二气体检测位置的成本。
在一些实施例中，至少一个第一气体检测位置的数量与顶部的面积的比值大于至少一个第二气体检测位置的数量与周侧的面积的比值。
通过上述方式，使得更靠近顶部的第一气体检测位置相比第二气体检测位置更密集，有效协调对电池单体放出的预设气体灵敏度不同的第一气体检测位置和第二气体检测位置的数量，能够在提升气体检测灵敏度的同时节省设置第二气体检测位置的成本。
在一些实施例中，多个气体检测位置还包括设置于底部的至少一个第三气体检测位置；至少一个第三气体检测位置的数量与底部的面积的比值小于至少一个第二气体检测位置的数量与周侧的面积的比值。
通过上述方式，能利用第三气体检测位置对电池单体组底部附近的气氛进行检测，降低气体检测的漏检率和误检率，进而提升气体检测的全面性和准确性。
在一些实施例中，至少一个第二气体检测位置的数量为多个且划分为至少两组，每组第二气体检测位置沿电池单体组的周向间隔排列；至少两组第二气体检测位置沿顶部到底部的方向间隔排列；在每相邻的两组第二气体检测位置中，靠近顶部的一组第二气体检测位置的数量大于靠近底部的一组的第二气体检测位置的数量。
通过上述方式，能在周侧以不同的方向布设多组第二气体检测位置，增加气体检测位置的数量，降低气体检测的漏检率和误检率，进而提升气体检测的全面性和准确性。
在一些实施例中，在靠近顶部的一组第二气体检测位置中，每相邻的两个第二气体检测位置之间的光纤区段的延伸长度为第一延伸长度；在靠近底部的一组第二气体检测位置中，每相邻的两个第二气体检测位置之间的光纤区段的延伸长度为第二延伸长度；第一延伸长度小于第二延伸长度。
通过上述方式，使靠近顶部的第二气体检测位置相较于靠近底部的第二气体检测位置更加密集，能有效协调因设置位置不同导致灵敏度不同的第二气体检测位置的数量，从而在提升气体检测灵敏度的同时控制布设第二气体检测位置的成本。
在一些实施例中，电池单体具有装配连接位置，多个气体检测位置包括至少一个第四气体检测位置，至少一个第四气体检测位置对应于装配连接位置设置。
通过上述方式，能对应电池单体易于泄露气体的装配连接位置设有第四气体检测位置，从而针对从电池单体中逸出的气体快速响应，进而提升气体检测的灵敏度。
在一些实施例中，装配连接位置包括焊缝或者装配缝隙。
通过上述方式，能针对通过焊缝或装配缝隙逸出的气体快速响应，提升气体检测的灵敏度。
在一些实施例中，电池单体包括具有开口端的外壳、端板和电极组件，电极组件经开口端设置于外壳的内部，端板设置于开口端并且与外壳装配连接，端板和外壳之间具有装配连接位置。
通过上述方式，能快速响应通过电池单体的端板和外壳之间的装配连接位置泄露的气体。
在一些实施例中，电池单体开设有注液孔，注液孔用于向电池单体的内部注入电解液；多个气体检测位置包括至少一个第五气体检测位置；至少一个第五气体检测位置对应于注液孔设置。
通过上述方式，能够快速响应通过注液孔泄露的气体，提升气体检测的灵敏度。
在一些实施例中，周侧包括两个第一侧面和两个第二侧面，两个第一侧面相对设置，两个第二侧面相对设置且分别与两个第一侧面连接；第一侧面的面积大于第二侧面的面积；至少部分第二气体检测位置以阵列方式设置于两个第一侧面中的至少一者；和/或，至少部分第二气体检测位置以阵列方式设置于两个第二侧面中的至少一者。
通过上述方式，能够针对电池单体周侧的不同侧面设置第二气体检测位置，从而快速响应不同侧面附近的气体，降低气体检测的漏检率和误检率。
在一些实施例中，至少一根光纤绕设于电池单体组的外周，光纤的外周包覆有弯折缓冲层。
通过上述方式，能利用弯折缓冲层保护绕设于电池单体组外周的光纤，提升光纤气体检测组件的强度，降低光纤因震动、碰撞发生弯折甚至断裂的概率，进而以提升气体检测的稳定性。
在一些实施例中，弯折缓冲层包括聚酰亚胺膜；和/或，至少一根光纤通过固定胶固定于电池单体组的外周上或者壳体靠近容纳空间的表面上。
通过上述方式，能够利用聚酰亚胺膜提升光纤气体检测组件强度，和/或利用成本较低的固定胶实现较好的光纤固定效果。
在一些实施例中，光纤上在彼此间隔的多个位置上涂设有钯或钯合金敏感材料，以在光纤上形成对氢气的浓度进行检测的多个气体检测位置。
通过上述方式，能利用设置在光纤上的钯或钯合金敏感材料形成多个特异性的气体检测位置，从而针对对气体检测位置附近的氢气浓度进行检测，提升气体检测的灵敏度和准确性。
在一些实施例中，电池包括光源和解调模块，光源和解调模块设置于壳体上，光源耦接至少一根光纤，用于向至少一根光纤输入检测光线；解调模块耦接至少一根光纤，用于接收至少一根光纤输出的反馈光线，并对反馈光线进行解调，以得到对应于每个气体检测位置的浓度测量信号。
通过上述方式，能利用光源向光纤通入光信号，利用解调模块对输出的光信号进行解调，进而能有效地得出对应各气体检测位置的气体的浓度测量信号。
在一些实施例中，电池还包括处理器，处理器与解调模块耦接，用于接收浓度测量信号，并根据浓度测量信号得到每个气体检测位置所测量得出的气体浓度。
通过上述方式，处理器能够有效地利用解调模块得到的浓度测量信号进行计算，进而得到各气体检测位置测得的气体浓度。
在一些实施例中，处理器用于根据每个气体检测位置在容纳空间中的位置和相应的气体浓度生成电池的气体浓度分布图。
通过上述方式，处理器生成的气体浓度分布图能够直观地呈现电池的气体浓度分布。
在一些实施例中，处理器用于根据多个气体检测位置所测量的气体浓度判断电池是否发生异常，若发生异常，则执行相应的预警措施。
通过上述方式，能够根据测量出的气体浓度对电池的状况进行判断，并在发生异常时进行预警，从而提升电池的稳定性。
在一些实施例中，光源和解调模块设置于同一电路板上，电路板设置于壳体，且位于壳体外部；光纤气体检测组件还包括传输接头，传输接头与至少一个根光纤耦接；传输接头穿设于壳体；光源和解调模块耦接传输接头，光源通过传输接头向至少一根光纤输入检测光线，解调模块通过传输接头接收反馈光线。
通过上述方式，能够利用设置在同一电路板上的光源和解调模块分别对光纤输入光和接收光，从而使光纤上的气体检测位置能够对气体进行检测。
第二方面，本申请提供了一种用电装置，包括如上述任一项所述的电池。
在一些实施例中，用电装置包括光源和解调模块，光源耦接至少一根光纤，用于向至少一根光纤输入检测光线；解调模块耦接至少一根光纤，用于接收至少一根光纤输出的反馈光线，并对反馈光线进行解调，以得到对应于每个气体检测位置的浓度测量信号。
通过上述方式，能有效地得出对应各气体检测位置的气体的浓度测量信号，进而便于得到各气体检测位置的气体浓度。
在一些实施例中，用电装置还包括处理器，处理器与解调模块耦接，用于接收浓度测量信号，并根据浓度测量信号得到每个气体检测位置所测量的气体浓度。
通过上述方式，能够有效地利用浓度测量信号得到各气体检测位置测得的气体浓度。
在一些实施例中，处理器用于根据每个气体检测位置在电池上的位置和相应的气体浓度生成电池的气体浓度分布图。
通过上述方式，能够直观地呈现电池的气体浓度分布。
在一些实施例中，处理器用于根据多个气体检测位置所测量的气体浓度判断电池是否发生异常，若发生异常，则执行相应的预警措施。
通过上述方式，能够根据气体浓度对电池的状况进行判断，并在发生异常时进行预警，从而提升电池的稳定性。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为根据一个或多个实施例的车辆的结构示意图；
图2为根据一个或多个实施例的电池的分解结构示意图；
图3为根据一个或多个实施例的电池单体的分解结构示意图；
