JP7828474B2 - 電池パック、電力消費装置、電池パックの検出方法及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

電池パック、電力消費装置、電池パックの検出方法及びコンピュータ記憶媒体

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2022年10月21日に提出された名称が「電池パック、電力消費装置、電池パックの検出方法及びコンピュータ記憶媒体」である中国特許出願202211292957.9の優先権を主張しており、この出願のすべての内容は、援用により本明細書に取り込まれる。
本出願は、新エネルギー技術分野に関し、特に電池パック、電力消費装置、電池パックの検出方法及びコンピュータ記憶媒体に関する。
新エネルギー技術の発展に伴い、電池の様々な面での応用がますます広くなっている。しかし様々な誘因の影響を受け、電池は、熱暴走現象が発生する可能性があり、それにより大量の熱量及び有害ガスを放出し、電池の発火ひいては、電池の爆発を引き起こす。
本出願の実施例は、電池パック、電力消費装置、電池パックの検出方法及びコンピュータ記憶媒体を提供し、目的は、熱暴走検出方案を提供することであり、これにより電力消費装置及び人員の安全を向上させることに役立ち、同時に関連技術の熱暴走検出誤差が比較的高く、且つ温度センサの耐用年数が比較的短いという問題を改善する。
一方では、本出願は、電池パックを提供し、この電池パックは、
少なくとも一つの電池コアを含んでもよい電池コアモジュールと、
第一の収集モジュールであって、少なくとも一つの第一の収集ユニットを含んでもよく、第一の収集ユニットは、電池コア内に設置され、第一の収集ユニットは、電池コアの第一の運転データを収集するために用いられる第一の収集モジュールと、
第一の収集ユニットに接続され、第一の運転データに基づいて電池コアに対して熱暴走検出を行い、第一の検出結果を得るためのデータ処理モジュールと、
第二の収集モジュールであって、電池コアモジュールの外部に設置され、第一の検出結果がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に電池コアの第二の運転データを収集するために用いられる第二の収集モジュールとを含んでもよく、
データ処理モジュールはさらに、第二の収集モジュールに接続され、さらに第二の運転データによって電池コアに熱暴走リスクが存在するか否かを二次検出し、第二の検出結果を得るために用いられる。
これらの実施例では、電池コアモジュール、第一の収集モジュール、第二の収集モジュール及びデータ処理モジュールを設置することにより、ここで、第一の収集モジュールは、少なくとも一つの第一の収集ユニットを含んでもよく、データ処理モジュールは、第一の収集ユニットに接続され、第一の運転データに基づいて電池コアに対して熱暴走検出を行い、第一の検出結果を得るために用いられる。第二の収集モジュールは、データ処理モジュールに接続され、第一の検出結果がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に電池コアの第二の運転データを収集することができ、データ処理モジュールはさらに、第二の運転データによって電池コアに熱暴走リスクが存在するか否かを二次検出し、第二の検出結果を得ることができる。第一の収集ユニットが電池コア内に設置されるため、これにより電池コア内部の運転データの直接収集を実現し、電池コア内部の運転状況をよりリアルに反映し、且つ電池コア内部の運転データに基づいて熱暴走リスクが存在することを確認した後に電池コアモジュールの外部の第二の収集モジュールを起動し、さらに第二の収集モジュールが収集した第二の運転データに基づいて二次検出を行い、これにより内外と結びつけて二段階検出により熱暴走早期警報検出の正確性を向上させることができる。また第一の検出結果が熱暴走リスクが存在することを示す場合にのみ第二の収集モジュールを起動し、第二の収集モジュールは、第二の運転データを断続的に収集するため、第二の収集モジュールの耐用年数も延長する。
選択的に、電池パックは、
データ処理モジュールに接続され、第一の検出結果がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合、電池コアの温度を平衡させるための熱管理モジュールをさらに含んでもよい。
これらの実施例では、熱管理モジュールが一次早期警報を生成した後に(即ち第一の検出結果は、いずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する)電池コア温度を平衡させることにより、関連技術に比べて電池コアの温度の低減操作を早期に実行することができ、電池コアの熱暴走リスクを低減させ、電池コアの使用安全性を向上させることに役立つ。
選択的に、第一の収集ユニットは、
第一の温度収集ユニットであって、電池コアの第一の温度データを収集するために用いられ、第一の運転データは、第一の温度データを含んでもよい第一の温度収集ユニットと、
第一の温度データによって電池コアに対して熱暴走検出を行い、且つ第一の温度データが温度暴走条件に適合する場合、第一の検出結果を電池コアに熱暴走リスクが存在すると指示するためのデータ処理モジュールとを含んでもよい。
これらの実施例では、電池コアに内蔵された第一の温度収集ユニットの選択的な熱暴走早期警報方案を提供し、正確性、感度が高い熱暴走検出方案を提供することに役立ち、電池の熱暴走管理を早期に実現することに役立ち、熱暴走早期警報の正確性を向上させ、後続の熱管理及び熱暴走早期警報通知により多くの時間を稼ぐことができ、関連技術における熱暴走早期警報の深刻な遅れという技術的問題を改善する。
選択的に、第一の収集ユニットは、一次収集ユニットをさらに含んでもよく、
一次収集ユニットであって、電池コアの第一の温度データ以外の第三の運転データを収集するために用いられ、第一の運転データは、第三の運転データを含んでもよく、
データ処理モジュールは、第三の運転データが対応するタイプのデータ検出条件に適合する場合、第一の温度データによって電池コアに対して熱暴走検出を行うために用いられる。
これらの実施例では、第一の温度データに基づいて電池コアの熱暴走検出を行う前に、第三の運転データのデータ検出条件判定を追加し、第一の温度収集ユニットに発生する可能性のある異常を排除し、電池コアの熱暴走検出の正確性を向上させ、同時に電池コアの熱暴走の根本的な原因を発見するために参考根拠を提供する。
選択的に、電池コアは、ケース及びケースに収容された極板を含んでもよく、一次収集ユニットは、
圧力収集ユニットを含んでもよく、圧力収集ユニットは、第一の温度収集ユニットに対応し、圧力収集ユニットは、ケースの内面及び/又は極板に貼り合わせられ、圧力収集ユニットは、電池コアの圧力データを収集するために用いられ、第三の運転データは、圧力データを含んでもよく、
