CN117317416A - 电池管理方法、设备、存储介质、用电装置、电池及系统 - Google Patents

电池管理方法、设备、存储介质、用电装置、电池及系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了电池管理方法、设备、存储介质、用电装置、电池及系统。该电池管理方法包括：获取电池荷电变化的温度变化数据和光纤传感器的中心波长变化数据，其中，温度变化数据对应的电池的荷电变化值，和中心波长变化数据对应的电池的荷电变化值相关；按照温度变化数据对中心波长变化数据的影响关系，确定电池荷电变化的膨胀力数据。由此，可通过一根光纤传感器结合温度变化数据，即可得到电池荷电变化的膨胀力数据，缓解由于多根光纤传感器所导致的较高成本问题，并且还可有效缓解因电池膨胀力异常导致电池跳水、极片或电芯破裂等不利风险，提高电池使用的安全性能。

Description

电池管理方法、设备、存储介质、用电装置、电池及系统
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及电池管理方法、设备、存储介质、用电装置、电池及系统。
背景技术
节能减排是可持续发展的关键，也就促进了能源结构的调整，推动了电池技术的发展与应用。电池技术的发展关键在于电化学储能技术，由于其高能量密度、良好的循环能力、高工作电压、环保性以及低自放电等优点，已经广泛应用于便携式电子、电动车辆和储能系统中。
电池在老化过程中膨胀力不断增大，可能会超过设计允许最大值，从而导致容量跳水、极片或电芯破裂，因此可通过确定膨胀力的变化，以针对性采取相关措施，现有的相关技术中，在电池内同时集成两根光纤传感器，通过两根光纤传感器共同监测电池的状态，从而求解得到电池的膨胀力和温度，但光纤传感器的制造难度较大，难以量产，若同时在电池内集成较多数量的光纤传感器，会大大增加生产成本。
发明内容
本申请的主要目的是提供电池管理方法、设备、存储介质、用电装置、电池及系统，旨在解决现有技术中存在的上述技术问题。
为解决上述问题，本申请提供了一种电池管理方法，电池管理方法包括：获取电池荷电变化的温度变化数据和光纤传感器的中心波长变化数据，其中，温度变化数据对应的电池的荷电变化值，和中心波长变化数据对应的电池的荷电变化值相关；按照温度变化数据对中心波长变化数据的影响关系，确定电池荷电变化的膨胀力数据。由此，可通过一根光纤传感器结合温度变化数据，即可得到电池荷电变化的膨胀力数据，缓解由于多根光纤传感器所导致的较高成本问题，并且温度变化数据对应的电池的荷电变化值，和中心波长变化数据对应的电池的荷电变化值相关，能够使得到的膨胀力数据更加准确，有效缓解因电池膨胀力异常导致电池跳水、极片或电芯破裂等不利风险，提高电池使用的安全性能。
在一些实施例中，按照温度变化数据对中心波长变化数据的影响关系，确定电池荷电变化的膨胀力数据的步骤包括：获取光纤传感器的温度影响系数和应力灵敏系数；基于温度影响系数、应力灵敏系数、温度变化数据和中心波长变化数据，确定电池荷电变化的膨胀力数据。由此，同时考虑温度影响系数、应力灵敏系数对中心波长的影响，能够得到电池荷电变化中更加准确地膨胀力数据。
在一些实施例中，基于温度影响系数、应力灵敏系数、温度变化数据和中心波长变化数据，确定电池荷电变化的膨胀力数据的步骤包括：将中心波长变化数据和温度影响系数与温度变化数据的乘积作差，得到差值；将差值与应力灵敏系数相乘，得到电池荷电变化的膨胀力数据。由此，通过对温度影响系数、应力灵敏系数、温度变化数据和中心波长变化数据进行计算，能够通过简单的方式得到电池荷电变化中更加准确地膨胀力数据。
在一些实施例中，获取电池荷电变化的温度变化数据的步骤包括：确定电池荷电变化的第一荷电值和第二荷电值；确定在第一荷电值的第一电池温度和在第二荷电值的第二电池温度；基于第一电池温度和第二电池温度得到温度变化数据。由此，通过确定第一荷电值对应的第一电池温度和第二荷电值对应的第二电池温度，即可得到电池荷电变化中更加准确的温度变化数据，便于得到更加准确的膨胀力数据。
在一些实施例中，确定在第一荷电值的第一电池温度和在第二荷电值的第二电池温度的步骤包括：获取第一荷电值对应的第一环境温度和第二荷电值对应的第二环境温度；基于第一荷电值、第一环境温度和电池的温度变化方程，得到第一电池温度；基于第二荷电值、第二环境温度和温度变化方程，得到第二电池温度。由此，同时考虑荷电值和环境温度对电池温度的影响，结合温度变化方程可更加简单且准确地得到对应的电池温度，进而得到更加准确的膨胀力数据。
在一些实施例中，电池管理方法还包括：获取电池的荷电数据、荷电数据对应的电池温度数据和电池所处的环境温度数据，得到多组温度拟合数据；将多组温度拟合数据进行拟合，得到电池的温度变化方程。由此，通过拟合得到温度变化方程，便于结合环境温度和荷电值得到对应的电池温度，简化后续电池温度的获取方式，提高膨胀力数据的确认效率。
在一些实施例中，获取电池在荷电变化中的光纤传感器的中心波长变化数据的步骤包括：确定在第一荷电值对应的第一中心波长和在第二荷电值对应的第二中心波长；基于第一中心波长和第二中心波长得到中心波长变化数据。由此，第一温度和第一中心波长均与第一荷电值对应，第二温度和第二中心波长均与第二荷电值对应，中心波长变化数据和温度变化数据均是在第一荷电值和第二荷电值之间变化产生，能够更加准确地得到电池在第一荷电值和第二荷电值之间转变时的膨胀力变化，可有效缓解因电池膨胀力异常导致电池跳水、极片或电芯破裂等不利风险，提高电池使用的安全性能。
在一些实施例中，在按照温度变化数据对中心波长变化数据的影响关系，确定电池荷电变化的膨胀力数据的步骤之后，电池管理方法还包括：获取电池的电池健康数据以及在电池健康数据下荷电变化的最大膨胀力，得到多组膨胀力拟合数据；将多组膨胀力拟合数据进行拟合，得到电池的膨胀力变化方程；基于膨胀力变化方程确定电池的健康状态。由此，将多组膨胀力拟合数据进行拟合，得到电池的膨胀力变化方程，能够根据膨胀力变化方程预测电池的健康状态，以对电池进行风险评估，从而便于对电池进行针对性管理，提高电池使用的安全性能，且整个方式操作简单，使用成本较低。
在一些实施例中，基于膨胀力变化方程确定电池的健康状态的步骤包括：基于膨胀力变化方程确定第一预设健康值的膨胀力预测值；将膨胀力预测值和第一预设健康值对应膨胀力阈值进行比较，得到第一比较结果；基于第一比较结果确定电池的健康状态。由此，通过膨胀力变化方程即可得到第一预设健康值的膨胀力预测值，并将膨胀力预测值与膨胀力阈值进行比较，确定电池的健康状态，从而可通过简单方式预测出电池的健康状态，便于对电池进行针对性管理，提高电池使用的安全性能。