图4为根据一个或多个实施例的两个电池单体和光纤气体检测组件的结构示意图；
图5为根据一个或多个实施例的电池单体组和光纤气体检测组件的结构示意图；
图6为根据一个或多个实施例的用电装置的结构示意图；
图7为根据一个或多个实施例的光纤的结构示意图。
具体实施方式中的附图标号如下：
1000a车辆；
100a电池；200a控制器；300a马达；
10a壳体；11a第一部分；12a第二部分；13a容纳空间；
1电池单体；1b用电装置；
21端板；22外壳；221开口端；23电极组件；23a极耳；24防爆阀；25装配连接位置；26极柱；27注液孔；3光纤气体检测组件；31气体检测位置；311第一气体检测位置；312第二气体检测位置；313第三气体检测位置；32传输接头；4电池单体组；41顶部；42周侧；421第一侧面；422第二侧面；43底部；5光源；6光纤调制解调器；61解调模块；62调制模块；7处理器；83光纤；84光纤跳线；
D1相邻的两个第一气体检测位置之间的光纤区段的长度；D2相邻的两个第二气体检测位置之间的光纤区段的延伸长度；D3第一延伸长度；D4第二延伸长度；D5相邻的两个第三气体检测位置之间的光纤区段的延伸长度。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
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），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
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”“固定”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。
随着电池技术的发展，电池应用于越来越多的领域，并在汽车动力领域逐渐替代传统的石化能源。电池可存储有化学能并将化学能可控地转化为电能。在可循环利用的电池中，在放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用。
但在电池实际的充放电过程中，并不能实现化学能与电能的完全转换，其中的一部分会转换为热能，电池温度的不可控异常变化也可被称作为热失控。由于电池单体组在发生温度异常变化时会放出气体，为了有效监控电池的温度从而减少热失控事故发生的概率，目前的一些技术中会通过设置气体传感器来对电池内的气氛进行检测，从而对热失控进行侦测。
本发明人注意到，目前气体传感器通常成本较高，且其检测原理实际上大多并不太适合电池等储能系统中的强磁环境，因此气体传感器在电池中的布设数量和布设位置会受这些客观原因的限制，难以对电池内的气体进行多点位、且较为准确的监控。
为了缓解电池中气体检测不全面、不准确的问题，申请人研究发现，可以对气体传感器的类型进行替换，以利用成本较低、原理适合的气体检测组件来对电池中的气体进行检测。
基于以上考虑，本申请提供电池和用电装置。其中，电池包括壳体、电池单体组以及光纤气体检测组件。壳体具有容纳空间；电池单体组和光纤气体检测组件设置于该容纳空间；光纤气体测温组件包括至少一根光纤，至少一根光纤具有多个气体检测位置，多个气体检测位置间隔设置于容纳空间内且位于电池单体组的外周，用于对容纳空间内的预设气体进行检测；至少四个气体检测位置不同在一个平面。
通过在电池壳体的容纳空间中设置光纤气体检测组件，并将光纤上的多个气体检测位置设置在电池单体组外周不同的位置，从而能够对电池内的预设气体进行多点检测。如此，提升气体检测的全面性和准确性，使得气体检测的结果更加可靠。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000a为例进行说明。
请参照图1，车辆1000a可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000a的内部设置有电池100a，电池100a可以设置在车辆1000a的底部或头部或尾部。电池100a可以用于车辆1000a的供电，例如，电池100a可以作为车辆1000a的操作电源。车辆1000a还可以包括控制器200a和马达300a，控制器200a用来控制电池100a为马达300a供电，例如，用于车辆1000a的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中，电池100a不仅可以作为车辆1000a的操作电源，还可以作为车辆1000a的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000a提供驱动动力。
在一些实施例中，电池100a可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
本申请的实施例所提到的电池100a是指包括一个或多个电池单体1以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。
本申请实施例中，电池单体1可以为二次电池，二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。每个电池单体1也可以为一次电池。
电池单体1包括但不限于锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等。电池单体1可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
在一些实施例中，电池100a可以包括电池单体组，电池单体1有多个时，多个电池单体1排列并固定形成一个电池单体组。
在一些实施例中，请参照图2，电池100a可以为电池包，电池包包括壳体10a和电池单体1，电池单体1或电池单体组4容纳于壳体10a内部形成的容纳空间13a。
在一些实施例中，壳体10a可以作为车辆1000a的底盘结构的一部分。例如，壳体10a的部分可以成为车辆1000a的地板的至少一部分，或者，壳体10a的部分可以成为车辆1000a的横梁和纵梁的至少一部分。
请参照图2，电池100a包括壳体10a和电池单体1，电池单体1容纳于壳体10a内。其中，壳体10a用于为电池单体1提供容纳空间13a，壳体10a可以采用多种结构。在一些实施例中，壳体10a可以包括第一部分11a和第二部分12a，第一部分11a与第二部分12a相互盖合，第一部分11a和第二部分12a共同限定出用于容纳电池单体1的容纳空间13a。第二部分12a可以为一端开口的空心结构，第一部分11a可以为板状结构，第一部分11a盖合于第二部分12a的开口侧，以使第一部分11a与第二部分12a共同限定出容纳空间13a；第一部分11a和第二部分12a也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11a的开口侧盖合于第二部分12a的开口侧。当然，第一部分11a和第二部分12a形成的壳体10a可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池100a中，电池单体1可以是多个，多个电池单体1之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体1中的既有串联又有并联。多个电池单体1之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体1构成的整体容纳于壳体10a内；当然，电池100a也可以是多个电池单体1先串联或并联或混联组成电池单体组4形式，多个电池单体组4再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于壳体10a内。电池100a还可以包括其他结构，例如，该电池100a还可以包括巴片，该巴片用于实现多个电池单体1之间的电连接。