ここで、圧力データが圧力閾値よりも大きい場合、第三の運転データは、対応するタイプのデータ検出条件に適合する。
これらの実施例では、電池コア内部圧力が大きすぎることにより電池コア内部温度が上昇し、さらに熱暴走リスクが発生する状況を考慮し、内蔵圧力収集ユニットと第一の温度収集ユニットとの組み合わせによって局所受力熱暴走の一次早期警報を実現でき、熱暴走リスクの評価を行う上で、電池コア内部の熱暴走が発生する根本的な原因を発見し、後続の熱暴走の分析及び検出に参考を提供する。
選択的に、データ処理モジュールはさらに、圧力データが圧力閾値よりも大きく且つ第一の温度データが温度暴走条件に適合しない場合、第一の検出結果を電池コアの受力異常として指示するために用いられる。
これらの実施例では、データ処理モジュールによって電池コアの圧力が大きすぎる状況を分析し、局所的な受力異常による熱暴走又は局所的な受力異常であることを確認し、電池コア内部圧力が大きすぎるという正確な異常分析を実現する。
選択的に、電池コアは、ベアセル、ケース及びトップカバーを含んでもよく、ベアセルは、ケース及びトップカバーで囲まれて形成される収容空間内に収容され、一次収集ユニットは、
トップカバーとベアセルとの間に設置され、ケース内の気圧データ及び少なくとも一つのタイプのガス濃度を収集するために用いられる内蔵気圧及びガス収集ユニットを含んでもよく、
ここで、気圧データが気圧閾値よりも大きく、且ついずれかのタイプのガス濃度が対応するタイプの濃度閾値よりも大きい場合、第三の運転データは、対応するタイプのデータ検出条件に適合する。
これらの実施例では、電池コア内部に内蔵気圧及びガス収集ユニットを内蔵することにより電池コア内部に大量のガス発生現象が発生したか否かをより良く検出することができ、さらに第一の温度データの変化と結びつけて、ガス発生異常による電池コアの熱暴走の正確な判定を実現する。
選択的に、データ処理モジュールはさらに、気圧データが気圧閾値よりも大きく、第一の温度データが温度暴走条件に適合せず且ついずれかのタイプのガス濃度が対応するタイプの濃度閾値よりも大きい場合、第一の検出結果を電池コアのガス発生異常として指示するために用いられる。
これらの実施例では、ガス発生による熱暴走又はガス発生異常を確認でき、電池コア内部のガス発生の正確な異常分析を実現し、これにより熱暴走発生原因を発見し、後続の電池コアの熱暴走の検出及び分析に有利な参考根拠を提供することができる。
選択的に、電池パックは、
電池コアに対応する電気的データを収集するための第三の収集モジュールをさらに含んでもよく、電気的データは、電池コアが所在する回路の電圧値、電流値及び電池コアの絶縁抵抗値のうちの少なくとも一つを含んでもよく、
ここで、絶縁抵抗値が抵抗閾値よりも小さく、電流値が電流閾値よりも大きく、又は電圧値の低下速度が速度閾値よりも大きい場合、第三の運転データは、対応するタイプのデータ検出条件に適合する。
これらの実施例では、電池コアの電気的原因による熱暴走リスクを考慮し、電池コア内部の熱暴走発生の根本的な原因を探索し、後続の熱暴走の分析及び検出に参考を提供する。
選択的に、データ処理モジュールはさらに、電気的データに基づいて第三の運転データが対応するタイプのデータ検出条件に適合し、且つ第一の温度データが温度暴走条件に適合しないと決定した場合、第一の検出結果を電池コアの短絡異常として指示するために用いられる。
これらの実施例では、電気的データが判定された後、第一の温度データが温度暴走条件に適合するか否かを決定し、電池コアの短絡異常により電池コアに熱暴走リスクが存在するか否かを決定することができ、電池コア短絡の正確な異常分析を実現する。且つ電気的データは、ガス発生及び電池コア内部圧力と結びつけて一次信号収集システムを構成し、これにより第一の温度データが温度暴走条件に適合するか否かの判断をトリガーし、熱暴走発生の各根本的な原因から、熱暴走リスクの早期警報を実現すると同時に、熱暴走発生の誘因を全方位的に発見することができる。
選択的に、第二の収集モジュールは、
第一の検出結果がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に電池コアの第二の温度データを収集するための第二の温度収集ユニットを含んでもよく、第二の運転データは、第二の温度データを含んでもよく、
データ処理モジュールはさらに、第二の温度データが外部温度閾値よりも大きい場合、第二の検出結果を電池コアに二次熱暴走リスクが存在すると指示するために用いられる。
これらの実施例では、第二の温度収集ユニットの設置により、データ処理モジュールが第二の運転データに基づいて熱暴走リスクの二次検出を実現するために選択的な実現方式を提供する。一方では電池コア内部から溢れ出る熱暴走リスク信号を捕捉することができ、電池コア内部から溢れ出る熱暴走リスクの程度をタイムリーに把握し、他方では外部高温などの外部条件の変化による外部信号の変化を反映することができ、外部要素による熱暴走リスクの早期警報を実現することができる。且つ第二の温度収集ユニットは、第一の検出結果がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合にのみ起動するため、第二の温度収集ユニットの非連続動作状態は、無効動作を回避でき、第二の温度収集ユニットの実際の動作寿命を大幅に向上させる。
選択的に、第二の収集モジュールは、
第一の検出結果がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に電池コアモジュールの外部気圧データ及び外部の少なくとも一つのタイプのガス濃度を収集するための外付け気圧及びガス収集ユニットをさらに含んでもよく、
データ処理モジュールはさらに、外部気圧データが外部気圧閾値よりも大きく、外部の少なくとも一つのタイプのガス濃度が対応するタイプの濃度閾値よりも大きく、且つ第二の温度データが外部温度閾値以下である場合、第二の検出結果をガス発生異常の二次早期警報として指示するために用いられる。
これらの実施例では、電池パックの異常原因及び危険程度をタイムリーに把握し、且つ対応して措置を取ることができる。また、内外部のガスと気圧収集ユニット及び温度収集ユニットの結合設置により、電池パックの熱暴走及びガス発生異常の識別精度を向上させ、誤判定を防止することができる。
選択的に、第二の収集モジュールは、
第一の検出結果がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に電池コアモジュールの外部の煙濃度を収集するための煙濃度収集ユニットを含んでもよく、第二の運転データは、煙濃度を含んでもよく、
ここで、煙濃度が煙濃度の早期警報値よりも大きい場合、第二の検出結果は、電池コアに二次熱暴走リスクが存在することを指示する。