在一些实施例中，基于第一比较结果确定电池的健康状态的步骤包括：若膨胀力预测值小于或等于对应的膨胀力阈值，则确定电池为膨胀力未超限状态；若膨胀力预测值大于对应的膨胀力阈值，则确定电池为膨胀力超限状态。由此，将膨胀力预测值和膨胀力阈值进行大小比较，当膨胀力预测值较大时，确定电池处于膨胀力超限状态，即准确得出电池处于非健康状态，当膨胀力预测值较小时，确定电池处于膨胀力未超限状态，即准确得出电池处于健康状态，便于对电池进行针对性管理，提高电池使用的安全性能。
在一些实施例中，基于膨胀力变化方程确定电池的健康状态的步骤包括：确定膨胀力变化方程在第二预设健康值处的变化率；将变化率与预设变化率阈值进行比较，得到第二比较结果；基于第二比较结果确定电池的析锂状态。由此，通过确定膨胀力变化方程在第二预设健康值处的变化率，并将变化率与预设变化率阈值进行比较，确定电池的析锂状态，从而可通过简单方式预测出电池的析锂状态，便于对电池进行针对性管理，提高电池使用的安全性能。
在一些实施例中，基于第二比较结果确定电池的析锂状态的步骤包括：若变化率小于或等于预设变化率阈值，则确定电池处于未析锂状态；若变化率大于预设变化率阈值，则确定电池处于析锂状态。由此，将变化率和预设变化率阈值进行大小比较，当变化率较大时，确定电池处于析锂状态，即准确得出电池处于非健康状态，当变化率较小时，确定电池处于未析锂状态，即准确得出电池处于健康状态，便于对电池进行针对性管理，提高电池使用的安全性能。
为解决上述问题，本申请提供了一种电池管理设备，电池管理设备包括处理器和存储器，存储器中存储有计算机程序，处理器用于执行计算机程序以实现上述的电池管理方法。
为解决上述问题，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，程序指令被处理器执行时实现上述的电池管理方法。
为解决上述问题，本申请提供了一种电池系统，电池系统包括电池单元、光纤传感器、温度检测元件和电池管理设备，温度检测元件用于检测电池单元的温度，电池管理设备用于执行上述的电池管理方法。
为解决上述问题，本申请提供了一种电池，电池包括：温度检测元件、光纤传感器和电池管理设备，温度检测元件用于检测电池温度；光纤传感器能够在温度和应力改变自身的中心波长；电池管理设备分别与温度检测元件和光纤传感器连接，电池管理设备用于根据温度检测元件检测的电池温度确定出电池荷电变化的温度变化数据，电池管理设备还用于按照温度变化数据对中心波长变化数据的影响关系，确定电池荷电变化的膨胀力数据；其中，温度变化数据对应的电池的荷电变化值，和中心波长变化数据对应的电池的荷电变化值相关。由此，可通过一根光纤传感器结合温度变化数据，即可得到电池荷电变化的膨胀力数据，缓解由于多根光纤传感器所导致的较高成本问题，并且温度变化数据对应的电池的荷电变化值，和中心波长变化数据对应的电池的荷电变化值相关，能够使得到的膨胀力数据更加准确，有效缓解因电池膨胀力异常导致电池跳水、极片或电芯破裂等不利风险，提高电池使用的安全性能。
在一些实施例中，电池包括外壳，光纤传感器和温度检测元件相邻设置于外壳内。由此，将光纤传感器和温度检测元件相邻设置，可使检测元件检测的温度以及影响光纤传感器的温度尽量保持一致，能够得到电池荷电变化中更加准确的膨胀力数据。
在一些实施例中，电池包括外壳和设置于外壳内的电极组件，温度检测元件与电极组件连接。由此，通过将温度检测元件与电极组件连接，可使温度检测元件所检测的温度更接近电池的实际温度，能够得到更加准确的膨胀力数据。
在一些实施例中，电极组件包覆温度检测元件设置，或者温度检测元件设置于电极组件的外表面。由此，电极组件包覆温度检测元件，能够使温度检测元件所检测的温度更接近电池的实际温度。通过将温度检测元件设置于电极组件的外表面，更易于将温度检测元件植入外壳内，提高生产效率，降低生产成本。
在一些实施例中，电池还包括光学解调器，光学解调器与电池管理设备通信连接，光学解调器用于发出光至光纤传感器，以及接收光纤传感器回传的光。由此，可通过光学解调器对光进行解调，并将光信号转变为电信号，以便于电池管理设备根据相关数据得到膨胀力数据。
为解决上述问题，本申请提供了一种用电装置，用电装置包括上述的电池。
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。
图1是根据一个或多个实施例的车辆的结构示意图；
图2是根据一个或多个实施例的电池包的分解结构示意图；
图3是根据一个或多个实施例的电池的拆解结构示意图；
图4是根据一个或多个实施例的光纤传感器的中心波长变化示意图；
图5是根据一个或多个实施例的电池的结构示意框图；
图6是根据一个或多个实施例的光纤传感器、温度检测元件和电极组件的结构示意图；
图7是根据一个或多个实施例的电池管理方法的流程示意图；
图8是根据一个或多个实施例的获取温度变化数据的流程示意图；
图9是图7所示的电池管理方法中步骤S702之后的流程示意图；
图10是根据一个或多个电池系统的一实施例的结构示意图；
图11是根据一个或多个电池管理设备的一实施例的结构示意图；
图12是根据一个或多个实施例的计算机存储介质一实施例的结构示意图。
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。
目前，从市场形势的发展来看，电池的应用越加广泛。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。
本领域中所提到的电池按是否可充电可以分为一次性电池和可充电电池。一次性电池(PrimaryBattery)也称为“用完即弃”电池及原电池，因为它们的电量耗尽后，无法再充电使用，只能丢弃。可充电电池又称为二次电池(SecondaryBattery)或二级电池、蓄电池。可充电电池的制造材料和工艺与一次电池不同，其优点是在充电后可多次循环使用，可充电电池的输出电流负荷力要比大部分一次性电池高。目前常见的可充电电池的类型有：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。锂离子电池具有重量轻、容量大(容量是同重量的镍氢电池的1.5倍～2倍)、无记忆效应等优点，且具有很低的自放电率，因而即使价格相对较高，仍然得到了普遍应用。锂离子电池目前也广泛应用于纯电动车及混合动力车，用于这种用途的锂离子电池的容量相对略低，但有较大的输出、充电电流，也有较长的使用寿命，但成本较高。
本申请实施方式中所描述的电池是指可充电电池或一次性电池。下文中将主要以锂离子电池为例来描述本申请公开的实施方式。应当理解的是，本申请公开的实施方式对于其他任意适当类型的可充电电池都是适用的。本申请中公开的实施方式所提到的电池可以直接或者间接应用于适当的装置中来为该装置供电。
本申请提供了一种用电装置，用电装置可以包括但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。其中，用电装置可包括电池，用电装置可通过电池提供电能以实现对应功能。