其中，每个电池单体1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。电池单体1可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体1的分解结构示意图。电池单体1是指组成电池的最小单元。如图3，电池单体1包括有端板21、外壳22、电极组件23以及其他的功能性部件。
端板21是指盖合于外壳22的开口端以将电池单体1的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端板21的形状可以与外壳22的形状相适应以配合外壳22。可选地，端板21可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端板21在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体1能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端板21上可以设置有如极柱26等的功能性部件。极柱26可以用于与电极组件23电连接，以用于输出或输入电池单体1的电能。在一些实施例中，端板21上还可以设置有用于在电池单体1的内部压力或温度达到阈值时喷出气体以泄放内部压力的防爆阀24。端板21的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端板21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离外壳22内的电连接部件与端板21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
外壳22是用于配合端板21以形成电池单体1的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。外壳22和端板21可以是独立的部件，可以于外壳22上设置开口，通过在开口处使端板21盖合开口以形成电池单体1的内部环境。不限地，也可以使端板21和外壳22一体化，具体地，端板21和外壳22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装外壳22的内部时，再使端板21盖合外壳22。外壳22可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。
具体地，外壳22的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。外壳22的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件23是电池单体1中发生电化学反应的部件。外壳22内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件23的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳23a。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳23a连接极柱26以形成电流回路。
根据本申请的一些实施例，如图2至图5所示，图2为根据一个或多个实施例的电池的分解结构示意图。图3为根据一个或多个实施例的电池单体的分解结构示意图。图4为根据一个或多个实施例的两个电池单体和光纤气体检测组件的结构示意图。图5为根据一个或多个实施例的电池单体组和光纤气体检测组件的结构示意图。本申请电池100a实施例所描述的电池100a包括壳体10a、电池单体组4和光纤气体检测组件3。壳体10a中具有容纳空间13a，容纳空间13a用于容纳电池单体组4和光纤气体检测组件3。电池单体组4包括至少一个电池单体1，是由至少一个电池单体1串联、并联或混联以形成的储能结构，其中，电池单体1是能量存储和输出的最小单元。光纤气体检测组件3包括至少一根光纤83，至少一根光纤83具有多个气体检测位置31，多个气体检测位置31间隔设置于容纳空间13a内且位于电池单体组4的外周，用于对容纳空间13a内的预设气体进行检测。至少四个气体检测位置31不同在一个平面。
多个气体检测位置31沿光纤83的延伸方向间隔布设于光纤83中，使输入光纤83的光能够沿光纤83顺次通过各个气体检测位置31，从而能在各个气体检测位置31对预设气体进行检测。
其中，至少四个气体检测位置31不同在一个平面的判断依据可以为：将这些气体检测位置31的中心点彼此之间进行连线，通过连线形成数条线段来判断这些气体检测位置31是否设置于同一个平面上。电池单体组4的外周则可以指电池单体组4的外表面与容纳空间13a的内壁之间的空间，光纤83可以布设在该空间中，例如缠绕布设于电池单体组4的外表面，使得气体检测位置31可以对该空间内容纳的预设气体进行检测。
可选地，预设气体可以为氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、硫化氢等气体中的至少一者。例如，气体检测位置31检测气体具有特异性，不同的气体检测位置31可以用于检出不同的气体。例如，各气体检测位置31均用于检测相同的气体。例如对于检测某气体而言，气体检测位置31对气体进行检测时检出的指标可以为气体的浓度。例如对于检测不同的气体而言，气体检测位置31所检测出的指标可以为气体的成分和气体的浓度。
本申请通过在至少一根光纤83上设置多个气体检测位置31，且多个气体检测位置31位于电池单体组4的外周，能够实现气体检测点的分布式设置。相较于设置多个独立的气体传感器而言，基于光纤83的多个气体检测位置31可以降低检测气体的成本。同时由于成本相对较低，设置于电池100a的气体检测位置31的数量可以大于气体传感器的数量，从而扩大对气体进行检测的范围，降低因气体传感器数量过少导致漏检和/或误检的概率，有效提升气体检测的准确性和全面性。
根据本申请的一些实施例，如图2、图4、图5所示，电池单体组4可以包括顶部41、周侧42和底部43，顶部41和底部43相背设置，周侧42连接于顶部41和底部43之间。多个气体检测位置31包括至少一个第一气体检测位置311和至少一个第二气体检测位置312。其中，第一气体检测位置311对应于顶部41和底部43中的至少一者设置，而第二气体检测位置312对应周侧42设置。
可以取顶部41、周侧42和底部43三个不同的名称用于区分电池单体组4外周不同的位置。其中，顶部41和底部43可以参照电池单体组4在容纳空间13a中实际的安装方向进行命名，顶部41和底部43为在竖直方向上相对的两端，顶部41在上而底部43在下，周侧42则为连接顶部41和底部43两端的其他表面的统称。第一气体检测位置311能检测顶部41和底部43中至少一者附近的气体，第二气体检测位置312能检测周侧42附近的气体，从而能形成对电池单体组4外周附近气体进行检测的立体网络。
