CN214473824U

CN214473824U - 电池测量系统及电池管理系统

Info

Publication number: CN214473824U
Application number: CN202023253593.2U
Authority: CN
Inventors: 周号
Original assignee: Zhuhai Maiju Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Maiju Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2030-12-29

Abstract

本公开提供了一种电池测量系统，电池测量系统测量电池包中电池单元，电池包包括两个以上电池单元，两个以上电池单元间隔预定空间排列。本公开还提供了一种电池管理系统。

Description

电池测量系统及电池管理系统

技术领域

本公开涉及一种电池测量系统及电池管理系统。

背景技术

锂电池目前广泛地用于工业和生活中的各个方面，但是在锂电池的使用过程中存在一些问题，例如锂电池受到外力时将会发生形变，并且在电池老化后也会产生鼓包。当锂电池出现故障时，将会发生内部短路、起火爆炸等问题。因此锂电池的安全检测是必须的。

通常锂电池的检测方式为压力检测方式，对此需要设置单独的压力传感器等。而且对于其他检测方式而言，其也不能准确地判断发生形变的位置、范围、区域、类型等。

本公开提出了一种更为有效的电池形变检测方式，其可以用于对电池包中的各个电池进行检测，并且根据检测信号进行判断等。

实用新型内容

为了解决上述技术问题之一，本公开提供了一种电池测量系统及电池管理系统。

根据本公开的一个方面，一种电池包中电池测量系统，其特征在于，所述电池包包括两个以上电池单元，所述两个以上电池单元间隔预定空间排列，所述电池测量系统包括：

电容感应装置，所述电容感应装置包括第一极板和第二极板，所述第一极板设置在相邻电池单元的一个电池单元的外表面上、附近或内部，所述第二极板设置在所述相邻电池单元的另一电池单元的外表面上、附近或内部，其中所述第一极板和所述第二极板设置在所述预定空间中并且对向设置；以及

处理装置，所述处理装置处理所述第一极板和/或所述第二极板的输出信号，以便获取当电池单元形变引起所述第一极板与所述第二极板之间的距离变化所生成的第一极板与所述第二极板之间的电容变化。

外表面上、附近或内部外表面上、附近或内部。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板和第二极板。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述第一极板与所述第二极板的数量分别为两个以上，并且两个以上的第一极板与两个以上的第二极板一一对应地设置并且构成两个以上电容感应单元，所述处理装置分别获取两个以上电容感应单元所分别形成的单元电容变化值。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述处理装置包括比较单元，所述比较单元用于比较各个所述单元电容变化值，并且根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述第一极板和/或第二极板为所述一个电池单元包装用导电体和/或所述另一电池单元包装用导电体。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述第一极板和/或第二极板为分别设置在所述一个电池单元的外表面附近或内部和/或设置在所述另一电池单元的外表面附近或内部的导电体或导电材料。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述第一极板与所述第二极板平行设置。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，还包括施加装置，所述施加装置用于向所述第一极板和/或所述第二极板施加激励。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，当所述电容变化超过预定阈值，则判断所述电池出现故障。

根据本公开的一个方面，一种电池管理系统，包括如上任一项所述的电池测量系统，通过所述电池测量系统来测量所述电池包中的电池单元的形变。

根据本公开的又一方面，所述电池包包括两个以上电池单元，所述两个以上电池单元间隔预定空间排列，所述电池测量系统包括：

电容感应装置，所述电容感应装置包括第一极板阵列和第二极板阵列；以及

处理装置，所述处理装置处理所述第一极板阵列和/或所述第二极板阵列的输出信号，以便获取当电池单元形变引起所述第一极板阵列与所述第二极板阵列之间的距离变化所生成的第一极板阵列与所述第二极板阵列之间的电容变化，