本申请还提供了一种电动车辆，电动车辆可包括电池包。
请参照图1，图1是根据一个或多个实施例的车辆的结构示意图。
车辆1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1的内部设置有电池包2，电池包2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池包2可以用于车辆1的供电，例如，电池包2可以作为车辆1的操作电源。车辆1还可以包括控制器3和马达4，控制器3用来控制电池包2为马达4供电，例如，用于车辆1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，电池包2不仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了提高用电装置的性能，本申请还提供了一种电池包，参见图2，图2是根据一个或多个实施例的电池包的分解结构示意图。
电池包的形状可以包括但不限于方形圆柱形或其他任意的形状。
在一些实施方式中，电池包2可包括箱体20和电池10，电池10容纳于箱体20内。箱体20用于为电池10提供容纳空间，箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体20可以包括第一部分21和第二部分22，第一部分21与第二部分22相互盖合，第一部分21和第二部分22共同限定出用于容纳电池10的容纳空间。第二部分22可以为一端开口的空心结构，第一部分21可以为板状结构，第一部分21盖合于第二部分22的开口侧，以使第一部分21与第二部分22共同限定出容纳空间；第一部分21和第二部分22也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分21的开口侧盖合于第二部分22的开口侧。
电池10可以包括电池单体，在电池包2中，电池单体可以是多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体20内；当然，电池包2也可以是多个电池单体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20内。电池包2还可以包括其他结构，例如，该电池包2还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体之间的电连接。
电池单体的制作方式包括叠片式和卷绕式，即电池单体分为叠片电池和卷绕电池两种。叠片电池集流效果均匀，电池内阻较小，比功率大，但为了提高精度，对模具精度要求极高，设备投入高，而且工艺较为复杂，生产效率低下。卷绕电池制作简单，制片、装配过程对设备精度要求一般，生产效率高，成本较低。在性能方面，卷绕电池拥有卓越的高低温性能，充电非常迅速，拥有超长寿命，平稳的高输出电压，结构坚固、抗震性强。
电池10还可同时包括电池单体和其他的功能部件，示例性地，电池10还可同时包括控制芯片和/或传感器等等。
在相关的实施例中，电池10在老化过程中膨胀力不断增大，可能会超过设计允许最大值，从而导致容量跳水、极片或电芯破裂，因此可通过确定膨胀力的变化，以针对性采取相关措施，现有的相关技术中，在电池内同时集成两根光纤传感器，通过两根光纤传感器共同监测电池的状态，从而求解得到电池的膨胀力和温度，但光纤传感器的制造难度较大，难以量产，若同时在电池内集成较多数量的光纤传感器，会大大增加生产成本。
本申请还提供了一种电池，参见图3，图3是根据一个或多个实施例的电池的拆解结构示意图。
电池10可包括外壳100，外壳100可形成有用于容纳裸电芯以及其他功能性部件的空间，具体地，外壳100可包括端盖和壳体，端盖是指盖合于壳体的开口处以隔绝壳体的内部环境和外部环境的部件。不限地，端盖的形状可以与壳体的形状相适应以配合壳体。可选地，端盖可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与裸电芯电连接，以用于输出或输入电池10的电能。在一些实施例中，电极端子可以包括极柱。极柱可包括正极极柱和负极极柱，用于电流的输出以及与外部电路的连接。在一些实施例中，端盖上还可以设置有用于在电池单体的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的防爆件。端盖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，在端盖的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体内的电连接部件与端盖，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体是用于配合端盖以形成电池单体的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳裸电芯、电解质以及其他部件。壳体和端盖可以是独立的部件，可以于壳体上设置开口，通过在开口处使端盖盖合开口以形成电池单体的内部环境。不限地，也可以使端盖和壳体一体化，具体地，端盖和壳体可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体的内部时，再使端盖盖合壳体。壳体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，壳体的形状可以根据电极组件的具体形状和尺寸大小来确定。壳体的材质可以是多种，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。
为解决相关实施例中存在的技术问题，电池10还包括温度检测元件200、光纤传感器300和电池管理设备400，温度检测元件200可用于检测温度，光纤传感器300能够在温度和应力改变自身的中心波长，电池管理设备400可采集温度检测元件200所检测的温度，以及可采集光纤传感器300的中心波长变化的相关数据等等。
温度检测元件200和光纤传感器300可设置于外壳100内部的任意位置，例如温度检测元件200和光纤传感器300均设置于外壳100的内壁上，或者设置于端盖上，或者设置于裸电芯等其他功能性部件上。
温度检测元件200可与电池10的极柱进行电连接，以使温度检测元件200实现相应的功能。温度检测元件200可检测出外壳100内部的温度，进而可推测出电池10当前的工作温度，以便于根据电池10的当前工作温度调整电池10的工作状态。