通过对应顶部41和底部43中至少一者设置第一气体检测位置311、对应周侧42设置第二气体检测位置312，能够利用不同的气体检测位置31对电池单体组4周围不同位置的预设气体进行检测，使得气体检测的结果更加全面、可靠。
电池单体1内可能因为反应产生气体，或是电池单体1内的气体由于温度的升高而膨胀，但无论是哪种情况，电池单体1内向外的压力都会增加，若不及时进行泄压，电池单体1可能会发生爆炸从而引发事故。
根据本申请的一些实施例，如图3、4所示，电池单体组4可以包括至少一个电池单体1，每个电池单体1在对应于顶部41的区域设置有供其内部泄压的防爆阀24。防爆阀24用于在工作时向顶部41的朝向上喷射气体，从而利用喷射气体的过程降低电池单体1的压力，提升电池单体1的稳定性。顶部41的朝向可以为从顶部41的外表面向容纳空间13a中延伸的数个方向，即远离电池单体组4的方向。
至少一个第一气体检测位置311可以与顶部41相对设置，并位于顶部41的上方，从而使第一气体检测位置311在防爆阀24工作可以检测到通过防爆阀24喷出的气体，且容纳空间13a内上升至顶部41附近的气体也可被第一气体检测位置311检测到。
同时，防爆阀24对应顶部41设置还可使防爆阀24向远离电池单体组4的方向进行泄压，能够避免泄压时对附近的其他电池单体1造成影响，提升安全性，且有利于对防爆阀24进行统一的检修和管理。
通过将电池单体1的防爆阀24相对顶部41设置，能够对电池单体1上用于喷射气体的防爆阀24附近的气氛进行检测，从而更快捷准确地通过检测预设气体来对电池单体1是否发生热失控进行监控。
根据本申请的一些实施例，至少一个第一气体检测位置311的数量可以大于或等于至少一个电池单体1的数量，使得第一气体检测位置311的密度大于或等于至少一个电池单体1的密度，从而测得更多的气体数据，能够提升气体检测的准确性。
例如，在第一气体检测位置311分布均匀的情况下第一气体检测位置311也可以一一对应于每个电池单体1进行设置，使得每一电池单体1附近的气体至少可以被一个第一气体检测位置311测得，从而能够提升气体检测的准确性，且能够避免有电池单体1附近的气体被漏检。
通过将第一气体检测位置311的数量设置得大于或等于至少一个电池单体1的数量，从而能够利用较多的第一气体检测位置311以对电池单体1进行更为全面的检测，从而提升气体检测的准确性。
根据本申请的一些实施例，如图4所示，每个第一气体检测位置311与顶部41相对设置，且位于一个电池单体1的防爆阀24的上方。
通过将第一气体检测位置311与电池单体1的防爆阀24一一对应设置，能利用第一气体检测位置311较为准确地对每一防爆阀24喷出的气体进行检测，提升气体检测的效率和准确率。同时，也可以避免有发生异常的电池单体1被漏检，并且能利用第一气体检测位置311精确定位到发生异常的电池单体1。
具体来说，对应于顶部41设置的防爆阀24在工作时会向远离电池单体组4的方向，即向顶部41的朝向上喷出气体，因此设在顶部41的朝向上的上方的第一气体检测位置311能够准确检测到防爆阀24喷出的气体。且由于电池100a中易于发生热失控的位置大多数位于电池单体1中，针对防爆阀24喷出的气体进行检测也有利于监控电池100a内是否发生热失控。
根据本申请的一些实施例，参阅图4，至少一个电池单体1的数量为多个，至少一个第一气体检测位置311的数量为多个，每个第一气体检测位置311与顶部41相对设置，且位于每相邻的两个电池单体1的防爆阀24的中间区域的上方。
也就是说，设在相邻的两个电池单体1的防爆阀24的中间区域的上方的第一气体检测位置311能够检测相邻的两个防爆阀24喷出的气体，即能够利用一个第一气体检测位置311对相邻的两个电池单体1进行监控。
通过在两个相邻的防爆阀24之间设置一个第一气体检测位置311，能够利用一个第一气体检测位置311对两个相邻的防爆阀24喷出的气体进行检测，在降低发生异常的电池单体1被漏检的概率的同时，节约布设第一气体检测位置311的数量，从而降低设置光纤气体检测组件3的成本，且提升气体检测的全面性和准确性。
根据本申请的一些实施例，至少一个电池单体1的数量为多个，多个电池单体1沿预设排列方向排列设置，至少一个第一气体检测位置311的数量为多个，多个第一气体检测位置311沿预设排列方向间隔设置。
可选地，预设排列方向可以为直线方向，使得电池单体1能够沿直线规律地排列，进而使电池单体组4甚至于电池100a的形状较为规则，便于安装在用电装置中；同时，多个电池单体1排列整齐也有利于布设光纤气体检测组件3。进一步地，预设排列方向还可以为位于同一平面且纵横交错的数个直线方向，从而使若干电池单体1在同一平面上形成阵列。
通过上述方式，使多个第一气体检测位置311能与多个电池单体1平行排列，从而使得每一第一气体检测位置311能够对应与电池单体1设置，提升气体检测的准确性。
根据本申请的一些实施例，参阅图7，图7为根据一个或多个实施例的光纤的结构示意图。至少一个第一气体检测位置311的数量为多个，至少一个第二气体检测位置312的数量为多个。每相邻的两个第一气体检测位置311之间的光纤区段的延伸长度D1小于每相邻的两个第二气体检测位置312之间的光纤区段的延伸长度D2。
具体来说，第一气体检测位置311和第二气体检测位置312实际上都可以为设置在光纤83上的区段，比较相邻的两个第一气体检测位置311之间的光纤区段的延伸长度D1和相邻的两个第二气体检测位置312之间的光纤区段的延伸长度D2时，相邻的两个第一气体检测位置311为同一光纤83上相邻的两个第一气体检测位置311，相邻的两个第二气体检测位置312也为同一光纤83上相邻的两个第二气体检测位置312，光纤区段的延伸长度则可以为前一个气体检测位置31的末端和相邻的后一个气体检测位置31的首端之间的光纤83的长度。
由于温度较高的气体会在容纳空间13a中自然上升，且能喷出气体的防爆阀24也设置在对应顶部41的位置，周侧42附近的气体表征热失控的能力会相对地弱于顶部41附近的气体，因此每相邻的两个第一气体检测位置311之间的光纤区段的延伸长度D1小于每相邻的两个第二气体检测位置312之间的光纤区段的延伸长度D2时，能够对顶部41附近的气体进行更好的监控。
通过将每相邻的两个第二气体检测位置312之间的光纤区段的延伸长度D2设置得大于每相邻的两个第一气体检测位置311之间的光纤区段的延伸长度D1，根据气体变化的规律在不同的位置设置不同的气体检测位置31，使得靠近顶部41和防爆阀24的光纤83上的第一气体检测位置311相比稍远的光纤83上的第二气体检测位置312更为密集，从而在提升气体检测的效率的同时，避免在气体表征热失控能力较弱的位置布设过多第二气体检测位置312，以减少第二气体检测位置312的浪费，从而降低成本。
根据本申请的一些实施例，至少一个第一气体检测位置311的数量与顶部41的面积的比值大于至少一个第二气体检测位置312的数量与周侧42的面积的比值。
第一气体检测位置311在顶部41的朝向上位于顶部41的上方，从而能够对顶部41附近的气体进行检测，第一气体检测位置311的数量与顶部41的面积的比值可以体现有多少第一气体检测位置311能用于监控单位面积的顶部41附近的气体。第二气体检测位置312对应于周侧42设置，第二气体检测位置312的数量与周侧42的面积的比值则可以体现有多少第二气体检测位置312能用于监控单位面积的周侧42附近的气体。因此，这个比值越大时，能用于监控单位面积的气体检测位置31就越多，即气体检测位置31更为密集，可推出气体检测位置31测得并输出的结果更为全面、准确。