其中，所述第一极板阵列包括两个以上第一极板并且所述第二极板阵列包括两个以上第二极板，所述两个以上第一极板的延伸方向与所述两个以上第二极板的延伸方向成预定角度，所述第一极板阵列设置在相邻电池单元的一个电池单元的外表面上、附近或内部，所述第二极板阵列设置在所述相邻电池单元的另一电池单元的外表面上、附近或内部，其中所述第一极板阵列和所述第二极板阵列设置在所述预定空间中并且对向设置。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板阵列和第二极板阵列。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述第一极板阵列与所述第二极板阵列平行设置。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述预定角度为90度。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，还包括施加装置，所述施加装置用于分时向所述两个以上第一极板中的一个或两个以上第一极板施加激励，和/或分时向所述两个以上第二极板中的一个或两个以上第二极板施加激励。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述处理装置获取一个时间与其他时间向第一极板和/或第二极板施加激励后基于每个第一极板和/或第二极板测量的电容变化，并且比较所述电容变化，根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，当根据每个第一极板和/或根据每个第二极板测量的电容变化一致时，则认为电池单元受到挤压，当根据每个第一极板和/或根据每个第二极板测量的电容变化不一致时，则认为电池单元发生鼓包。

根据本公开的另一方面，一种电池管理系统，包括如上任一项所述的电池测量系统，通过所述电池测量系统来测量所述电池包中的电池单元的形变。

根据本公开的再方面，一种电池包中电池测量系统，所述电池包包括两个以上电池单元，所述两个以上电池单元间隔预定空间排列，所述电池测量系统包括：

电容感应装置，所述电容感应装置包括第一极板、第二极板和中间极板；以及

处理装置，所述处理装置处理所述第一极板、所述第二极板和/或中间极板的输出信号，以便获取当电池单元形变引起所述第一极板与所述中间极板之间、和/或所述第二极板与所述中间极板之间的距离变化所生成的所述第一极板与所述中间极板之间、和/或所述第二极板与所述中间极板之间的电容变化，

所述第一极板设置在相邻电池单元的一个电池单元的外表面上、附近或内部，所述第二极板设置在所述相邻电池单元的另一电池单元的外表面上、附近或内部，所述中间极板位于所述第一极板与所述第二极板之间，并且所述中间极板分别与所述第一极板和所述第二极板在所述预定空间中对向设置。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板、第二极板和中间极板。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述第一极板、所述第二极板和所述中间极板的数量分别为两个以上，并且两个以上的第一极板与两个以上中间极板一一对应地设置并且构成两个以上第一电容感应单元，两个以上的第二极板与两个以上中间极板一一对应地设置并且构成两个以上第二电容感应单元，所述处理装置分别获取两个以上第一电容感应单元和两个以上第二电容感应单元所分别形成的单元电容变化值。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述第一极板和/或第二极板为所述一个电池单元包装用导电体和/或所述另一电池单元包装用导电体，所述中间极板为设置在所述第一极板与所述第二极板之间的导电体或导电材料。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述第一极板和/或第二极板为分别设置在所述一个电池单元的外表面附近或内部和/或设置在所述另一电池单元的外表面附近或内部的导电体或导电材料，所述中间极板为设置在所述第一极板与所述第二极板之间的导电体或导电材料。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述第一极板、所述第二极板与所述中间极板平行设置。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，还包括施加装置，所述施加装置用于向所述第一极板、所述第二极板和/或所述中间极板施加激励。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述中间极板的两侧分别设置导电体或导电材料，并且两侧的导电体或导电材料绝缘。

根据本公开的再一方面，一种电池管理系统，包括如上所述的电池测量系统，通过所述电池测量系统来测量所述电池包中的电池单元的形变。

根据本公开的又一方面，一种电池包中电池测量系统，所述电池包包括两个以上电池单元，所述两个以上电池单元间隔预定空间排列，所述电池测量系统包括：

电容感应装置，所述电容感应装置包括第一极板阵列、第二极板阵列和中间极板阵列；以及

处理装置，所述处理装置处理所述第一极板阵列、所述第二极板阵列和/或中间极板阵列的输出信号，以便获取当电池单元形变引起所述第一极板阵列与中间极板阵列之间、和/或所述第二极板阵列与中间极板阵列之间的距离变化所生成的电容变化，