光纤传感器300可以包括但不限于布拉格光栅光纤传感器（FBG）、反射式体布拉格光栅光纤传感器（RBG）、透射式体布拉格光栅光纤传感器（TBG）等等。以光纤传感器300为布拉格光栅光纤传感器（FBG）为例，布拉格光栅光纤传感器300的基本原理是将光纤特定位置制成折射率周期分布的光栅区，特定波长的光波在这个区域内将被反射，其中光栅区的长度可介于0.5cm至1cm之间。反射的中心波长信号跟光栅周期和纤芯的有效折射率有关。将光栅区用作传感区，当被传感物质温度、结构或者位置发生变化时，光栅的周期或者纤芯膜的有效折射率将会发生变化，从而改变光纤传感器300的中心波长。
光纤传感器300可包括包层和纤芯，包层包覆于纤芯的外侧，包层的径向尺寸可小于或等于125μm，例如包层的径向尺寸可为50μm、40μm、30μm、60μm、55μm、45μm等等。
结合图4，图4是根据一个或多个实施例的光纤传感器的中心波长变化示意图。
如图4所示，横坐标表示光纤传感器300的中心波长，纵坐标表示光纤传感器300受到的光照的光强，光纤传感器300的初始中心波长为λ1，当光纤传感器300受到外在因素的影响后，其中心波长会随之发生改变，例如当光纤传感器300受到如温度和/或应力影响后，其中心波长会从λ1转变为λ2，此时光纤传感器300的中心波长变化则为λ1和λ2之差。
电池管理设备400分别与温度检测元件200和光纤传感器300连接，电池管理设备400可位于外壳100的内部或者外部，电池管理设备400可以是电池管理系统(BatteryManagement System，BMS)，或者可以是电池管理系统的电池管理单元（BatteryManagement Unit，BMU），或者还可以是车辆或者储能系统的中控平台等等控制器。一个电池管理设备400可同时作用于多个电池单体。电池管理设备400可与温度检测元件200和光纤传感器300通信连接，例如电池管理设备400可直接与温度检测元件200和光纤传感器300有线通信连接，或者温度检测元件200和光纤传感器300与其他设备连接，电池管理设备400再与其他设备进行有线或无线通信连接等等。其中，无线通信可包括蓝牙通信、射频通信或光通信等等。
电池管理设备400用于根据温度检测元件200检测的电池温度确定出电池荷电变化的温度变化数据，电池管理设备400还用于按照温度变化数据对中心波长变化数据的影响关系，确定电池荷电变化的膨胀力数据。光纤传感器300位于外壳100内，对光纤传感器300的中心波长影响较大的因素主要包括电池温度的改变和电池应力的改变，电池温度的改变和电池应力的改变主要在于电池10在充放电过程中产生，电池应力的改变主要体现在电池10使用之后会发生膨胀导致。当电池管理设备400获取到温度检测元件200检测的电池温度和光纤传感器300的中心波长变化情况，即可去除电池温度对光纤传感器300中心波长的变化影响，从而得到光纤传感器300中心波长的变化和电池10膨胀力之间的关系，进而得到电池10膨胀力数据。其中，温度变化数据对应的电池的荷电变化值，和中心波长变化数据对应的电池的荷电变化值相关。具体地，两者对应的电池的荷电变化值可相同或相近，例如温度变化数据为电池在第一荷电值的温度和电池在第二荷电值的温度之差，中心波长变化数据为光纤传感器在第一荷电值的中心波长和第二荷电值的中心波长之差。所采集的两者数据均对应与电池的第一荷电值和电池的第二荷电值，即两者对应的电池荷电变化值相同，具有相关性。
通过上述实施方式，可利用一根光纤传感器300结合温度变化数据，即可得到电池10荷电变化的膨胀力数据，缓解由于多根光纤传感器300所导致的较高成本问题，并且还可有效缓解因电池10膨胀力异常导致电池10跳水、极片或电芯破裂等不利风险，提高电池10使用的安全性能。
参见图5，图5是根据一个或多个实施例的电池的结构示意框图。
电池10还包括光学解调器500，光学解调器500与电池管理设备400通信连接，光学解调器500用于发出光至光纤传感器300，以及接收光纤传感器300回传的光。光学解调器500可以用于将光纤传感器300采集到的光信号转变成电信号，以便于电池管理设备400采集并处理。示例性地，光学解调器500可包括光源、光电探测部分和信号处理部分，光源可用于发出信号光至光纤传感器300，信号光传输至光纤传感器300的光栅区，光栅区反射部分信号光至光学解调器500的光电探测部分，光电探测部分将反射的信号光转换为电信号，并通过信号处理部分对电信号进行处理，以将处理后的电信号传输至电池管理设备400。由此，可通过光学解调器500对光进行解调，并将光信号转变为电信号，以便于电池管理设备400根据相关数据得到膨胀力数据。
光纤传感器300和温度检测元件200相邻设置。光纤传感器300和温度检测元件200两者相邻设置可以理解为：光纤传感器300和温度检测元件200位于外壳100内部的同位置，在此位置处，光纤传感器300受到的温度影响和温度检测元件200所受到的温度影响基本相同，例如光纤传感器300和温度检测元件200均固定于外壳100的内壁面，或者两者均固定于电极组件600的相同位置等。由此，将光纤传感器300和温度检测元件200相邻设置，可使检测元件检测的温度以及影响光纤传感器300的温度尽量保持一致，能够得到电池10荷电变化中更加准确的膨胀力数据。
参见图6，图6是根据一个或多个实施例的光纤传感器、温度检测元件和电极组件的结构示意图。
电池10包括设置于外壳100内的电极组件600，温度检测元件200与电极组件600连接。电极组件600是电池10中发生电化学反应的部件。外壳100内可以包含一个或更多个电极组件600。电极组件600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离件。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件600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。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10的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解质发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。电极组件600作为电池10的重要组成部分，其在长期使用之后容易出现温度较高、部分位置存在明显的应力集中等现象，导致出现电解液浸润困难，循环跳水，甚至析锂，极片断裂等风险。由此，通过将温度检测元件200和光纤传感器300与电极组件600连接，可使温度检测元件200所检测的温度更接近电池10的实际温度，能够得到更加准确的膨胀力数据。