本実施例は、煙濃度収集ユニットの設置により、データ処理モジュールが第二の運転データに基づいて熱暴走リスクの二次検出を実現するために選択的な実現方式を提供する。一方では電池コア内部から溢れ出る熱暴走リスク信号を捕捉することができ、電池コア内部から溢れ出る熱暴走リスクの程度をタイムリーに把握し、他方では外部高温、高圧などの外部条件の変化による外部信号の変化を反映することができ、外部要素による熱暴走リスクの早期警報を実現することができる。さらに電池パックに煙が発生する現象を発見し、周囲の人にタイムリーに処理するように注意喚起することもできる。
また、この煙濃度収集ユニットは、第二の温度収集ユニットと併せて設置されてもよく、そのうちいずれかのユニットが収集したデータに基づいて電池コアに二次熱暴走リスクが存在することを確認することができ、外部熱暴走リスク検出の正確性を向上させる。且つ煙濃度収集ユニットは、第一の検出結果がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合にのみ起動するため、煙濃度収集ユニットの非連続動作状態は、無効動作を回避でき、煙濃度収集ユニットの実際の動作寿命を大幅に向上させる。
他方では、本出願は、上記態様の電池パックを含んでもよい電力消費装置を提供する。
別の態様では、本出願は、電池パックの検出方法を提供し、データ処理モジュールに応用され、電池パックは、電池コアモジュール、第一の収集モジュール及び電池コアモジュールの外部に設置される第二の収集モジュールを含んでもよく、電池コアモジュールは、少なくとも一つの電池コアを含んでもよく、第一の収集モジュールは、少なくとも一つの第一の収集ユニットを含んでもよく、第一の収集ユニットは、電池コア内に設置され、方法は、
第一の収集モジュールが収集した電池コアの第一の運転データを取得することと、
第一の運転データに基づいて電池コアに対して熱暴走検出を行い、第一の検出結果を得ることと、
第一の検出結果がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合、第二の収集モジュールを起動するように制御し、且つ第二の収集モジュールが収集した電池コア外部の第二の運転データを取得することと、
第二の運転データによって電池コアに熱暴走リスクが存在するか否かを二次検出し、第二の検出結果を得ることとを含んでもよい。
さらに別の態様では、本出願は、コンピュータ記憶媒体をさらに提供し、このコンピュータ記憶媒体にプログラム又は命令が記憶され、プログラム又は命令がプロセッサにより実行される時に上記態様の電池パックの検出方法のステップを実現する。
さらに別の態様では、本出願は、コンピュータ記憶媒体をさらに提供し、コンピュータ記憶媒体がプロセッサにより実行される時、上記態様の電池パックの検出方法のステップを実行する。
さらに別の態様では、本出願は、コンピュータプログラム製品をさらに提供し、このコンピュータプログラム製品は、プロセッサにより実行されて上記態様の電池パックの検出方法のステップを実現することができる。
上記説明は、本出願の技術案の概要に過ぎず、本出願の技術手段をより明瞭に理解するために、明細書の内容に従って実施することができ、そして本出願の上記及び他の目的、特徴と利点をより明瞭に且つ分かりやすくするために、以下は、特に本出願の具体的な実施態様を挙げて説明する。
本出願の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下は、本出願の実施例において使用される必要のある図面を簡単に紹介し、自明なことに、以下の記述における図面は、ただ本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、図面に基づいて他の図面を得ることもできる。
本出願の実施例の電池パックの一実施例のモジュール構造概略図である。 本出願の実施例の電池パックの別の実施例のモジュール構造概略図である。 本出願の実施例の電池パックのまた別の実施例のモジュール構造概略図である。 本出願の実施例の電池パックに関わる温度収集ユニットの一つの位置概略図である。 本出願の実施例の電池パックに関わる温度収集ユニットの別の位置概略図である。 本出願の実施例の電池パックのさらに別の実施例のモジュール構造概略図である。 本出願の実施例の電池パックのさらに別の実施例のモジュール構造概略図である。 本出願の実施例の電池パックのさらに別の実施例のモジュール構造概略図である。 本出願の実施例の電池パックのさらに別の実施例のモジュール構造概略図である。 本出願の実施例の電池パックの検出方法の選択的なフローチャートである。
以下、図面を結び付けながら本出願の技術案の実施例を詳細に記述する。以下の実施例が本出願の技術案をより明瞭に説明するためのものに過ぎないため、例のみとし、これによって本出願の保護範囲を限定してはならない。
特に定義されない限り、本明細書に使用されるすべての技術的と科学的用語は、本出願の技術分野に属する当業者によって一般的に理解される意味と同じであり、本明細書に使用される用語は、具体的な実施例を記述するためのものに過ぎず、本出願を限定することを意図しておらず、本出願の明細書と特許請求の範囲及び上記図面の説明における用語である「含む」と「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的な「含む」を意図的にカバーするものである。
本出願の実施例の記述において、技術用語である「第一」、「第二」などは、異なる対象を区別するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示又は示唆し又は指示される技術的特徴の数、特定の順序又は主従関係を暗黙的に明示すると理解されるべきではない。本出願の実施例の記述において、特に具体的な限定が明確化されない限り、「複数」の意味は、二つ以上である。
本明細書に言及された「実施例」は、実施例を結び付けて記述された特定の特徴、構造又は特性が本出願の少なくとも一つの実施例に含まれ得ることを意味している。明細書における各位置でのこのフレーズの出現は、必ずしも全てが同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と相互排他する独立した又は代替的な実施例でもない。当業者は、本明細書に記述された実施例が他の実施例と組み合わされることが可能であることを明示的且つ非明示的に理解することができる。
本出願の実施例の記述において、用語である「及び/又は」は、ただ関連対象を記述する関連関係に過ぎず、三つの関係が存在し得ることを表し、例えばA及び/又はBは、単独のA、AとBとの組み合わせ、単独のBの3つのケースを表してもよい。また、本明細書における文字である「/」は、一般的には前後関連対象が「又は」の関係であることを表す。