其中，所述第一极板阵列包括两个以上第一极板、所述第二极板阵列包括两个以上第二极板以及所述中间极板阵列包括两个以上中间极板，所述两个以上第一极板的延伸方向与所述两个以上中间极板的延伸方向成预定角度，所述两个以上第二极板的延伸方向与所述两个以上中间极板的延伸方向成预定角度，所述第一极板阵列设置在相邻电池单元的一个电池单元的外表面上、附近或内部，所述第二极板阵列设置在所述相邻电池单元的另一电池单元的外表面上、附近或内部，所述中间极板阵列设置在所述第一极板阵列与所述第二极板阵列之间，其中所述第一极板阵列、所述第二极板阵列和所述中间极板阵列设置在所述预定空间中并且对向设置。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板阵列、第二极板阵列和中间极板阵列。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述第一极板阵列、所述第二极板阵列和所述中间极板阵列平行设置。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述中间极板阵列的两侧分别设置导电体或导电材料，并且两侧的导电体或导电材料绝缘。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，还包括施加装置，所述施加装置用于分时向所述两个以上第一极板中的一个或两个以上第一极板施加激励、分时向所述两个以上第二极板中的一个或两个以上第二极板施加激励、和/或分时向所述两个以上中间极板中的一个或两个以上中间极板施加激励。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，所述处理装置获取一个时间与其他时间向第一极板、第二极板和/或中间极板施加激励后基于每个第一极板、第二极板和/或中间极板测量的电容变化，并且比较所述电容变化，根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

根据本公开的至少一个实施方式的电池测量系统，当根据每个第一极板与每个中间极板之间的电容变化、和/或根据每个第二极板与每个中间极板之间的电容变化一致时，则认为电池单元受到挤压，当根据每个第一极板与每个中间极板之间的电容变化、和/或根据每个第二极板与每个中间极板之间的电容变化不一致时，则认为电池单元发生鼓包。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1示出了根据本公开一个实施方式的电池测量系统的示意图。

图2示出了根据本公开一个实施方式的电池测量系统的示意图。

图3示出了根据本公开一个实施方式的电池测量系统的示意图。

图4示出了根据本公开一个实施方式的电池测量系统的示意图。

图5示出了根据本公开一个实施方式的电池测量系统的示意图。

图6示出了根据本公开一个实施方式的电池测量系统的示意图。

图7示出了根据本公开一个实施方式的电池测量系统的示意图。

图8示出了根据本公开一个实施方式的电池测量系统的处理装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。

除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。

在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。

当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。

为了描述性目的，本公开可使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。

这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的处理值、计算值和/或提供的值的固有偏差。

根据本公开的一个实施方式，提供了一种电池包中电池测量系统。

图1示出了根据本公开的第一方面的电池包中电池测量系统。

如图1所示，电池包10可以包括两个以上电池单元。图1示出了三个电池单元110、120和130，需要注意的是，也可以为其他数量的电池单元。下面以三个电池单元为例进行说明，当其他数量的电池单元时，原理相同。

三个电池单元110、120和130间隔预定空间排列。

该电池测量系统可以包括电容感应装置和处理装置。

电容感应装置可以包括第一极板210和第二极板220，第一极板210设置在相邻电池单元的一个电池单元的外表面上、附近或内部，第二极板设置在相邻电池单元的另一电池单元的外表面上、附近或内部，其中第一极板210和第二极板220设置在预定空间中并且对向设置。在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板和第二极板。

如图1所示，可以在第一电池110的外表面上设置第一极板210，并且相对应地在第二电池120的外表面上设置第二极板220，在第二电池的另一侧的外表面上设置第一极板210，并且在第三电池130的外表面上相应地设置第二极板220。

处理装置300，处理装置处理第一极板210和/或第二极板220的输出信号，以便获取当电池单元形变引起第一极板210与第二极板220之间的距离变化所生成的第一极板210与第二极板220之间的电容变化。

图2给出了电池包的立体图。图3示出了电池形变后的示意图。其中图3所示的形变为电池单元鼓包型形变。图4示出了电池形变后的示意图，其中图4所示的形变为电池单元的挤压型形变，在图4中以虚线示出的部分为受到挤压后移位的第二极板220和第二电池120。

在本公开的电池包中，由于电池单元发生形变，因此将引起第一极板210和第二极板220发生形变。当第一极板210和第二极板220发生形变时，第一极板210和第二极板220之间的静电电容值也将发生的变化。因此，可以通过测量电容值的变化来得到电池单元的形变。

根据本公开的进一步实施方式，设置在一个电池外表面的第一极板210和第二极板220的数量可以为两个以上。两个以上的第一极板210与两个以上的第二极板220一一对应地设置并且构成两个以上电容感应单元，处理装置分别获取两个以上电容感应单元所分别形成的单元电容变化值。