进一步地，电极组件600包覆温度检测元件200设置，或者温度检测元件200设置于电极组件600的外表面。电极组件600可为卷绕或者层叠放置，示例性地，当电极组件600呈卷绕式时，温度检测元件200可位于电极组件600的初始卷绕位置，或者位于电极组件600卷绕的中间位置，或者位于电极组件600的外表面。示例性地，当电极组件600为层叠式时，温度检测元件200可位于电极组件600的内部或者外表面，具体地，温度检测元件200可位于电极组件600的较大表面的表面或者位于侧边拐角处。由此，电极组件600包覆温度检测元件200，能够使温度检测元件200所检测的温度更接近电池10的实际温度。通过将温度检测元件200设置于电极组件600的外表面，更易于将温度检测元件200植入外壳100内，提高生产效率，降低生产成本。
为解决相关实施例中存在的技术问题，本申请提供了一种电池管理方法，电池管理方法可应用于上述任意实施例的电池，参见图7，图7是根据一个或多个实施例的电池管理方法的流程示意图。具体而言，包括如下步骤S701~步骤S702。
步骤S701：获取电池荷电变化的温度变化数据和光纤传感器的中心波长变化数据。
电池SOC即为电池荷电状态，其是用来反映电池的剩余容量，其数值上定义为电池容量的比值，常用百分号表示。如100%SOC指电池处于满电状态，0%SOC指电池处于完全放电状态。在电池的充电或放电过程中，电池SOC会发生变化，即电池会发生荷电变化。电池的内部温度和膨胀力会随着电池的荷电变化而变化，例如在电池持续充电的过程中，电池内部的温度会随之增加等。当电池从一个荷电值变为另一个荷电值后，电池的温度变化值即可理解为温度变化数据，光纤传感器的中心波长变化值即可理解为中心波长变化数据。例如电池从0%SOC充电至100%SOC后，电池从0%SOC时的温度变化为100%SOC时的温度即为电池的温度变化值，电池从0%SOC时的中心波长变化为100%SOC时的中心波长即为光纤传感器的中心波长变化值。其中，温度变化数据对应的电池的荷电变化值，和中心波长变化数据对应的电池的荷电变化值相关。具体地，两者对应的电池的荷电变化值可相同或相近，例如温度变化数据为电池在第一荷电值的温度和电池在第二荷电值的温度之差，中心波长变化数据为光纤传感器在第一荷电值的中心波长和第二荷电值的中心波长之差。所采集的两者数据均对应与电池的第一荷电值和电池的第二荷电值，即两者对应的电池荷电变化值相同，具有相关性。
步骤S702：按照温度变化数据对中心波长变化数据的影响关系，确定电池荷电变化的膨胀力数据。
对光纤传感器的中心波长影响较大的因素主要包括电池温度的改变和电池应力的改变，电池温度的改变和电池应力的改变主要在于电池在充放电过程中产生，电池应力的改变主要体现在电池使用之后会发生膨胀导致。当获取到温度检测元件检测的电池温度和光纤传感器的中心波长变化情况，即可按照温度变化数据对中心波长变化数据的影响关系，去除电池温度对光纤传感器中心波长的变化影响，从而得到电池荷电变化的膨胀力数据。其中，针对于不同的光纤传感器，温度变化数据对中心波长变化数据的影响关系存在差异，具体的影响关系可根据实验获取得到。
通过上述实施方式，利用一根光纤传感器结合温度变化数据，即可得到电池荷电变化的膨胀力数据，缓解由于多根光纤传感器所导致的较高成本问题，并且还可有效缓解因电池膨胀力异常导致电池跳水、极片或电芯破裂等不利风险，提高电池使用的安全性能。
具体地，按照温度变化数据对中心波长变化数据的影响关系，确定电池荷电变化的膨胀力数据（步骤S702）的步骤包括：获取光纤传感器的温度影响系数和应力灵敏系数；基于温度影响系数、应力灵敏系数、温度变化数据和中心波长变化数据，确定电池荷电变化的膨胀力数据。温度影响系数和应力灵敏系数均可通过实验获取得到，通过温度影响系数和温度变化数据之间的关系以及应力灵敏系数和中心波长变化数据之间的关系，即可计算得到电池荷电变化的膨胀力数据。由此，同时考虑温度影响系数、应力灵敏系数对中心波长的影响，能够得到电池荷电变化中更加准确地膨胀力数据。
进一步地，基于温度影响系数、应力灵敏系数、温度变化数据和中心波长变化数据，确定电池荷电变化的膨胀力数据的步骤包括：将中心波长变化数据和温度影响系数与温度变化数据的乘积作差，得到差值；将差值与应力灵敏系数相乘，得到电池荷电变化的膨胀力数据。
具体地，可通过以下公式计算得到膨胀力数据：
其中，F表示膨胀力数据，a表示应力灵敏系数，b表示温度影响系数，表示中心波长变化数据，/>表示温度变化数据。
由此，通过对温度影响系数、应力灵敏系数、温度变化数据和中心波长变化数据进行计算，能够通过简单的方式得到电池荷电变化中更加准确地膨胀力数据。
参见图8，图8是根据一个或多个实施例的获取温度变化数据的流程示意图。具体而言，包括如下步骤S801~步骤S803。
步骤S801：确定电池荷电变化的第一荷电值和第二荷电值。
第一荷电值和第二荷电值不同，在电池充放电过程中，电池的荷电值会发生改变，例如在充电过程中，电池的荷电量会逐渐增多，在电池的放电过程中，电池的荷电量会逐渐减少。第一荷电值和第二荷电值可以为在一次充电过程或一次放电过程中的两个不同的荷电值，例如，在一次充电过程中，第一荷电值可以为初始充电时的荷电值，第二荷电值可以为结束充电时的荷电值。例如，第一荷电值为0%SOC，第二荷电值为100%SOC。
步骤S802：确定在第一荷电值的第一电池温度和在第二荷电值的第二电池温度。
可通过温度检测元件实时检测电池在荷电变化过程中的电池温度，例如在电池荷电变化的过程中，电池的荷电每变化一次，温度检测元件即检测一次电池温度，示例性地，在电池的充电过程中，当电池刚开始充电时，温度检测元件可检测一次电池温度，每当电池荷电值增加1%SOC，温度检测元件检测一次电池温度。由此，当确定了第一荷电值和第二荷电值之后，即可确定第一荷电值对应的第一电池温度，以及确定第二荷电值对应的第二电池温度。
步骤S803：基于第一电池温度和第二电池温度得到温度变化数据。
温度变化数据可为第一电池温度和第二电池温度之间的差值，当得到第一电池温度和第二电池温度之后，取第一电池温度和第二电池温度之差即可。由此，通过确定第一荷电值对应的第一电池温度和第二荷电值对应的第二电池温度，即可得到电池荷电变化中更加准确的温度变化数据，便于得到更加准确的膨胀力数据。
进一步地，获取电池在荷电变化中的光纤传感器的中心波长变化数据的步骤包括：确定在第一荷电值对应的第一中心波长和在第二荷电值对应的第二中心波长；基于第一中心波长和第二中心波长得到中心波长变化数据。
第一电池温度和第一中心波长均在电池达到第一荷电值时获取得到，第二电池温度和第二中心波长均在电池达到第二荷电值时获取得到，温度变化数据可为第一电池温度和第二电池温度之间的差值，中心波长变化数据可为第一中心波长和第二中心波长之间的差值。由此，中心波长变化数据和温度变化数据均是在第一荷电值和第二荷电值之间变化产生，能够更加准确地得到电池在第一荷电值和第二荷电值之间转变时的膨胀力变化，可有效缓解因电池膨胀力异常导致电池跳水、极片或电芯破裂等不利风险，提高电池使用的安全性能。