由于温度较高的气体会在容纳空间13a中自然上升，且能喷出气体的防爆阀24也设置在对应顶部41的位置，周侧42附近的气体表征热失控的能力会相对地弱于顶部41附近的气体，因此第一气体检测位置311的数量与顶部41的面积的比值适当地大于第二气体检测位置312的数量与周侧42的面积的比值时，能够对顶部41附近的气体进行更好的监控。
通过将第一气体检测位置311的数量与顶部41的面积的比值设置得大于第二气体检测位置312的数量与周侧42的面积的比值，使得更靠近防爆阀24的第一气体检测位置311相比第二气体检测位置312更密集，能够对于顶部41附近的气体进行相对周侧42附近的气体更为严密的监控，从而在提升气体检测的效率的同时，避免在气体表征热失控能力较弱的位置布设过多第二气体检测位置312，以减少第二气体检测位置312的浪费，从而降低成本。
根据本申请的一些实施例，参阅图5，多个气体检测位置31还包括设置于底部43的至少一个第三气体检测位置313，从而能对底部43附近的气体进行检测。
至少一个第三气体检测位置313的数量与底部43的面积的比值小于至少一个第二气体检测位置312的数量与周侧42的面积的比值。可以推出监控每单位面积底部43的第三气体检测位置313相对监控每单位面积周侧42的第二气体检测位置312更少。由于温度较高的气体会在容纳空间13a中自然上升，且能喷出气体的防爆阀24也设置在远离底部43的位置，底部43附近的气体表征热失控的能力会相对地弱于顶部41和周侧42附近的气体，因此设置在底部43的第三气体检测位置313可以相对第二气体检测位置312和第一气体检测位置311更不密集，从而在能检测到底部43附近的气体的同时降低设置第三气体检测位置313的成本。
可选地，参阅图7，相邻的两个第三气体检测位置313之间的光纤区段的延伸长度D5为,至少一个第三气体检测位置313的数量与底部43的面积的比值小于至少一个第二气体检测位置312的数量与周侧42的面积的比值可以表现为：每相邻的两个第三气体检测位置313之间的光纤区段的延伸长度D5大于每相邻的两个第二气体检测位置312之间的光纤区段的延伸长度D2。
通过在底部43设置至少一个第三气体检测位置313，能利用第三气体检测位置313对电池单体组4底部43附近的气氛进行检测，提升气体检测的全面性；同时设置在底部43的第三气体检测位置313可以相对第二气体检测位置312和第一气体检测位置311更不密集，能够避免在气体表征热失控能力较弱的位置布设过多第三气体检测位置313，以减少浪费从而降低检测气体的成本。
根据本申请的一些实施例，参阅图5，至少一个第二气体检测位置312的数量为多个且划分为至少两组，每组第二气体检测位置312沿电池单体组4的周向间隔排列，至少两组第二气体检测位置312沿顶部41到底部43的方向间隔排列。
周向可以为平行周侧42环绕电池单体组4的周侧42一周的方向，沿周向设置的一组第二气体检测位置312中，各个第二气体检测位置312依次间隔排列于周侧42的各个侧面，且这些第二气体检测位置312与顶部和/或底部之间的距离都相同。例如，一根光纤83上的多个第二气体检测位置312称为一组第二气体检测位置312，该光纤83沿周向布设于周侧42，使得该组第二气体检测位置312沿周向间隔排列；而电池单体组4的周侧42布设有至少两根这样的光纤83，使得第二气体检测位置312不仅在周向上间隔排列，还在从顶部41到底部43的方向上间隔排列。
在每相邻的两组第二气体检测位置312中，靠近顶部41的一组第二气体检测位置312的数量大于靠近底部43的一组的第二气体检测位置312的数量，使得更靠近顶部41的第二气体检测位置312相对底部43的第二气体检测位置312更为密集，从而能对表征热失控能力更强的顶部41附近的气体进行更为严密的监控；同时，避免在气体表征热失控能力较弱的位置布设过多第二气体检测位置312，以减少第二气体检测位置312的浪费，从而降低成本。
通过在周侧42布设与顶部41距离不同的多组第二气体检测位置312，从而对周侧42各个位置附近的气体进行监控，能够提升气体检测的全面性；同时将更靠近顶部41的第二气体检测位置312设置得更密集，能够在提升气体检测效率的同时，节省设置第二气体检测位置312的成本。
根据本申请的一些实施例，参阅图7，在靠近顶部41的一组第二气体检测位置312中，每相邻的两个第二气体检测位置312之间的光纤区段的延伸长度D2为第一延伸长度D3；在靠近底部43的一组第二气体检测位置312中，每相邻的两个第二气体检测位置312之间的光纤区段的延伸长度D2为第二延伸长度D4；第一延伸长度D3小于第二延伸长度D4。
具体来说，第二气体检测位置312可以为设置在光纤上的区段。在讨论相邻的两个第二气体检测位置312之间的光纤区段的延伸长度D2时，相邻的两个第二气体检测位置312可以为同一光纤83上相邻的两个第二气体检测位置312，光纤区段的延伸长度则可以为前一个第二气体检测位置312的末端和相邻的后一个第二气体检测位置312的首端之间的光纤83的长度，使得光纤83上的第一气体检测位置311的密度比第二气体检测位置312的密度要大。
通过上述方式，使靠近顶部41防爆阀24的第二气体检测位置312相较于靠近底部43的第二气体检测位置312更加密集，能在提升检测防爆阀24附近气体灵敏度的同时降低布设第二气体检测位置312的成本。
根据本申请的一些实施例，参阅图3，电池单体1可以具有装配连接位置25，多个气体检测位置31包括至少一个第四气体检测位置31，至少一个第四气体检测位置31对应于装配连接位置25设置。
装配连接位置25可以是电池单体1上将各个部件连接为整体的位置，例如电池单体1的端板21与外壳22的开口端221之间的接缝。而这些装配连接位置25处的密封性会相对其他本身即为整体的部位较弱，电池单体1内的气体有可能通过这些装配连接位置25逸出到容纳空间13a中。第四气体检测位置31与装配连接位置25的位置关系为相邻或相对，以使第四气体检测位置31能够对通过装配连接位置25泄露的气体进行响应。
通过对应装配连接位置25设置第四气体检测位置31，能对应电池单体1易于泄露气体的装配连接位置25附近的气体，从而在有气体通过装配连接位置25逸出时能够快速响应，提升了气体检测的全面性。
根据本申请的一些实施例，装配连接位置25包括焊缝或者装配缝隙。
焊缝可以是电池单体1上利用焊接连接成整体的位置，例如将多片材料进行焊接从而形成的外壳22的焊接处，装配缝隙可以是电池单体1的不同部件之间的装配处。焊缝、装配缝隙等连接处的密封性难以保证，尤其是在电池单体1的内部环境具有一定腐蚀性或是发生压力、温度变化时，焊缝、装配缝隙等连接处的材料的稳定性可能下降，从而使得电池单体1内的气体更有可能通过焊缝、装配缝隙等连接处逸出。因此焊缝或装配缝隙附近的气体也是不可忽视的检测对象。
通过在焊缝或者装配缝隙处设置第四气体检测位置31，能针对通过焊缝或装配缝隙逸出的气体快速响应，从而提升气体检测的全面性。
根据本申请的一些实施例，参阅图3，电池单体1可以包括具有开口端221的外壳22、端板21和电极组件23，电极组件23经开口端221设置于外壳22的内部，端板21设置于开口端221并且与外壳22装配连接，端板21和外壳22之间具有装配连接位置25。
外壳22用于配合端板21形成电池单体1的内部环境，该内部环境用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。端板21盖合开口端221以形成电池单体1的内部环境。