图5示出了设置多个第一极板和第二极板的情况。其中，第一极板和第二极板的数量可以根据实际情况来进行设置，并且其形状可以为正方形、长方形、圆形、梯形、菱形、三角形、T形、叉指形、多边形等各种形状，在本公开中不做限定，在其他实施方式/实施例中，极板的形状也可以为上述的形状或其他任意形状。

通过设置多个第一极板和第二极板，以第一电池单元110和第二电池单元120为例进行说明，在第一电池单元110的外表面设置多个第一极板210，相对应地，在第二电池单元120的外表面也相应地设置多个第二极板220。这样当某个第一极板210和第二极板220所处位置的第一电池单元110和/或第二电池单元120发生形变时，该第一极板210和第二极板220所生成的静态电容值将会发生变化，因此通过检测该静态电容值来得到第一电池单元110和/或第二电池单元120发生形变的情况。

由于在不同位置设置有不同的第一极板和第二极板，因此各个对应的第一极板和第二极板所生成的静态电容值可能是不同的。例如发生鼓包型故障时，鼓包处的第一极板和第二极板的静态电容变化较大，而未鼓包处的第一极板和第二极板的静态电容变化较小。

优选地，第一极板与第二极板平行设置。

例如，本公开的处理装置还可以包括比较单元，比较单元用于比较各个单元(每个相应的第一极板和第二极板构成的单元)电容变化值，并且根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

例如，当发生如图3所示形状的鼓包型故障时，中间两个第一极板210和第二极板220的静电电容的变化值将大于两侧两个第一极板210和第二极板220的静电电容的变化值，这样通过检测每个第一极板210和第二极板220构成的检测单元的静电电容的变化值，可以得到形变所发生的位置，并且也可以通过形变位置来得到形变的类型。例如，当发生如图4所示的挤压型故障时，各个单元的静电电容的变化值大体相等，因此这时可以将故障定义为挤压型故障，而差别较大的情况下，可以将故障定义为鼓包型故障。

在本公开的一个实施例中，可以采用每个电池单元外部包装用的导电体来作为第一极板和第二极板。例如，电池单元通常采用铝箔包裹，可以使用包裹用的铝箔来作为第一极板和第二极板。并且还可以在铝箔与电池本体之间设置有绝缘层等。

根据本公开的另一实施例，第一极板和/或第二极板为分别设置在一个电池单元的外表面附近和/或设置在另一电池单元的外表面附近的导电体或导电材料。例如，可以单独设置导电体来作为第一极板和第二极板，也可以设置导电材料来实现第一极板和第二极板的功能等。

电池测量系统还可以包括施加装置，施加装置用于向第一极板和/或第二极板施加激励。另外也可以包括阈值比较单元，当电容变化超过预定阈值，则判断电池出现故障。

根据本公开的另一方面，还提供了一种电池管理系统，包括如上的电池测量系统，通过电池测量系统来测量电池包中的电池单元的形变。

根据本公开的第二方面，提供了一种电池包中电池测量系统，电池包包括两个以上电池单元，两个以上电池单元间隔预定空间排列，电池测量系统包括：电容感应装置，电容感应装置包括第一极板阵列和第二极板阵列；以及处理装置，处理装置处理第一极板阵列和/或第二极板阵列的输出信号，以便获取当电池单元形变引起第一极板阵列与第二极板阵列之间的距离变化所生成的第一极板阵列与第二极板阵列之间的电容变化，其中，第一极板阵列包括两个以上第一极板并且第二极板阵列包括两个以上第二极板，两个以上第一极板的延伸方向与两个以上第二极板的延伸方向成预定角度，第一极板阵列设置在相邻电池单元的一个电池单元的外表面上、附近或内部，第二极板阵列设置在相邻电池单元的另一电池单元的外表面上、附近或内部，其中第一极板阵列和第二极板阵列设置在预定空间中并且对向设置。预定角度可以为90度。

在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板阵列和第二极板阵列。第一极板阵列与第二极板阵列可以平行设置。

下面以两个电池单元为例进行说明。图6示出了第一电池单元和第二电池单元的第一极板和第二极板的设置示意图。

如图6所示，设置在第一电池单元110的第一极板阵列中的第一极板210可以沿着第一方向延伸，并且可以平行地布置有多个，设置在第二电池单元120的第二极板阵列中的第二极板220可以沿第二方向延伸，并且也可以平行地设置有多个。这样，当第一极板210与第二极板220对向设置时，可以通过第一极板210与第二极板220之间生成的电容值来感知电池单元的形变。需要注意的是，虽然在图6中将第一极板210和第二极板220设置为长条状，但是其也可以采用其他形状，在本公开中不做限定。