在一些实施例中，确定在第一荷电值的第一电池温度和在第二荷电值的第二电池温度（步骤S802）的步骤包括：获取第一荷电值对应的第一环境温度和第二荷电值对应的第二环境温度；基于第一荷电值、第一环境温度和电池的温度变化方程，得到第一电池温度；基于第二荷电值、第二环境温度和温度变化方程，得到第二电池温度。
温度变化方程可预先通过拟合得到，温度变化方程的自变量可包括环境温度和电池荷电值，当得到环境温度和荷电值后，将对应的环境温度和荷电值代入温度变化方程即可得到对应的电池温度。荷电值和环境温度可通过电池管理设备获取得到，环境温度可以理解为电池的外部温度，示例性地，当电池包中有多个电池时，电池包不同位置处的温度不同，对应不同位置处的电池的环境温度也不同，通常位于中部的电池所在的环境温度高于位于边缘的电池所在的环境温度。环境温度会直接影响电池温度，同时考虑荷电值和环境温度对电池温度的影响，结合温度变化方程可更加简单且准确地得到对应的电池温度，进而得到更加准确的膨胀力数据。
进一步地，电池管理方法还包括：获取电池的荷电数据、荷电数据对应的电池温度数据和电池所处的环境温度数据，得到多组温度拟合数据；将多组温度拟合数据进行拟合，得到电池的温度变化方程。
荷电数据和电池所处的环境温度可通过电池管理设备采集得到，电池温度数据可通过温度检测元件检测得到，在电池的充放电过程中，每获取一次电池的荷电数据，即可对应获取电池当前荷电数据对应的电池温度和电池所处的环境温度，形成一组温度拟合数据，重复此步骤，得到多组温度拟合数据。示例性地，在电池的充放电过程中，当获取到荷电数据达到20%SOC时，可获取20%SOC时对应的环境温度和电池温度，从而形成20%SOC时的一组温度变化数据；当获取到荷电数据达到21%SOC时，可获取21%SOC时对应的环境温度和电池温度，从而形成21%SOC时的一组温度拟合数据，按照上述方式持续获取多组温度拟合数据，得到温度拟合数据库。然后对多组温度拟合数据进行拟合，即可得到环境温度和荷电量作为自变量，电池温度作为因变量的温度变化方程。由此，通过拟合得到温度变化方程，便于结合环境温度和荷电值得到对应的电池温度，简化后续电池温度的获取方式，提高膨胀力数据确认效率。在其他的一些实施例中，温度变化方程还可同时将充电策略和温度检测元件在电池内的位置作为因变量，其拟合得到温度变化方程的方式和上述类似，在此不再赘述。
参见图9，图9是图7所示的电池管理方法中步骤S702之后的流程示意图。具体而言，包括如下步骤S901~步骤S903。
步骤S901：获取电池的电池健康数据以及在电池健康数据下荷电变化的最大膨胀力，得到多组膨胀力拟合数据。
电池健康数据可通过电池管理设备采集得到，电池健康数据（SOH）可反应电池健康度，即电池满充容量相对于额定容量的百分比，例如新电池的电池健康度为100%SOH，完全报废的电池的健康度为0%SOH。电池在长期使用之后电池健康度会逐渐降低，电池健康度降低会影响电池在不同荷电值状态下的膨胀力，在电池的健康度为特定值时，可在该特定值的基础上进行充放电，从而得到在该特定值的基础上的多个膨胀力数据，在多个膨胀力数据中选取最大膨胀力数值，以将该电池健康度下的最大膨胀力数据与该电池健康度作为一组膨胀力拟合数据，重复该步骤，得到不同电池健康度下对应的最大膨胀力，从而得到多组膨胀力拟合数据。示例性地，当电池健康度为100%SOH时，对电池进行充放电，并在充放电过程中进行膨胀力检测，从而得到在健康度为100%SOH时的膨胀力数据，然后在该膨胀力数据中选取最大膨胀力，以得到健康度为100%SOH时对应的最大膨胀力，并作为一组膨胀力拟合数据；由此类推，当电池健康度降低至99%SOH，得到电池健康度为99%SOH时对应的最大膨胀力；当电池健康度降低至（100-n）%SOH，得到健康度为（100-n）%SOH时对应的最大膨胀力，从而得到多组膨胀力拟合数据。
步骤S902：将多组膨胀力拟合数据进行拟合，得到电池的膨胀力变化方程。
多组膨胀力拟合数据可以包括：电池从一电池健康度下降至另一电池健康度过程中所有的电池健康度和最大膨胀力所组成的多组膨胀力拟合数据。将多组膨胀力拟合数据进行拟合，即可得到以电池健康度为自变量，膨胀力为因变量的膨胀力变化方程，可通过电池的膨胀力变化方程预测出电池健康度达到特定值时，电池对应的膨胀力。
步骤S903：基于膨胀力变化方程确定电池的健康状态。
电池的健康状态可包括但不限于电池是否存在膨胀力超限的情况，或者电池是否存在析锂的状态等等。在确定膨胀力变化方程之后，即可得到其余的电池健康度对应的膨胀力数据，以及膨胀力变化方程中在不同位置处的斜率，从而确定出电池的健康状态。其中，随着电池健康度发生变化，可实时对膨胀力变化方程进行更新，从而更加准确地判断出电池的健康状态。由此，将多组膨胀力拟合数据进行拟合，得到电池的膨胀力变化方程，能够根据膨胀力变化方程预测电池的健康状态，以对电池进行风险评估，从而便于对电池进行针对性管理，提高电池使用的安全性能，且整个方式操作简单，使用成本较低。
在一些实施例中，基于膨胀力变化方程确定电池的健康状态（步骤S903）的步骤包括：基于膨胀力变化方程确定第一预设健康值的膨胀力预测值；将膨胀力预测值和第一预设健康值对应膨胀力阈值进行比较，得到第一比较结果；基于第一比较结果确定电池的健康状态。
第一预设健康值可根据实际情况设定，例如第一预设健康值为70%SOH、80%SOH等等，第一预设健康值还可根据电池当前的健康值进行确定，例如电池的当前健康值为80%SOH时，第一预设健康值可在当前健康值的基础上降低一预设下降值，预设下降值可为1%SOH，即若电池的当前健康值为80%SOH时，第一预设健康值为79%SOH。在确定第一预设健康值之后，可直接将第一预设健康值代入膨胀力变化方程，从而得到第一预设健康值对应的膨胀力预测值。膨胀力阈值可根据实际情况设定，不同的电池健康度对应的膨胀力阈值可不同，膨胀力阈值可以为对应的电池健康度所能允许的最大膨胀力规格。将膨胀力预测值和对应的膨胀力阈值进行比较，即可确定出电池的健康状态。由此，可通过简单方式预测出电池的健康状态，便于对电池进行针对性管理，提高电池使用的安全性能。
进一步地，基于第一比较结果确定电池的健康状态的步骤包括：若膨胀力预测值小于或等于对应的膨胀力阈值，则确定电池为膨胀力未超限状态；若膨胀力预测值大于对应的膨胀力阈值，则确定电池为膨胀力超限状态。
示例性地，第一预设健康值为70%SOH时，对应的膨胀力阈值为F1，所预测得到的膨胀力预测值为F2，当F2大于F1时，说明电池在电池健康度为第一预设健康度值时处于膨胀力未超限状态，可预测电池健康度降低至第一预设健康值时，电池处于健康状态。当F2小于F1时，说明电池在电池健康度为第一预设健康度值时处于膨胀力超限状态，可预测电池健康度降低至第一预设健康值时，电池处于非健康状态，可能出现电池跳水、极片或电芯破裂等不利风险。由此，将膨胀力预测值和膨胀力阈值进行大小比较，当膨胀力预测值较大时，确定电池处于膨胀力超限状态，即准确得出电池处于非健康状态，当膨胀力预测值较小时，确定电池处于膨胀力未超限状态，即准确得出电池处于健康状态，便于对电池进行针对性管理，提高电池使用的安全性能。