本出願の実施例の記述において、用語である「複数」は、二つ以上(二つを含む)を指し、同様に、「複数組」は、二組以上(二組を含む)を指し、「複数枚」は、二枚以上(二枚を含む)を指す。
本出願の実施例の記述において、技術用語である「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などにより指示される方位又は位置関係は、図面に基づいて示される方位又は位置関係であり、本出願の実施例の記述を容易にし記述を簡略化するためのものに過ぎず、言及された装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成して操作しなければならないことを指示又は暗示するものではないため、本出願の実施例に対する限定として理解してはならない。
新エネルギー分野では、動力電池は、電力消費機器(例えば、車両、船舶又は宇宙航空機など)の主な動力源とすることができるが、エネルギー貯蔵電池は、電力消費機器の充電源とすることができ、両者の重要性は、言うまでもない。例示であって限定的ではないが、いくつかの応用シナリオにおいて、動力電池は、電力消費機器における電池であってもよく、エネルギー貯蔵電池は、充電機器における電池であってもよい。記述の便宜上、以下では、動力電池及びエネルギー貯蔵電池は、いずれも電池と総称することができる。
新エネルギー技術の発展に伴い、動力電池の需要及び動力電池内部のエネルギー密度が並行して向上する。今後の長い期間において、電池のエネルギー密度が日増しに向上するにつれて、熱暴走リスクは、いずれも上昇傾向を呈する。
関連技術は、電池の熱暴走の早期警報を行う時、一般的に電池パック内に配備された温度センサなどを利用して熱暴走の早期特徴パラメータの測定を行い、さらに測定して得た特徴パラメータに基づいて証拠理論モデルと結びつけて電池の熱暴走の早期警報を行うが、このような方案の熱暴走検出誤差が比較的高く、且つ温度センサがパラメータの測定を継続するため、温度センサの耐用年数も短くなる。
上記技術的問題を解決するために、本出願は、電池パック、電力消費装置、電池パックの検出方法及びコンピュータ記憶媒体を提供し、以下にまず本出願の実施例による電池パックを紹介する。
図1を参照すると、図1は、本出願の実施例の電池パック100の一つの選択的な実施例のモジュール構造概略図を示す。本実施例では、この電池パック100は、電池コアモジュール110、第一の収集モジュール120、データ処理モジュール130及び第二の収集モジュール140を含んでもよい。
電池コアモジュール110は、少なくとも一つの電池コア111を含んでもよい。
第一の収集モジュール120は、少なくとも一つの第一の収集ユニット121を含んでもよく、第一の収集ユニット121は、電池コア111内に設置されてもよく、第一の収集ユニット121は、電池コア111の第一の運転データを収集するために用いられてもよい。
データ処理モジュール130は、第一の収集ユニット121に接続され、データ処理モジュール130は、第一の運転データに基づいて電池コア111に対して熱暴走検出を行い、第一の検出結果を得るために用いられる。
第二の収集モジュール140は、電池コアモジュール110の外部に設置されてもよい。第二の収集モジュール140は、第一の検出結果がいずれかの電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に電池コア111の第二の運転データを収集するために用いられてもよい。
データ処理モジュール130はさらに、第二の収集モジュール140に接続されてもよく、データ処理モジュール130はさらに、第二の運転データによって電池コア111に熱暴走リスクが存在するか否かを二次検出し、第二の検出結果を得るために用いられてもよい。
本出願の実施例は、電池コアモジュール110、第一の収集モジュール120、第二の収集モジュール140及びデータ処理モジュール130を設置することにより、ここで、第一の収集モジュール120は、少なくとも一つの第一の収集ユニット121を含んでもよく、データ処理モジュール130は、第一の収集ユニット121に接続されてもよく、第一の運転データに基づいて電池コアモジュール110に含まれる電池コア111に対して熱暴走検出を行い、第一の検出結果を得るために用いられる。第二の収集モジュール140は、データ処理モジュール130に接続され、第一の検出結果がいずれかの電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に電池コア111の第二の運転データを収集することができ、データ処理モジュール130はさらに、第二の運転データによって電池コア111に熱暴走リスクが存在するか否かを二次検出し、第二の検出結果を得ることができる。第一の収集ユニット121が電池コア111内に設置されるため、これにより電池コア111内部の運転データの直接収集を実現し、電池コア111内部の運転状況をよりリアルに反映し、且つ電池コア111内部の運転データに基づいて熱暴走リスクが存在することを確認した後に電池コアモジュール110外部の第二の収集モジュール140を起動し、さらに第二の収集モジュール140が収集した第二の運転データに基づいて二次検出を行い、これにより内外と結びつけて二段階検出により熱暴走早期警報検出の正確性を向上させることができる。また第二の収集モジュール140は、第一の検出結果が熱暴走リスクが存在することを示す場合にのみ起動され、断続的な収集状態にあり、第二の収集モジュール140の耐用年数を向上させる。
上記電池パック100は、少なくとも一つの電池コア111及び少なくとも一つの第一の収集ユニット121を含んでもよく、第一の収集ユニット121は、電池コア111に対応してもよく、第一の収集ユニット121は、対応する電池コア111内に設置されてもよい。ここで上記電池コア111は、硬質ケース電池コア、パウチ電池コア、積層型又は円柱電池コアであってもよい。
各第一の収集ユニット121は、単一又は複数の収集素子を含んでもよく、これらの収集素子は、いずれも電池コア111内に設けられる。上記収集素子は、センサ又は第一の運転データを取得するための他の収集素子であってもよい。例示的に、第一の収集ユニット121は、少なくとも温度収集ユニットを含んでもよく、他の例では、圧力収集ユニット、ガス収集ユニット及び気圧収集ユニットなどをさらに含んでもよい。これらの収集素子は、比較的強い耐腐食性を有し、これにより電池コア111内部の安定した設置に適する。
上記データ処理モジュール130は、BMS(Battery Management System、電池管理システム)であってもよく、熱暴走リスク早期警報専用のチップであってもよい。データ処理モジュール130と第一の収集ユニット121とは、導線を介して電気的に接続してもよい。例示的に、第一の収集ユニット121が信号収集を実現した後、第一の収集ユニット121は、それぞれ独立した導線を介してこの収集された信号を引き出し、その後、信号デカップリングによって電池コア111内部の第一の収集ユニット121が収集した現在の第一の運転データを得ることができる。