该电池测量系统还可以包括施加装置，施加装置用于分时向两个以上第一极板中的一个或两个以上第一极板施加激励，和/或分时向两个以上第二极板中的一个或两个以上第二极板施加激励。

例如在第一时间向一个第一极板210施加激励电压，后测量该第一极板和第二极板之间的静电电容值。然后向另一个第一极板施加激励电压，测量该第一极板与第二极板之间的静电电容值，……。

这样，可以最终可以得到各个第一极板施加激励电压后得到的第一极板与第二极板之间的静电电容值。

处理装置获取一个时间与其他时间向第一极板和/或第二极板施加激励后基于每个第一极板和/或第二极板测量的电容变化，并且比较电容变化，根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

例如，当发生如图3所示形状的鼓包型故障时，鼓包处的第一极板210和第二极板220的静电电容的变化值将大于两侧两个第一极板210和第二极板220的静电电容的变化值，这样通过检测每个第一极板210和第二极板220构成的检测单元的静电电容的变化值，可以得到形变所发生的位置，并且也可以通过形变位置来得到形变的类型。例如，当发生如图4所示的挤压型故障时，各个单元的静电电容的变化值大体相等，因此这时可以将故障定义为挤压型故障，而差别较大的情况下，可以将故障定义为鼓包型故障。

在本公开的一个实施例中，可以采用每个电池单元外部包装用的导电体来作为第一极板和第二极板。例如，电池单元通常采用铝箔包裹，可以使用包裹用的铝箔来作为第一极板和第二极板。并且还可以在铝箔与电池本体之间设置有绝缘层等。这时可以将包装用的铝箔进行处理，从而形成各个第一极板与第二极板。

此外，当电容变化超过预定阈值，则判断电池出现故障。

根据本公开的进一步实施例，还提供了一种电池管理系统，包括如上的电池测量系统，通过电池测量系统来测量电池包中的电池单元的形变。

根据本公开的第三方面，提供了一种电池包中电池测量系统，电池包包括两个以上电池单元，两个以上电池单元间隔预定空间排列，电池测量系统包括：电容感应装置，电容感应装置包括第一极板、第二极板和中间极板；以及处理装置，处理装置处理第一极板、第二极板和/或中间极板的输出信号，以便获取当电池单元形变引起第一极板与中间极板之间、和/或第二极板与中间极板之间的距离变化所生成的第一极板与中间极板之间、和/或第二极板与中间极板之间的电容变化，第一极板设置在相邻电池单元的一个电池单元的外表面上、附近或内部，第二极板设置在相邻电池单元的另一电池单元的外表面上、附近或内部，中间极板位于第一极板与第二极板之间，并且中间极板分别与第一极板和第二极板在预定空间中对向设置。

在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板、第二极板和中间极板。

如图7所示，在第一极板210与第二极板220之间设置有中间极板230，通过中间极板230与第一极板210之间的电容变化可以得知第一电池单元110的形变，通过中间极板230与第二极板220之间的电容变化可以得知第二电池单元120的形变。对于其他电池单元，原理相同，不再赘述。

中间极板可以为一整个导电体，也可以在中间极板的两侧设置有导电体/导电材料。当为一整个导电体时，可以通过分别检测中间极板与第一极板之间的电容变化、中间极板与第二极板之间的电容变化，来得到第一电池单元110的形变和第二电池单元120的形变。当在中间极板的两侧设置有导电体/导电材料，通过与第一极板对应的中间极板相对侧的导电体/导电材料来测量第一电池单元110的形变，并且通过与第二极板对应的中间极板相对侧的导电体/导电材料来测量第二电池单元120的形变。中间极板的两侧分别设置导电体或导电材料的情况下，两侧的导电体或导电材料绝缘。

与图5所示的实施例类似，第一极板、第二极板和中间极板的数量分别为两个以上，并且两个以上的第一极板与两个以上中间极板一一对应地设置并且构成两个以上第一电容感应单元，两个以上的第二极板与两个以上中间极板一一对应地设置并且构成两个以上第二电容感应单元，处理装置分别获取两个以上第一电容感应单元和两个以上第二电容感应单元所分别形成的单元电容变化值。