可选地，基于膨胀力变化方程确定电池的健康状态（步骤S903）的步骤包括：确定膨胀力变化方程在第二预设健康值处的变化率；将变化率与预设变化率阈值进行比较，得到第二比较结果；基于第二比较结果确定电池的析锂状态。
可通过对膨胀力变化方程进行微分处理，得到膨胀力随电池健康度的变化率。第二预设健康值可等于电池当前的健康值，且第二预设值可≤95%SOH，例如电池的当前健康值为90%SOH时，通过对膨胀力变化方程进行微分处理，得到膨胀力变化方程在第二预设健康值处的变化率。预设变化率阈值可根据实际情况设定，不同的电池健康度对应的预设变化率阈值可不同。将变化率和对应的预设变化率阈值进行比较，即可确定出电池是否处于析锂状态。由此，通过确定膨胀力变化方程在第二预设健康值处的变化率，并将变化率与预设变化率阈值进行比较，确定电池的析锂状态，从而可通过简单方式预测出电池的析锂状态，便于对电池进行针对性管理，提高电池使用的安全性能。
进一步地，基于第二比较结果确定电池的析锂状态的步骤包括：若变化率小于或等于预设变化率阈值，则确定电池处于未析锂状态；若变化率大于预设变化率阈值，则确定电池处于析锂状态。
示例性地，第二预设健康值为90%SOH时，对应的变化率为R1，对应的预设变化率阈值为R2，当R1大于R2时，说明电池在电池健康度为第二预设健康度值时处于析锂状态，可预测电池健康度降低至第二预设健康值时，电池处于非健康状态。当R1小于R2时，说明电池在电池健康度为第二预设健康度值时处于未析锂状态，可预测电池健康度降低至第二预设健康值时，电池处于健康状态。在一些实施例中，还可包括中间变化率阈值，中间变化率阈值大于预设变化率阈值，当变化率大于预设变化率阈值且小于中间变化率阈值时，电池处于轻微析锂状态；当变化率大于中间变化率阈值时，电池处于严重析锂状态。由此，将变化率和预设变化率阈值进行大小比较，当变化率较大时，确定电池处于析锂状态，即准确得出电池处于非健康状态，当变化率较小时，确定电池处于未析锂状态，即准确得出电池处于健康状态，便于对电池进行针对性管理，提高电池使用的安全性能。
为解决相关实施例中存在的技术问题，本申请提供了一种电池系统，参见图10，图10是根据一个或多个电池系统的一实施例的结构示意图。
电池系统700包括电池单元101、光纤传感器300、温度检测元件200和电池管理设备400，温度检测元件200用于检测电池单元101的温度，电池管理设备400用于执行上述任意实施例的电池管理方法。
电池单元101可以为电池单体或者电池包等需要进行测试的储能元件，光纤传感器300可以包括但不限于布拉格光栅光纤传感器（FBG）、反射式体布拉格光栅光纤传感器（RBG）、透射式体布拉格光栅光纤传感器（TBG）等等。温度检测元件200可用于检测电池单元101温度，电池管理设备400可以是电池管理系统(Battery Management System，BMS)，或者可以是电池管理系统的电池管理单元（Battery Management Unit，BMU），或者还可以是车辆或者储能系统的中控平台等等控制器。
本实施例中的电池管理方法可以应用于电池管理装置，本申请的电池管理装置可以为服务器，也可以为移动设备，还可以为由服务器和移动设备相互配合的系统。相应地，移动设备包括的各个部分，例如各个单元、子单元、模块、子模块可以全部设置于服务器中，也可以全部设置于移动设备中，还可以分别设置于服务器和移动设备中。
进一步地，上述服务器可以是硬件，也可以是软件。当服务器为硬件时，可以实现成多个服务器组成的分布式服务器集群，也可以实现成单个服务器。当服务器为软件时，可以实现成多个软件或软件模块，例如用来提供分布式服务器的软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块，在此不做具体限定。
为解决相关实施例中存在的技术问题，本申请提供了一种电池管理设备，参阅图11，图11是根据一个或多个电池管理设备的一实施例的结构示意图。
电池管理设备400包括处理器410和存储器420，存储器420中存储有计算机程序，处理器410用于执行计算机程序以实现上述任意实施例的电池管理方法。
其中，处理器410可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器410还可以是通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（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。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。
对于上述实施例的电池管理方法，其可以计算机程序的形式呈现，本申请提出一种承载计算机程序的计算机存储介质，请参阅图12，图12是根据一个或多个实施例的计算机存储介质一实施例的结构示意图。
本实施例计算机存储介质800包括计算机程序810，其可被执行以实现上述电池管理方法。
本实施例计算机存储介质800可以是U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等可以存储程序指令的介质，或者也可以为存储有该程序指令的服务器，该服务器可将存储的程序指令发送给其他设备运行，或者也可以自运行该存储的程序指令。
另外，上述功能如果以软件功能的形式实现并作为独立产品销售或使用时，可存储在一个移动终端可读取存储介质中，即，本申请还提供一种存储有程序数据的存储装置，所述程序数据能够被执行以实现上述实施例的方法，该存储装置可以为如U盘、光盘、服务器等。也就是说，本申请可以以软件产品的形式体现出来，其包括若干指令用以使得一台智能终端执行各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(可以是个人计算机，服务器，网络设备或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒( 磁装置)，随机存取存储器( RAM )，只读存储器(ROM )，可擦除可编辑只读存储器( EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器( CDROM )。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
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 (21)

1.一种电池管理方法，其特征在于，所述电池管理方法包括：