上記第一の運転データは、第一の収集ユニット121のタイプに関連し、例示的に、第一の収集ユニット121が第一の温度収集ユニット310を含む場合、第一の運転データは、第一の温度収集ユニット310が収集した第一の温度データを含んでもよい。第一の収集ユニット121がガス収集ユニットを含む場合、第一の運転データは、ガス収集ユニットが収集したガス濃度を含んでもよい。
熱暴走早期警報を行う時、データ処理モジュール130は、第一の運転データに基づいて異なる第一の運転データの運転条件と結びつけて電池パック100におけるいずれかの電池コア111が熱暴走検出条件に適合するか否かを確認することができ、いずれかの電池コア111が熱暴走検出条件に適合する時、第一の検出結果を電池パック100及び/又は電池パック100における熱暴走検出条件に適合する電池コア111に熱暴走リスクが存在すると指示することができ、この時データ処理モジュール130は、熱暴走一次早期警報を発することができ、人員は、タイムリーに退避することができる。逆に、全ての電池コア111がいずれも熱暴走検出条件に適合しない場合、この第一の検出結果は、電池パック100及び全ての電池コア111がいずれも熱暴走検出条件に適合しないことを指示し、この時にデータ処理モジュール130は、第一の収集モジュール120が信号収集を継続するようにトリガーすることができる。
ここで、電池パック100は、第二の収集モジュール140をさらに含んでもよく、この第二の収集モジュール140は、電池コアモジュール110の外部に設置されてもよく、即ち第二の収集モジュール140は、電池パック100内の電池コアモジュール110の外部の運転データ(即ち第二の運転データ)を収集することができる。この第二の収集モジュール140は、第一の検出結果が電池コア111又は電池パック100に熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に電池コア111の外部の第二の運転データを収集することができる。
この第二の運転データは、主に電池コア111の電池パック100内の環境データであり、この第二の運転データは、第一の運転データのタイプと少なくとも部分的に同じであってもよく、例えば第二の運転データ及び第一の運転データは、いずれも温度データを含んでもよい。この他、第二の運転データは、電池パック100内の煙濃度、ガス圧力及びガス濃度などをさらに含んでもよい。
第二の収集モジュール140が電池パック100内の電池コア111の第二の運転データを収集した後、この第二の運転データをそれに電気的に接続されたデータ処理モジュール130に送信することができ、このデータ処理モジュール130は、第二の運転データに基づいて電池コア111/電池パック100に熱暴走リスクが存在するか否かを二次検出し、第二の検出結果を得ることができる。
ここで、データ処理モジュール130は、二次検出を経て、且つ第二の検出結果に基づいて電池コア111/電池パック100に熱暴走リスクが存在すると決定した場合、この時に二次熱暴走早期警報を起動することができる。
説明すべきこととして、電池コア111内部の一次信号収集メカニズム及び対応する熱暴走早期警報方案は、電池コア111内部の問題をタイムリーに反映することができ、電池コア111の熱暴走リスクに最初に応答し、第二の収集モジュール140によって二次検証を行い、一方では電池コア111内部から溢れ出る熱暴走リスク信号を捕捉することができ、他方では外部の機械的押圧、高温などの外部条件の変化による外部信号の変化を反映することもでき、外部要素による熱暴走リスクの早期警報を実現することができる。
これらの実施例では、電池コア111内部に設置される第一の収集モジュール120が確立した一次信号収集メカニズムにより、第二の収集モジュール140の二次検証と結びつけて、内外で収集された第一の運転データ及び第二の運転データに対して相互補完及び検証を行うことができ、電池コア111の内外部、電池パック100の検出及び状態判定の正確度を向上させ、単一の信号収集モジュールが早期警報判断を行うことによる誤判定を克服することができる。また、第二の収集モジュール140は、第一の検出結果が電池コア111/電池パック100に熱暴走リスクが存在することを指示する場合にのみ起動し、このような非連続的な動作状態は、無効動作を回避することができ、第二の収集モジュール140の実際の動作寿命を大幅に向上させる。
いくつかの実施例では、第二の運転データを利用して熱暴走リスクの二次検出を行う場合、検出結果が正常であれば、熱暴走一次早期警報が解除されるまでこの二次検出を継続することができる。説明すべきこととして、一次早期警報が発生した時にすでに電池コア111内部に熱暴走リスクが存在することを示すが、電池コア111の外部に溢れ出ない可能性があり、この時に、電池コア111の内部の各項の第一の運転データが正常に回復するまで、熱管理などの降温措置によって熱暴走リスクを解消することができ、一次早期警報を解除し且つ二次検出を停止することができ、これにより電池コア111内部の熱暴走リスクが溢れ出るか否かを継続的に検出することができ、電池パック100が所在する環境の安全を保証する。
図2を参照すると、上記実施例に基づいて本出願の別の実施例を提供し、この実施例では、電池パック100は、熱管理モジュール210をさらに含んでもよく、この熱管理モジュール210は、データ処理モジュール130に接続されてもよい。熱管理モジュール210は、第一の検出結果がいずれかの電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示する場合、電池コア111温度を平衡させることができる。
第一の検出結果を得ていずれかの電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示する場合、熱管理モジュール210を調整し、さらに温度管理を実現し、電池コア111内部の温度を低下させることができる。同時に電池コア111内部の第一の収集モジュール120は、第一の運転データの収集を継続することができ、それにより熱管理モジュール210の降温方案により、一次早期警報を解除できるか否かを決定する。
上記熱管理モジュール210が電池コア111温度を平衡させる措置は、実際の必要に応じて本出願の出願日以前の関連技術と結びつけて設計することができ、ここでこれ以上説明しない。本出願の実施例は、主に熱管理モジュール210が電池コア111温度を平衡させるタイミングを強調する。