处理装置包括比较单元，比较单元用于比较各个单元电容变化值，并且根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

类似地，第一极板和/或第二极板为一个电池单元包装用导电体和/或另一电池单元包装用导电体，中间极板为设置在第一极板与第二极板之间的导电体或导电材料。或者，第一极板和/或第二极板为分别设置在一个电池单元的外表面附近和/或设置在另一电池单元的外表面附近的导电体或导电材料，中间极板为设置在第一极板与第二极板之间的导电体或导电材料。

第一极板、第二极板与中间极板平行设置。

还包括施加装置，施加装置用于向第一极板、第二极板和/或中间极板施加激励。当电容变化超过预定阈值，则判断电池出现故障。

根据本公开的第四方面，提供了一种电池包中电池测量系统，电池包包括两个以上电池单元，两个以上电池单元间隔预定空间排列，电池测量系统包括：电容感应装置，电容感应装置包括第一极板阵列、第二极板阵列和中间极板阵列；以及处理装置，处理装置处理第一极板阵列、第二极板阵列和/或中间极板阵列的输出信号，以便获取当电池单元形变引起第一极板阵列与中间极板阵列之间、和/或第二极板阵列与中间极板阵列之间的距离变化所生成的电容变化，其中，第一极板阵列包括两个以上第一极板、第二极板阵列包括两个以上第二极板以及中间极板阵列包括两个以上中间极板，两个以上第一极板的延伸方向与两个以上中间极板的延伸方向成预定角度，两个以上第二极板的延伸方向与两个以上中间极板的延伸方向成预定角度，第一极板阵列设置在相邻电池单元的一个电池单元的外表面上、附近或内部，第二极板阵列设置在相邻电池单元的另一电池单元的外表面上、附近或内部，中间极板阵列设置在第一极板阵列与第二极板阵列之间，其中第一极板阵列、第二极板阵列和中间极板阵列设置在预定空间中并且对向设置。

在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板阵列、第二极板阵列和中间极板阵列。第一极板阵列、第二极板阵列和中间极板阵列平行设置。预定角度为90度。

中间极板阵列的两侧分别设置导电体或导电材料，并且两侧的导电体或导电材料绝缘。

还包括施加装置，施加装置用于分时向两个以上第一极板中的一个或两个以上第一极板施加激励、分时向两个以上第二极板中的一个或两个以上第二极板施加激励、和/或分时向两个以上中间极板中的一个或两个以上中间极板施加激励。

处理装置获取一个时间与其他时间向第一极板、第二极板和/或中间极板施加激励后基于每个第一极板、第二极板和/或中间极板测量的电容变化，并且比较电容变化，根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

第一极板和/或第二极板为分别设置在一个电池单元的外表面附近和/或设置在另一电池单元的外表面附近的导电体或导电材料。

当电容变化超过预定阈值，则判断电池出现故障。

当根据每个第一极板与每个中间极板之间的电容变化、和/或根据每个第二极板与每个中间极板之间的电容变化一致时，则认为电池单元受到挤压，当根据每个第一极板与每个中间极板之间的电容变化、和/或根据每个第二极板与每个中间极板之间的电容变化不一致时，则认为电池单元发生鼓包。

其中本公开第四方面的技术方案与图6的示例不同之处在于，还包括中间极板阵列，该中间极板可以包括多个条状的中间极板。

例如，多个第一极板可以平行地沿第一方向延伸，多个第二极板也可以平行地沿第一方向延伸，而多个中间极板可以沿着与第一方向成一定角度的第二方向延伸，例如该一定角度可以为90度。其测量方式也可以与第二方面的技术方案类似，在此不再赘述。

根据本公开的进一步实施例，提供了一种电池管理系统，包括如上的电池测量系统，通过电池测量系统来测量电池包中的电池单元的形变。

图8示出了根据本公开实施方式的处理装置的示意图，其中处理装置可以包括施加单元，施加单元可以提供预定赫兹的方波电压、阶梯波电压等，并且采样单元可以从极板接收信号，接收后的信号提供给模数转换单元，经模数转换单元转换后可以提供至滤波单元等，这样可以测得相应的电容变化值。此外，当采用处理装置对多个极板进行处理时，可以在采样单元之前设置有复用单元，例如可以采用复用单元的开关来选择测量各个极板的信号。