获取电池荷电变化的温度变化数据和光纤传感器的中心波长变化数据，其中，所述温度变化数据对应的所述电池的荷电变化值，和所述中心波长变化数据对应的所述电池的荷电变化值相关；
按照所述温度变化数据对所述中心波长变化数据的影响关系，确定所述电池荷电变化的膨胀力数据。
2.根据权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于，所述按照所述温度变化数据对所述中心波长变化数据的影响关系，确定所述电池荷电变化的膨胀力数据的步骤包括：
获取所述光纤传感器的温度影响系数和应力灵敏系数；
基于所述温度影响系数、所述应力灵敏系数、所述温度变化数据和所述中心波长变化数据，确定所述电池荷电变化的膨胀力数据。
3.根据权利要求2所述的电池管理方法，其特征在于，所述基于所述温度影响系数、所述应力灵敏系数、所述温度变化数据和所述中心波长变化数据，确定所述电池荷电变化的膨胀力数据的步骤包括：
将所述中心波长变化数据和所述温度影响系数与所述温度变化数据的乘积作差，得到差值；
将所述差值与所述应力灵敏系数相乘，得到所述电池荷电变化的膨胀力数据。
4.根据权利要求1所述的电池管理方法，其特征在于，所述获取电池荷电变化的温度变化数据的步骤包括：
确定所述电池荷电变化的第一荷电值和第二荷电值；
确定在所述第一荷电值的第一电池温度和在所述第二荷电值的第二电池温度；
基于所述第一电池温度和所述第二电池温度得到所述温度变化数据。
5.根据权利要求4所述的电池管理方法，其特征在于，所述确定在所述第一荷电值的第一电池温度和在所述第二荷电值的第二电池温度的步骤包括：
获取所述第一荷电值对应的第一环境温度和所述第二荷电值对应的第二环境温度；
基于所述第一荷电值、所述第一环境温度和电池的温度变化方程，得到所述第一电池温度；
基于所述第二荷电值、所述第二环境温度和所述温度变化方程，得到所述第二电池温度。
6.根据权利要求5所述的电池管理方法，其特征在于，所述电池管理方法还包括：
获取所述电池的荷电数据、所述荷电数据对应的电池温度数据和电池所处的环境温度数据，得到多组温度拟合数据；
将多组所述温度拟合数据进行拟合，得到所述电池的温度变化方程。
7.根据权利要求4所述的电池管理方法，其特征在于，获取电池在荷电变化中的光纤传感器的中心波长变化数据的步骤包括：
确定在所述第一荷电值对应的第一中心波长和在所述第二荷电值对应的第二中心波长；
基于所述第一中心波长和所述第二中心波长得到所述中心波长变化数据。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的电池管理方法，其特征在于，在所述按照所述温度变化数据对所述中心波长变化数据的影响关系，确定所述电池荷电变化的膨胀力数据的步骤之后，所述电池管理方法还包括：
获取所述电池的电池健康数据以及在所述电池健康数据下荷电变化的最大膨胀力，得到多组膨胀力拟合数据；
将多组所述膨胀力拟合数据进行拟合，得到所述电池的膨胀力变化方程；
基于所述膨胀力变化方程确定所述电池的健康状态。
9.根据权利要求8所述的电池管理方法，其特征在于，所述基于所述膨胀力变化方程确定所述电池的健康状态的步骤包括：
基于所述膨胀力变化方程确定第一预设健康值的膨胀力预测值；
将所述膨胀力预测值和所述第一预设健康值对应膨胀力阈值进行比较，得到第一比较结果；
基于所述第一比较结果确定所述电池的健康状态。
10.根据权利要求9所述的电池管理方法，其特征在于，所述基于所述第一比较结果确定所述电池的健康状态的步骤包括：
若所述膨胀力预测值小于或等于对应的所述膨胀力阈值，则确定所述电池为膨胀力未超限状态；
若所述膨胀力预测值大于对应的所述膨胀力阈值，则确定所述电池为膨胀力超限状态。
11.根据权利要求8所述的电池管理方法，其特征在于，所述基于所述膨胀力变化方程确定所述电池的健康状态的步骤包括：
确定所述膨胀力变化方程在第二预设健康值处的变化率；
将所述变化率与预设变化率阈值进行比较，得到第二比较结果；
基于所述第二比较结果确定所述电池的析锂状态。
12.根据权利要求11所述的电池管理方法，其特征在于，所述基于所述第二比较结果确定所述电池的析锂状态的步骤包括：
若所述变化率小于或等于所述预设变化率阈值，则确定所述电池处于未析锂状态；
若所述变化率大于所述预设变化率阈值，则确定所述电池处于析锂状态。
13.一种电池管理设备，其特征在于，所述电池管理设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以实现权利要求1至12中任一项所述的电池管理方法。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，其特征在于，所述程序指令被处理器执行时实现权利要求1至12任一项所述的电池管理方法。
15.一种电池系统，其特征在于，所述电池系统包括电池单元、光纤传感器、温度检测元件和电池管理设备，所述温度检测元件用于检测所述电池单元的温度，所述电池管理设备用于执行如权利要求1至12任意一项所述的电池管理方法。
16.一种电池，其特征在于，所述电池包括：
温度检测元件，所述温度检测元件用于检测电池温度；
光纤传感器，所述光纤传感器能够在温度和应力改变自身的中心波长；
电池管理设备，分别与所述温度检测元件和所述光纤传感器连接，所述电池管理设备用于根据所述温度检测元件检测的电池温度确定出所述电池荷电变化的温度变化数据，所述电池管理设备还用于按照所述温度变化数据对所述中心波长变化数据的影响关系，确定所述电池荷电变化的膨胀力数据；其中，所述温度变化数据对应的所述电池的荷电变化值，和所述中心波长变化数据对应的所述电池的荷电变化值相关。
17.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，所述电池包括外壳，所述光纤传感器和所述温度检测元件相邻设置于所述外壳内。
18.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，所述电池包括外壳和设置于所述外壳内的电极组件，所述温度检测元件与所述电极组件连接。
19.根据权利要求18所述的电池，其特征在于，所述电极组件包覆所述温度检测元件设置，或者所述温度检测元件设置于所述电极组件的外表面。
20.根据权利要求16所述的电池，其特征在于，所述电池还包括光学解调器，所述光学解调器与所述电池管理设备通信连接，所述光学解调器用于发出光至所述光纤传感器，以及接收所述光纤传感器回传的光。
21.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括权利要求16至20任意一项所述的电池。
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