これらの実施例では、熱管理モジュール210が一次早期警報を生成した後に(即ち第一の検出結果は、いずれかの電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示する)電池コア111温度を平衡させることにより、関連技術に比べて電池コア111温度の低減操作を早期に実行することができ、電池コア111の熱暴走リスクを低減させ、電池コア111の使用安全性を向上させることに役立つ。
図3を参照すると、上記実施例に基づいて本出願のまた別の実施例を提供し、この実施例では、第一の収集ユニット121は、第一の温度収集ユニット310を含んでもよい。
上記第一の温度収集ユニット310は、電池コア111の第一の温度データを収集するために用いられ、第一の運転データは、第一の温度データを含んでもよい。
データ処理モジュール130は、電気的に接続された導線を介して第一の温度収集ユニット310が収集した第一の温度データを取得することができる。次にデータ処理モジュール130は、第一の温度データによって電池コア111に対して熱暴走検出を行うことができる。第一の温度データが温度暴走条件に適合する場合、データ処理モジュール130は、第一の検出結果を電池コア111に熱暴走リスクが存在すると指示することができ、この時に熱暴走一次早期警報を起動する。
上記第一の温度収集ユニット310は、温度センサ、又は温度収集に用いられる他の温度収集機器であってもよい。上記温度センサのタイプは、光ファイバーセンサ、バイメタル温度計、ガラス液体温度計、圧力式温度計、抵抗温度計、サーミスタ及び温度差電対などの一つ又は複数であってもよい。上記第一の温度収集ユニット310は、アレイ式で極板に貼り合わせられてもよく、その貼り合わせ位置は、実際の必要に応じて設置してもよい。
説明すべきこととして、上記に関する電池コア111は、ベアセルを含んでもよく、このベアセルはさらに、トップカバー及びケースで構成された収容空間内に収容される。このベアセルは、セパレータと極板を捲回して形成されてもよい。例示的に、図3から図5を併せて参照すると、ここで図4及び図5は、電池コア111内の極板が捲回構造である場合の、第一の温度収集ユニット310の選択的な分布位置概略図(即ち図における丸数字の1から丸数字の4に示す位置)を示す。この極板は、陽極極板であってもよく、極板は、捲回軸線の周りに捲回して捲回構造を形成してもよく、極板は、複数の平坦部410及び複数の折り曲げ部420を含んでもよく、複数の平坦部410は、第一の方向Xに沿って積層して設置されてもよく、複数の折り曲げ部420は、少なくとも部分的に弧状に折り曲げられ且つ隣接する二つの平坦部410に接続され、第一の方向Xは、捲回軸線に垂直である。第一の温度収集ユニット310は、平坦部410及び/又は折り曲げ部420に貼り合わせられてもよい。
上記第一の温度収集ユニット310は、電池コア111内部の最外層/最内層極板の折り曲げ部420に貼り合わせられてもよく、さらに電池コア111内部の最外層/最内層極板の平坦部410に貼り合わせられてもよい。無論、第一の温度収集ユニット310は、中間極板に貼り合わせられてもよい。
第一の温度データが温度暴走条件に適合することは、第一の温度データが温度閾値を超えたことであってもよく、即ち第一の温度データが温度閾値を超えた場合、第一の検出結果は、電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示し、逆に、第一の温度データが温度閾値を超えない場合、第一の検出結果は、電池コア111に一時的に熱暴走リスクが存在しないことを指示する。
さらに説明すべきこととして、第一の温度収集ユニット310が複数の位置に設置される場合、対応する位置の温度閾値は、異なってもよく、それにより電池コア111内部の各位置の温度の差異性を考慮する。
これらの実施例では、電池コア111に内蔵された第一の温度収集ユニット310の選択的な熱暴走早期警報方案を提供し、正確性、感度が高い熱暴走検出方案を提供することに役立ち、電池の熱暴走管理を早期に実現することに役立ち、熱暴走早期警報の正確性を向上させ、後続の熱管理及び熱暴走早期警報通知により多くの時間を稼ぐことができ、関連技術における熱暴走早期警報の深刻な遅れという技術的問題を改善する。
図6を参照すると、上記実施例に基づいて本出願のさらに別の実施例を提供し、この実施例では、第一の収集ユニット121は、第一の温度収集ユニット310を含む以外に、一次収集ユニット610をさらに含んでもよい。
上記一次収集ユニット610は、電池コア111の第一の温度データ以外の第三の運転データを収集するために用いられ、第一の運転データは、第三の運転データをさらに含んでもよい。
一次収集ユニット610が電池コア111の第三の運転データを収集して得た後、データ処理モジュール130は、導線を介して一次収集ユニット610が収集した第三の運転データを取得することができ、さらに第三の運転データが対応するタイプのデータ検出条件に適合する場合、第一の温度データによって電池コア111に対して熱暴走検出を行う。
本実施例と前記実施例との主な違いは、一次収集ユニット610及び異なるデータタイプに対応するデータ検出条件を追加したことであり、この追加された一次収集ユニット610は、電池コア111内部に異なる熱暴走現象が発生する誘因又は原理に基づいて設置されてもよい。
例えば熱暴走リスクは、電池コア111内部で発生したガス濃度が高すぎることに起因する可能性がある場合、一次収集ユニット610は、ガス及び気圧濃度の検出を行うことができ、さらに第三の運転データを得て、データ処理モジュール130は、第三の運転データがガス及び気圧濃度タイプのデータ検出条件に適合するか否かを判定することができる。
このデータ検出条件は、第三の運転データが熱暴走に関連する異常現象の検出条件に達したことであり、第三の運転データが対応するタイプのデータ検出条件に適合する場合、第一の温度収集ユニット310が収集した第一の温度データによって電池コア111の熱暴走検出を実現することができる。
これらの実施例では、第一の温度データに基づいて電池コア111の熱暴走検出を行う前に、第三の運転データのデータ検出条件判定を追加し、第一の温度収集ユニット310に発生する可能性のある異常を排除し、電池コア111の熱暴走検出の正確性を向上させ、同時に電池コア111の熱暴走の根本的な原因を発見するために参考根拠を提供する。
図7を参照し且つ図4から図5も併せて参照すると、上記実施例に基づき、本出願の電池パック100のさらに別の実施例を提供し、この実施例では、上記一次収集ユニット610は、圧力収集ユニット710を含んでもよい。
この圧力収集ユニット710は、第一の温度収集ユニット310に対応してもよく、圧力収集ユニット710は、図4及び図5に示す平坦部410及び/又は折り曲げ部420に貼り合わせられてもよく、さらにケースの内面に貼り合わせられてもよい。圧力収集ユニット710は、電池コア111の圧力データを収集することができ、上記第三の運転データは、上記圧力データを含む。ここで、圧力データが圧力閾値よりも大きい場合、第三の運転データは、対応する圧力タイプのデータ検出条件に適合する。