在本公开的优选实施方式中，在包括多个第一极板的情况下，多个第一极板之间可以设置有绝缘材料或者绝缘部件，以便防止在电池单元形变时，各个第一极板之间形成短路。此外，相同地，在包括多个第二极板/中间极板的情况下，各个第二极板/中间极板也就可以设置有绝缘材料或者绝缘部件，以防止形变后短路。此外，在第一极板和第二极板之间、第一极板和中间极板之间、和/或第二极板与中间极板之间也可以设置有绝缘材料或者绝缘部件。在上面所述的设置绝缘材料或者绝缘部件时，可以将绝缘材料或者绝缘部件设置在两个极板之间、或者通过绝缘材料或者绝缘部件来包裹各个极板的表面。

此外，在上面的实施方式/实施例中，以第一极板/第二极板设置在电池单元的外表面为例进行了说明，但是第一极板/第二极板也可以设置在电池单元的外表面的内部，例如可以设置在电池单元的外包装的内部等。

在上面的描述中，根据本公开的技术方案可以用来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。例如在设置有多个第一极板、第二极板或中间极板的情况下，通过设置在不同位置的极板的信号来判断形变的范围，例如当某些位置的极板信号发生变化时，可以判断所发生形变的范围。此外对于发生形变的面积的判断也可以采用相同的方式。此外，也可以根据电容变化的大小来得到电池单元的变形量等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

Claims

1.一种电池测量系统，其特征在于，所述电池测量系统测量电池包中电池单元的形变，所述电池包包括两个以上电池单元，所述两个以上电池单元间隔预定空间排列，所述电池测量系统包括：

2.如权利要求1所述的电池测量系统，其特征在于，在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板和第二极板。

3.如权利要求1所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板与所述第二极板的数量分别为两个以上，并且两个以上的第一极板与两个以上的第二极板一一对应地设置并且构成两个以上电容感应单元，所述处理装置分别获取两个以上电容感应单元所分别形成的单元电容变化值。

4.如权利要求3所述的电池测量系统，其特征在于，所述处理装置包括比较单元，所述比较单元用于比较各个所述单元电容变化值，并且根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板和/或第二极板为所述一个电池单元包装用导电体和/或所述另一电池单元包装用导电体。

6.如权利要求1至4中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板和/或第二极板为分别设置在所述一个电池单元的外表面附近或内部和/或设置在所述另一电池单元的外表面附近或内部的导电体或导电材料。

7.如权利要求1至4中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板与所述第二极板平行设置。

8.如权利要求1至4中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，还包括施加装置，所述施加装置用于向所述第一极板和/或所述第二极板施加激励。

9.如权利要求1至4中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，当所述电容变化超过预定阈值，则判断所述电池出现故障。

10.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电池测量系统。

11.一种电池测量系统，其特征在于，所述电池测量系统测量电池包中电池单元的形变，所述电池包包括两个以上电池单元，所述两个以上电池单元间隔预定空间排列，所述电池测量系统包括：

12.如权利要求11所述的电池测量系统，其特征在于，在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板阵列和第二极板阵列。

13.如权利要求12所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板阵列与所述第二极板阵列平行设置。

14.如权利要求13所述的电池测量系统，其特征在于，所述预定角度为90度。

15.如权利要求11至14中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，还包括施加装置，所述施加装置用于分时向所述两个以上第一极板中的一个或两个以上第一极板施加激励，和/或分时向所述两个以上第二极板中的一个或两个以上第二极板施加激励。

16.如权利要求15所述的电池测量系统，其特征在于，所述处理装置获取一个时间与其他时间向第一极板和/或第二极板施加激励后基于每个第一极板和/或第二极板测量的电容变化，并且比较所述电容变化，根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

17.如权利要求11至14中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板和/或第二极板为分别设置在所述一个电池单元的外表面附近或内部和/或设置在所述另一电池单元的外表面附近或内部的导电体或导电材料。

18.如权利要求11至14中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，当所述电容变化超过预定阈值，则判断所述电池出现故障。

19.如权利要求11至14中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，当根据每个第一极板和/或根据每个第二极板测量的电容变化一致时，则认为电池单元受到挤压，当根据每个第一极板和/或根据每个第二极板测量的电容变化不一致时，则认为电池单元发生鼓包。