可选地，端板21和外壳22也可为一体化的，具体地，端板21和外壳22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装外壳22的内部时，再使端板21盖合外壳22。
通过针对端板21和外壳22之间的装配连接位置25设置第四气体检测位置31，能快速响应通过电池单体1的端板21和外壳22之间的装配连接位置25泄露的气体，从而降低电池单体1中逸出的气体被漏检的概率。
根据本申请的一些实施例，参阅图3，电池单体1开设有注液孔27，注液孔27用于向电池单体1的内部注入电解液。多个气体检测位置31包括至少一个第五气体检测位置31，至少一个第五气体检测位置31对应于注液孔27设置。
电解液是电池单体1内发生电池100a反应的介质之一，用于注入电解液的注液孔27能够连接电池单体1内外的环境，因此，电池单体1内的气体也可能通过注液孔27向容纳空间13a逸出。
通过对应注液孔27设置第五气体检测位置31，能够利用第五气体检测位置31快速响应通过注液孔27泄露的气体，降低电池单体1中逸出的气体被漏检的概率。
根据本申请的一些实施例，参阅图5，周侧42包括两个第一侧面421和两个第二侧面422，两个第一侧面421相对设置，两个第二侧面422相对设置且分别与两个第一侧面421连接；第一侧面421的面积大于第二侧面422的面积。至少部分第二气体检测位置312以阵列方式设置于两个第一侧面421中的至少一者；和/或，至少部分第二气体检测位置312以阵列方式设置于两个第二侧面422中的至少一者。
电池单体组4的周侧42至少有四个面，包括面积较大的第一侧面421和面积较小的第二侧面422，且两个第一侧面421分别与两个第二侧面422连接。且这四个面中至少有一个面以阵列方式设置有第二气体检测位置312，从而对设有第二气体检测位置312的面附近的气体进行检测。
通过在周侧42的第一侧面421和第二侧面422中的至少一者上设置第二气体检测位置312，从而快速响应附近的气体，且第二气体检测位置312以阵列方式设置，能够提升对第一侧面421和/或第二侧面422附近气体进行检测的全面性。
根据本申请的一些实施例，至少一根光纤83绕设于电池单体组4的外周，光纤83的外周包覆有弯折缓冲层。
弯折缓冲层包覆于光纤83的表面，弯折缓冲层具有一定的抗弯折能力和抗拉伸能力，从而减少光纤83因受力出现信号传输能力下降或断裂等问题的概率。
可选地，弯折缓冲层可以具有一定的减震缓冲能力，从而降低光纤83在震动中出现断裂等情况的概率。
通过在光纤83外周包覆弯折缓冲层，能利用弯折缓冲层保护绕设于电池单体组4外周的光纤83，提升光纤气体检测组件3的强度，进而能提升气体检测的稳定性。
根据本申请的一些实施例，弯折缓冲层可以包括聚酰亚胺膜。聚酰亚胺膜具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性和机械性能，其抗弯强度较高、蠕变量较小、具有较高的拉伸强度，从而能够对光纤83起到保护作用。
光纤气体检测组件3的至少一根光纤83可以通过固定胶固定于电池单体组4的外周上或者壳体10a上，例如将光纤83通过固定胶粘贴在壳体10a靠近容纳空间13a一侧的表面上。从而将光纤气体检测组件3与电池100a相对固定，以减少光纤83在容纳空间13a中发生移动的幅度，提升光纤83的稳定性。同时，将光纤83与电池100a相对固定也可对保持气体检测位置31与电池单体组4之间的距离起到一定作用，从而使气体检测区域测得的数据更为稳定且准确。
可选地，固定胶可以为胶水或是胶带，例如光固化的uv胶（紫外光固化胶）或是光纤83专用的固定胶带。
可选地，光纤83还可通过设置在容纳空间13a中的光纤卡扣等固定件进行固定。
通过固定胶将光纤83与电池100a进行相对固定，能够利用成本较低的固定胶实现较好的固定效果，从而提升光纤气体检测组件3的稳定性。
根据本申请的一些实施例，光纤83上可以在彼此间隔的多个位置上涂设有钯或钯合金敏感材料，以在光纤83上形成对氢气的浓度进行检测的多个气体检测位置31。
钯或钯合金敏感材料能够特异性地吸收氢气，因此能利用钯或钯合金敏感材料吸收氢气后电气特性发生的变化，进而达到对氢气进行选择性检测的目的。具体地，其检测的结果可以包括气氛中是否存在氢气，以及气氛中氢气的浓度。
可选地，当光纤83上包覆有弯折缓冲层时，光纤83上涂设有钯或钯合金敏感材料的位置不设有弯折缓冲层，或是气体能穿过该位置包覆的弯折缓冲层与钯或钯合金敏感材料接触，从而使钯或钯合金敏感材料与气体的接触不受影响，能够在保护光纤83的同时达到对氢气进行特异性检测的目的。
可选地，光纤83上还可在彼此间隔的多个位置涂设用于对其他气体进行特异性检测的气敏材料。气敏材料可以为无机气敏材料、有机气敏材料或有机/无机复合气敏材料。其中无机气敏材料可以包括氧化锡、氧化锌等金属氧化物材料，有机气敏材料可以包括聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯以及它们的衍生物等导电聚合物，有机/无机气敏材料可以包括酞菁基系列材料、聚苯胺基系列材料以及高分子导电填充物复合材料等。
通过利用设置在光纤83上的钯或钯合金敏感材料形成多个气体检测位置31，能够利用钯或钯合金敏感材料的特性，从而特异性地对附近的氢气浓度进行检测。
根据本申请的一些实施例，参阅图6，图6为根据一个或多个实施例的用电装置的结构示意图。电池100a包括光源5和解调模块61，光源5和解调模块61设置于壳体10a上，光源5耦接至少一根光纤83，用于向至少一根光纤83输入检测光线；解调模块61耦接至少一根光纤83，用于接收至少一根光纤83输出的反馈光线，并对反馈光线进行解调，以得到对应于每个气体检测位置31的浓度测量信号。
光源5用于向光纤83输入光信号，是利用光纤气体检测组件3对气体进行检测时不可缺少的信号源。光源5可以为稳定光源、白色光源、或是可见光光源，其使用的发光器件可以为发光二极管、激光二极管、卤钨灯、或激光器。解调则是指将光纤83中传递的光信号与数字信号进行转换的过程。解调模块61能够利用接收端与至少一根光纤83耦接，以接收至少一根光纤83输出的反馈光线，从而将该反馈光线从光信号转换为数字信号，得到浓度测量信号。
可选地，解调模块61具体可以设置于光纤调制解调器6中，光纤调制解调器6还可以包括调制模块62。调制模块62用于利用数字信号对光源5发出的光进行调制，并利用与至少一根光纤83耦接的发送端将调制后的光信号输入至少一根光纤83中。
通过设置解调模块61和光源5，能利用光源5向光纤83输入光信号、利用解调模块61将光信号解调为数字信号，从而能有效地获取对应各气体检测位置31的气体的浓度测量信号，进而便于得到各气体检测位置31的气体浓度。
根据本申请的一些实施例，参阅图6，电池100a还包括处理器7，处理器7与解调模块61耦接，用于接收浓度测量信号，并根据浓度测量信号得到每个气体检测位置31所测量得出的气体浓度。
解调模块61与处理器7耦接，从而将解调反馈光线后得到的浓度测量信号输入处理器7中，处理器7能够利用接收到的浓度测量信号的不同特征得到每个气体检测位置31所测量得出的气体浓度。例如，处理器7根据收到浓度测量信号的时间差判断浓度测量信号分别是由哪个气体检测位置31测得，从而将气体的浓度与电池100a中的位置对应起来。
可选地，处理器7可以控制光源5向光纤83中输入检测光线，并控制解调模块61对输出的反馈光线进行解调，从而得到实时的浓度测量信号，进而实现对电池100a内气体浓度的实时监控。处理器7可以获取同一气体检测位置31的多个浓度测量信号，从而得出该气体检测位置31附近气体浓度的变化趋势。