上記圧力収集ユニット710は、圧力センサ又は圧力データを取得するための他の収集機器であってもよく、ここで圧力センサのタイプは、歪みゲージピエゾ抵抗型、電磁型、コンデンサ型、圧電型、静電容量型及び振動弦型のうちの少なくとも一つを含んでもよい。
上記圧力収集ユニット710の厚さは、一般的に10μmよりも小さく、これらの圧力収集ユニット710は、封止接着剤によって極板に封止して固定されてもよく、いくつかの実施例では、圧力収集ユニット710が平坦部410に貼り合わせられる時、その有効面積は、1cm*1cmの範囲内であってもよく、圧力収集ユニット710が折り曲げ部420に貼り合わせられる時、圧力収集ユニット710の有効面積は、0.5cm*0.5cmの範囲内であってもよい。
いくつかの例では、この圧力収集ユニット710は、第一の温度収集ユニット310の隣に設置されてもよい。電池コア111を出荷する前に、電池接着剤で第一の温度収集ユニット310及び圧力収集ユニット710を一括してパッケージングして温度圧力収集アレイを形成してもよく、このアレイは、薄膜型であってもよく、良好な柔軟性を有し、これにより電池コア111内部の異なる位置の設置に適する。
引き続き図7を参照すると、且つ図4を併せてすると、電池コア111の最内層/最外層極板の平坦部410及び/又は折り曲げ部420に圧力収集ユニット710を設置してもよく、さらに電池コア111ケースの内面のいくつかの位置に圧力収集ユニット710を設置してもよい。他の例では、中間極板に圧力収集ユニット710を設置してもよい。
電池コア111の最内層極板の平坦部410、電池コア111の最外層極板の折り曲げ部420及び電池コア111のケース内面にいずれも圧力収集ユニット710が設置されることで説明し、ここで電池コア111の最内層極板の平坦部410で測定された圧力データは、第一の圧力データP1であり、電池コア111の最外層極板の折り曲げ部420で測定して得た圧力データは、第二の圧力データP2であり、電池コア111のケース内面で測定された圧力データは、第三の圧力データP3である。
第一の圧力データP1から第三の圧力データP3におけるいずれかの圧力データが対応する圧力閾値よりも大きい場合、第三の運転データが対応する圧力データタイプのデータ検出条件に適合すると考えられ、第一の温度データが温度暴走条件に適合するか否かを判定することができる。
第一の圧力データP1から第三の圧力データP3における全ての圧力データがいずれも対応する圧力閾値以下である場合、圧力収集ユニット710によって検出を継続することができる。
これらの実施例では、電池コア111内部圧力が大きすぎることにより電池コア111内部温度が上昇し、さらに熱暴走リスクが発生する状況を考慮し、内蔵圧力収集ユニット710と第一の温度収集ユニット310との組み合わせによって局所受力熱暴走の一次早期警報を実現でき、熱暴走リスクの評価を行う上で、電池コア111内部の熱暴走が発生する根本的な原因を発見し、後続の熱暴走の分析及び検出に参考を提供する。
引き続き図7を参照すると、上記実施例に基づき、本出願の電池パック100のさらに別の実施例を提供し、この実施例では、データ処理モジュール130はさらに、圧力データが圧力閾値よりも大きく且つ第一の温度データが温度暴走条件に適合しない場合、第一の検出結果を電池コア111の受力異常として指示するために用いられる。
説明すべきこととして、電池コア111内部のある位置の圧力データが対応する位置の圧力閾値よりも大きい場合、この時に電池コア111内部の局所に受力異常が発生したことを示すが、この受力異常現象は、電池コア111内部の温度上昇を引き起こさず、従ってそれによる熱暴走リスクが存在せず、データ処理モジュール130は、第一の検出結果を電池コア111の局所受力異常と認識してもよく、局所受力異常の一次警報を行ってもよい。
これらの実施例では、データ処理モジュール130によって電池コア111の圧力が大きすぎる状況を分析し、局所的な受力異常による熱暴走又は局所的な受力異常であることを確認し、電池コア111内部圧力が大きすぎるという正確な異常分析を実現する。
図8を参照すると、上記実施例に基づき、本出願の電池パック100のさらに別の実施例を提供し、この実施例では、上記一次収集ユニット610は、内蔵気圧及びガス収集ユニット810を含んでもよい。
この内蔵気圧及びガス収集ユニット810は、トップカバーとベアセルとの間に設置されてもよく、内蔵気圧及びガス収集ユニット810は、ケース内の気圧データ及び少なくとも一つのタイプのガス濃度を収集してもよい。ここで、気圧データが気圧閾値よりも大きく、且ついずれかのタイプのガス濃度が対応するタイプの濃度閾値よりも大きい場合、第三の運転データが対応するタイプのデータ検出条件に適合することを確認する。
説明すべきこととして、電池コア111内部温度が上昇すると、電解液と活物質が迅速に副反応し、大量の爆発性ガス(例えば水素ガス、一酸化炭素)、揮発性有機化合物(Volatile Organic Compounds、VOC)及び二酸化炭素を生成し、且つこの時にガス圧力も迅速に上昇し、これにより熱暴走現象を引き起こしやすい。電池コア111内部に内蔵気圧及びガス収集ユニット810を設置することにより電池コア111内部に大量のガス発生現象が発生したか否かをより良く検出することができ、さらに第一の温度データの変化と結びつけて、ガス発生異常による電池コア111の熱暴走の正確な判定を実現する。
この内蔵気圧及びガス収集ユニット810は、ガス収集ユニットと気圧収集ユニットに分けることができる。ここで、ガス収集ユニットは、各種のガスに敏感な半導体性ガスセンサを含んでもよく、又はガス収集ユニットは、半導体性ガスセンサを集積して製造されたガスセンサアレイであってもよい。気圧収集ユニットは、気圧センサ又は他のものであってもよく、気圧センサのタイプは、歪みゲージピエゾ抵抗型、電磁型、コンデンサ型、圧電型、静電容量型、振動弦式のうちの一つ又は複数を含んでもよい。
上記ガスセンサのタイプは、複数種を含んでもよく、ガスセンサアレイに集積された後に複数種の異なる成分含有量の検出を実現することができ、同時に空間を節約する。ガスセンサは、水素ガス、一酸化炭素、二酸化炭素などの電池コア111のガス発生を失効させるガスを検出するために用いられ、さらに温度の影響を受け、比較的大きな揮発性を有する有機化合物を検出するために用いられてもよく、例示的に、上記揮発性有機化合物は、メタン、エチレンなどを含んでもよい。