20.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求11至19中任一项所述的电池测量系统。

21.一种电池测量系统，其特征在于，所述电池测量系统测量电池包中电池单元的形变，所述电池包包括两个以上电池单元，所述两个以上电池单元间隔预定空间排列，所述电池测量系统包括：

22.如权利要求21所述的电池测量系统，其特征在于，在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板、第二极板和中间极板。

23.如权利要求21所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板、所述第二极板和所述中间极板的数量分别为两个以上，并且两个以上的第一极板与两个以上中间极板一一对应地设置并且构成两个以上第一电容感应单元，两个以上的第二极板与两个以上中间极板一一对应地设置并且构成两个以上第二电容感应单元，所述处理装置分别获取两个以上第一电容感应单元和两个以上第二电容感应单元所分别形成的单元电容变化值。

24.如权利要求23所述的电池测量系统，其特征在于，所述处理装置包括比较单元，所述比较单元用于比较各个所述单元电容变化值，并且根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

25.如权利要求21至24中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板和/或第二极板为所述一个电池单元包装用导电体和/或所述另一电池单元包装用导电体，所述中间极板为设置在所述第一极板与所述第二极板之间的导电体或导电材料。

26.如权利要求21至24中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板和/或第二极板为分别设置在所述一个电池单元的外表面附近或内部和/或设置在所述另一电池单元的外表面附近或内部的导电体或导电材料，所述中间极板为设置在所述第一极板与所述第二极板之间的导电体或导电材料。

27.如权利要求21至24中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板、所述第二极板与所述中间极板平行设置。

28.如权利要求21至24中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，还包括施加装置，所述施加装置用于向所述第一极板、所述第二极板和/或所述中间极板施加激励。

29.如权利要求21至24中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，当所述电容变化超过预定阈值，则判断所述电池出现故障。

30.如权利要求21至24中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，所述中间极板的两侧分别设置导电体或导电材料，并且两侧的导电体或导电材料绝缘。

31.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求21至30中任一项所述的电池测量系统。

32.一种电池测量系统，其特征在于，所述电池测量系统测量电池包中电池单元的形变，所述电池包包括两个以上电池单元，所述两个以上电池单元间隔预定空间排列，所述电池测量系统包括：

33.如权利要求32所述的电池测量系统，其特征在于，在两个以上电池单元的每两相邻电池之间均设置有第一极板阵列、第二极板阵列和中间极板阵列。

34.如权利要求33所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板阵列、所述第二极板阵列和所述中间极板阵列平行设置。

35.如权利要求34所述的电池测量系统，其特征在于，所述预定角度为90度。

36.如权利要求35所述的电池测量系统，其特征在于，所述中间极板阵列的两侧分别设置导电体或导电材料，并且两侧的导电体或导电材料绝缘。

37.如权利要求32至36中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，还包括施加装置，所述施加装置用于分时向所述两个以上第一极板中的一个或两个以上第一极板施加激励、分时向所述两个以上第二极板中的一个或两个以上第二极板施加激励、和/或分时向所述两个以上中间极板中的一个或两个以上中间极板施加激励。

38.如权利要求37所述的电池测量系统，其特征在于，所述处理装置获取一个时间与其他时间向第一极板、第二极板和/或中间极板施加激励后基于每个第一极板、第二极板和/或中间极板测量的电容变化，并且比较所述电容变化，根据比较结果来判断电池的形变位置、形变量、形变范围和/或形变类型。

39.如权利要求32至36中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，所述第一极板和/或第二极板为分别设置在所述一个电池单元的外表面附近和/或设置在所述另一电池单元的外表面附近的导电体或导电材料。

40.如权利要求32至36中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，当所述电容变化超过预定阈值，则判断所述电池出现故障。

41.如权利要求32至36中任一项所述的电池测量系统，其特征在于，当根据每个第一极板与每个中间极板之间的电容变化、和/或根据每个第二极板与每个中间极板之间的电容变化一致时，则认为电池单元受到挤压，当根据每个第一极板与每个中间极板之间的电容变化、和/或根据每个第二极板与每个中间极板之间的电容变化不一致时，则认为电池单元发生鼓包。

42.一种电池管理系统，其特征在于，包括如权利要求32至41中任一项所述的电池测量系统。