通过设置与解调模块61耦接的处理器7，能够有效地利用浓度测量信号计算得到各气体检测位置31测得的气体浓度。
根据本申请的一些实施例，处理器7用于根据每个气体检测位置31在容纳空间13a中的位置和相应的气体浓度生成电池100a的气体浓度分布图。
气体浓度分布图由处理器7利用浓度测量信号和气体检测位置31在电池100a中的位置图渲染生成，能够在气体浓度分布图中标记电池100a中设有气体检测位置31的各处气体浓度。图中需要包括各气体检测位置31在电池100a中的实际位置以及各气体检测位置31测得的预设气体的浓度。
可选地，处理器7可以利用气体检测位置31不同时间测得的气体浓度对气体浓度分布图进行实时更新，以便于及时掌握电池100a内气体的变化情况。
可选地，气体浓度分布图可以由连接处理器7的显示设备进行显示，使用户可以通过显示设备查看气体浓度分布图，从而掌握电池100a内预设气体的浓度情况。
可选地，气体浓度分布图可以由处理器7在电池100a的结构图的基础上，利用各气体检测位置31处的气体浓度情况进行渲染得到。其中，电池100a的结构图也可以是电池100a的三维模型。
可选地，气体浓度分布图中还可以包括预设气体的种类、获取到浓度测量信号的时间、气体检测位置31的气体浓度变化趋势、电池100a的充放电状态和/或根据气体浓度推算出的热失控情况等信息。
通过利用处理器7生成气体浓度分布图，能够直观地在气体浓度分布图中呈现电池100a的气体浓度分布，便于对电池100a内气体浓度的监控以及根据气体浓度的变化判断电池100a是否发生热失控。
根据本申请的一些实施例，处理器7用于根据多个气体检测位置31所测量的气体浓度判断电池100a是否发生异常，若发生异常，则执行相应的预警措施。
处理器7根据预设的算法，利用多个气体检测位置31所测量的气体浓度进行计算，从而判断电池100a中是否存在有气体浓度发生异常变化的区域，进而判断电池100a中是否有位置发生异常。预警措施可以为处理器7在气体浓度分布图中显示电池100a出现异常的信息，和/或处理器7向电池100a外设备发送电池100a出现异常的消息。预设的算法可以为判断气体成分、气体浓度以及气体浓度的变化趋势是否符合标准。
可选地，处理器7可以在气体浓度分布图标示电池100a中气体浓度异常的区域和/或气体浓度异常的判断依据，从而便与对电池100a出现异常的位置进行检修。
通过判断电池100a是否发生异常并在异常时执行相应的预警措施，能够根据气体浓度对电池100a的状况进行判断，并在发生异常时及时预警，从而提升电池100a的稳定性。
根据本申请的一些实施例，光源5和解调模块61设置于同一电路板上，电路板设置于壳体10a，且位于壳体10a外部；光纤气体检测组件3还包括传输接头32，传输接头32与至少一个根光纤83耦接；传输接头32穿设于壳体10a，光源5和解调模块61耦接传输接头32，光源5通过传输接头32向至少一根光纤输入检测光线，解调模块61通过传输接头32接收反馈光线。
电路板可以为光纤调制解调器6的电路板，从而能够利用光纤调制解调器6达成向光纤83输入光信号并向处理器7输出数字信号的目的。光源5和解调模块61可以利用光纤跳线84与传输接头32耦接。
通过利用同一电路板上的光源5和解调模块61分别对光纤83输入光和接收光，从而使光纤83上的气体检测位置31能够对气体进行检测。
根据本申请的一些实施例，参阅图6，本申请提供了一种用电装置1b，包括上述电池100a。如此设置，能够利用光纤气体检测组件3在电池100a内进行分布式、多点位的布设，实现对电池100a内气体进行较为准确、全面的监控，从而提升用电装置1b的稳定性和可靠性。
根据本申请的一些实施例，用电装置1b包括光源5和解调模块61，光源5耦接至少一根光纤83，用于向至少一根光纤83输入检测光线；解调模块61耦接至少一根光纤83，用于接收至少一根光纤83输出的反馈光线，并对反馈光线进行解调，以得到对应于每个气体检测位置31的浓度测量信号。
通过在用电装置1b中设置光源5和解调模块61，能利用光源5向光纤83输入光信号、利用解调模块61将光信号解调为数字信号，从而能有效地获取对应各气体检测位置31的气体的浓度测量信号，进而便于得到各气体检测位置31的气体浓度。
根据本申请的一些实施例，用电装置1b还包括处理器7，处理器7与解调模块61耦接，用于接收浓度测量信号，并根据浓度测量信号得到每个气体检测位置31所测量的气体浓度。通过设置与解调模块61耦接的处理器7，能够有效地利用浓度测量信号计算得到各气体检测位置31测得的气体浓度。
根据本申请的一些实施例，处理器7用于根据每个气体检测位置31在电池100a上的位置和相应的气体浓度生成电池100a的气体浓度分布图。通过利用处理器7生成气体浓度分布图，能够直观地在气体浓度分布图中呈现电池100a的气体浓度分布，便于对电池100a内气体浓度的监控以及根据气体浓度的变化判断电池100a是否发生热失控。
根据本申请的一些实施例，处理器7用于根据多个气体检测位置31所测量的气体浓度判断电池100a是否发生异常，若发生异常，则执行相应的预警措施。通过判断电池100a是否发生异常并在异常时执行相应的预警措施，能够根据气体浓度对电池100a的状况进行判断，并在发生异常时及时预警，从而提升电池100a的稳定性。
综上所述，本申请的实施例可以实现通过在电池100a的壳体10a内的容纳空间13a内设置光纤气体检测组件3，将至少一根光纤83上的多个气体检测位置31间隔设置在电池单体组4的外周，从而能对容纳空间13a内的预设气体进行检测，相较于设置多个独立的气体传感器而言，能够节省成本；同时，至少四个气体检测位置31不同在一个平面，因此能实现气体检测位置31的分布式设置，扩大气体检测范围，降低因气体传感器数量过少导致误测和漏测的概率，提升气体检测的准确性和全面性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (29)

1.一种电池，其特征在于，包括：
壳体，具有容纳空间；
电池单体组，包括顶部、周侧和底部，所述顶部和所述底部相背设置，所述周侧连接于所述顶部和所述底部之间，所述电池单体组设置于所述容纳空间；
光纤气体检测组件，设置于所述容纳空间内，所述光纤气体检测组件包括至少一根光纤，所述至少一根光纤具有多个气体检测位置，所述多个气体检测位置包括至少一个第一气体检测位置和至少一个第二气体检测位置，所述至少一个第一气体检测位置对应于所述顶部和所述底部中的至少一者设置，所述至少一个第二气体检测位置对应于所述周侧设置；所述气体检测位置用于对所述容纳空间内的预设气体进行检测；至少四个所述气体检测位置不同在一个平面。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述电池单体组包括至少一个电池单体，每个所述电池单体在对应于所述顶部的区域设置有供其内部泄压的防爆阀，所述防爆阀用于在工作时向所述顶部的上方喷射气体；所述至少一个第一气体检测位置与所述顶部相对设置，且位于所述顶部的上方。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
所述至少一个第一气体检测位置的数量大于或等于所述至少一个电池单体的数量。
4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
每个所述第一气体检测位置与所述顶部相对设置，且位于一所述电池单体的所述防爆阀的上方。
5.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
所述至少一个电池单体的数量为多个，所述至少一个第一气体检测位置的数量为多个，每个所述第一气体检测位置与所述顶部相对设置，且位于每相邻的两个所述电池单体的所述防爆阀的中间区域的上方。
6.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
所述至少一个电池单体的数量为多个，多个所述电池单体沿预设排列方向排列设置，所述至少一个第一气体检测位置的数量为多个，多个所述第一气体检测位置沿所述预设排列方向间隔设置。
7.根据权利要求2所述电池，其特征在于，
所述至少一个第一气体检测位置的数量为多个，所述至少一个第二气体检测位置的数量为多个；每相邻的两个所述第一气体检测位置之间的光纤区段的延伸长度小于每相邻的两个所述第二气体检测位置之间的光纤区段的延伸长度。
8.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
所述至少一个第一气体检测位置的数量与所述顶部的面积的比值大于所述至少一个第二气体检测位置的数量与所述周侧的面积的比值。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，
所述多个气体检测位置还包括设置于所述底部的至少一个第三气体检测位置；所述至少一个第三气体检测位置的数量与所述底部的面积的比值小于所述至少一个第二气体检测位置的数量与所述周侧的面积的比值。
10.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
所述至少一个第二气体检测位置的数量为多个且划分为至少两组，每组所述第二气体检测位置沿所述电池单体组的周向间隔排列；至少两组所述第二气体检测位置沿所述顶部到所述底部的方向间隔排列；在每相邻的两组所述第二气体检测位置中，靠近所述顶部的一组所述第二气体检测位置的数量大于靠近所述底部的一组的所述第二气体检测位置的数量。
11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，
在靠近所述顶部的一组所述第二气体检测位置中，每相邻的两个所述第二气体检测位置之间的光纤区段的延伸长度为第一延伸长度；
在靠近所述底部的一组所述第二气体检测位置中，每相邻的两个所述第二气体检测位置之间的光纤区段的延伸长度为第二延伸长度；
所述第一延伸长度小于所述第二延伸长度。
12.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
所述电池单体具有装配连接位置，所述多个气体检测位置包括至少一个第四气体检测位置，所述至少一个第四气体检测位置对应于所述装配连接位置设置。
13.根据权利要求12所述的电池，其特征在于，
所述装配连接位置包括焊缝或者装配缝隙。
14.根据权利要求12所述的电池，其特征在于，
所述电池单体包括具有开口端的外壳、端板和电极组件，所述电极组件经所述开口端设置于所述外壳的内部，所述端板设置于所述开口端并且与所述外壳装配连接，所述端板和所述外壳之间具有所述装配连接位置。
15.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
所述电池单体开设有注液孔，所述注液孔用于向所述电池单体的内部注入电解液；所述多个气体检测位置包括至少一个第五气体检测位置；所述至少一个第五气体检测位置对应于所述注液孔设置。
16.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，
所述周侧包括两个第一侧面和两个第二侧面，所述两个第一侧面相对设置，所述两个第二侧面相对设置且分别与所述两个第一侧面连接；所述第一侧面的面积大于所述第二侧面的面积；
至少部分所述第二气体检测位置以阵列方式设置于所述两个第一侧面中的至少一者；和/或，至少部分所述第二气体检测位置以阵列方式设置于所述两个第二侧面中的至少一者。
17.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述至少一根光纤绕设于所述电池单体组的外周，所述光纤的外周包覆有弯折缓冲层。
18.根据权利要求17所述的电池，其特征在于，
所述弯折缓冲层包括聚酰亚胺膜；和/或，所述至少一根光纤通过固定胶固定于所述电池单体组的外周上或者所述壳体靠近所述容纳空间的表面上。
19.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述光纤上在彼此间隔的多个位置上涂设有钯或钯合金敏感材料，以在所述光纤上形成对氢气的浓度进行检测的多个所述气体检测位置。
20.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述电池包括光源和解调模块，所述光源和所述解调模块设置于所述壳体上，所述光源耦接所述至少一根光纤，用于向所述至少一根光纤输入检测光线；所述解调模块耦接所述至少一根光纤，用于接收至少一根光纤输出的反馈光线，并对所述反馈光线进行解调，以得到对应于每个所述气体检测位置的浓度测量信号。
21.根据权利要求20所述的电池，其特征在于，
所述电池还包括处理器，所述处理器与所述解调模块耦接，用于接收所述浓度测量信号，并根据所述浓度测量信号得到每个所述气体检测位置所测量得出的气体浓度。
22.根据权利要求21所述的电池，其特征在于，
所述处理器用于根据每个所述气体检测位置在所述容纳空间中的位置和相应的所述气体浓度生成所述电池的气体浓度分布图。
23.根据权利要求21所述的电池，其特征在于，
所述处理器用于根据多个所述气体检测位置所测量的气体浓度判断所述电池是否发生异常，若发生异常，则执行相应的预警措施。
24.根据权利要求20所述的电池，其特征在于，
所述光源和所述解调模块设置于同一电路板上，所述电路板设置于所述壳体，且位于所述壳体外部；所述光纤气体检测组件还包括传输接头，所述传输接头与所述至少一个根光纤耦接；所述传输接头穿设于所述壳体；所述光源和所述解调模块耦接所述传输接头，所述光源通过所述传输接头向所述至少一根光纤输入检测光线，所述解调模块通过所述传输接头接收反馈光线。
25.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-19任意一项所述的电池。
26.根据权利要求25所述的用电装置，其特征在于，
所述用电装置包括光源和解调模块，所述光源耦接所述至少一根光纤，用于向所述至少一根光纤输入检测光线；所述解调模块耦接所述至少一根光纤，用于接收所述至少一根光纤输出的反馈光线，并对所述反馈光线进行解调，以得到对应于每个气体检测位置的浓度测量信号。
27.根据权利要求26所述的用电装置，其特征在于，
所述用电装置还包括处理器，所述处理器与所述解调模块耦接，用于接收所述浓度测量信号，并根据所述浓度测量信号得到每个所述气体检测位置所测量的气体浓度。
28.根据权利要求27所述的用电装置，其特征在于，
所述处理器用于根据每个所述气体检测位置在所述电池上的位置和相应的所述气体浓度生成所述电池的气体浓度分布图。
29.根据权利要求27所述的用电装置，其特征在于，
所述处理器用于根据所述多个气体检测位置所测量的气体浓度判断所述电池是否发生异常，若发生异常，则执行相应的预警措施。
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