例示的に、上記ガス収集ユニットは、電池コア111内部の水素ガス、一酸化炭素、二酸化炭素及びVOCのガス濃度を検出することができ、同時に気圧収集ユニットは、電池コア111内部のガス圧力を収集することができる。電池コア111内部の総ガス圧力が気圧閾値よりも大きくなく、又は全てのタイプのガス濃度がいずれも対応するタイプのガス濃度閾値以下である場合、この時に電池コア111内部のガス発生が正常であり、ガス圧力及びガス濃度の検出を継続することができる。
電池コア111内部の総ガス圧力が気圧閾値よりも大きく、且ついずれかのタイプのガス濃度が対応するタイプのガス濃度閾値よりも大きい場合、電池コア111内部のガス発生が異常であると認識する。さらに第一の温度データが温度閾値よりも大きいか否かを確認することができ、第一の温度データが温度閾値よりも大きい場合、ガス発生異常のため電池コア111内部に熱暴走リスクが存在すると認識し、逆の場合、電池コア111内部にガス発生異常が発生していると認識し、電池コア111内部のガス発生異常の一次警報を発することができる。
さらに説明すべきこととして、上記各タイプのガス濃度閾値は、実際のこのガス濃度の熱暴走に対する影響に基づいて設定することができ、各タイプのガス濃度閾値は、同じであってもよく、異なってもよい。
他のいくつかの実施例では、ガス濃度及び総ガス圧力によって、各ガスの圧力P=P * yを求めてもよく、ここでPは、電池コア111内部のガス圧力であり、yは、iタイプのガス濃度であり、且つ各ガスに対応する圧力閾値と結びつけて電池コア111内部のガス発生が異常であるか否かの判定を行う。
引き続き図8を参照すると、上記実施例に基づいて本出願の電池パック100のさらに別の実施例を提供し、この実施例では、上記データ処理モジュール130はさらに、気圧データが気圧閾値よりも大きく、第一の温度データが温度暴走条件に適合せず且ついずれかのタイプのガス濃度が対応するタイプの濃度閾値よりも大きい場合、第一の検出結果を電池コア111のガス発生異常として指示するために用いられる。
ここで、第一の温度データが温度暴走条件に適合しなければ、この時電池コア111内部は、ガス発生異常による熱暴走リスクの早期警報の条件に達していないが、ガス発生異常が発生していることを示す。従ってガス発生による熱暴走又はガス発生異常を確認し、電池コア111内部のガス発生の正確な異常分析を実現し、これにより熱暴走発生原因を発見し、後続の電池コア111の熱暴走の検出及び分析に有利な参考根拠を提供することができる。
説明すべきこととして、関連技術には、可燃性ガス検出方案が存在し、このような可燃性ガス検出の対象は、電池パック100に溢れ出たガスであり、このガスは、実際には、電池コア111内のガスが一定量に蓄積され、気圧が限界に達すると防爆弁を突き破って溢れ出、従って関連技術には、検出と早期警報の遅れが存在し、人員の避難処理時間を減少させるリスクが存在する。且つ可燃性ガス検出は、主にVOCガスを検出する。従って関連技術に比べ、これらの実施例では、内蔵気圧及びガス収集ユニット810を電池コア111内部に設置し、且つ一酸化炭素、二酸化炭素、メタンなどの様々なタイプのガス濃度を検出できることにより、熱暴走早期警報方案により高い信頼性を持たせることができ、熱暴走リスク早期警報の範囲を向上させ、誤差を減少させることに役立つ。
図9を参照すると、上記実施例に基づき、本出願の電池パック100のさらに別の実施例を提供し、この実施例では、この電池パック100は、第三の収集モジュール910をさらに含んでもよい。
この第三の収集モジュール910は、データ処理モジュール130に接続されてもよく、第三の収集モジュール910は、電池コア111の電気的データを収集するために用いられてもよく、電気的データは、電池コア111が所在する回路の電圧値、電流値及び電池コア111の絶縁抵抗値のうちの少なくとも一つを含む。
上記電気的データも第三の運転データ内に含まれ、そのうちの少なくとも一つの電気的データに基づいて電気的タイプのデータ検出条件に適合するか否かを判定することができる。この電気的タイプのデータ検出条件は、絶縁抵抗値が抵抗閾値よりも小さいこと、電池コア111が所在する回路の電流値が電流閾値よりも大きいこと、又は電池コア111が所在する回路の電圧値の低下速度が速度閾値よりも大きいことを含んでもよい。即ち絶縁抵抗値、電圧値の低下速度及び電流値のうちの少なくとも一つが条件を満たし、第三の運転データが電気的タイプのデータ検出条件に適合する。
説明すべきこととして、上記電気的タイプのデータ検出条件を満たす場合、電池コア111が所在する回路に短絡が発生する可能性があり又は自己放電が深刻があることを示し、これにより熱暴走リスクを引き起こしやすい。第一の温度データが温度暴走条件に適合するか否かをさらに結び付ける必要があり、それにより電池コア111が短絡異常にあるか又は回路短絡による熱暴走リスクが存在するかを決定する。
これらの実施例では、電池コア111の電気的原因による熱暴走リスクを考慮し、電池コア111内部の熱暴走発生の根本的な原因を探索し、後続の熱暴走の分析及び検出に参考を提供する。
引き続き図9を参照すると、上記実施例に基づき、本出願の電池パック100のさらに別の実施例を提供し、この実施例では、データ処理モジュール130はさらに、電気的データに基づいて第三の運転データが対応するタイプのデータ検出条件に適合し且つ第一の温度データが温度暴走条件に適合しないを決定した場合、第一の検出結果を電池コア111の短絡異常として指示するために用いられてもよい。
本実施例では、電気的データが判定された後、第一の温度データが温度暴走条件に適合するか否かを決定し、電池コア111の短絡異常により電池コア111に熱暴走リスクが存在するか否かを決定することができ、電池コア111短絡の正確な異常分析を実現する。
これらの実施例では、電気的データ、ガス発生及び電池コア111内部圧力と結びつけて一次信号収集システムを構成し、これにより第一の温度データが温度暴走条件に適合するか否かの判断をトリガーし、熱暴走発生の各根本的な原因から、熱暴走リスクの早期警報を実現すると同時に、熱暴走発生の誘因を全方位的に発見することができる。
上記実施例に基づき、本出願の電池パック100のさらに別の実施例を提供し、本実施例では、上記第二の収集モジュール140は、第二の温度収集ユニット141を含んでもよい。この第二の温度収集ユニット141は、第一の検出結果がいずれかの電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に電池コア111の第二の温度データを収集するために用いられてもよく、ここで、第二の運転データは、第二の温度データを含んでもよい。
データ処理モジュール130はさらに、第二の温度データが外部温度閾値よりも大きい場合、第二の検出結果を電池コア111に二次熱暴走リスクが存在すると指示するために用いられてもよい。
これにより、データ処理モジュール130は、第一の運転データに基づき、電池コア111に熱暴走リスクが存在することを確認した場合、第二の温度収集ユニット141が起動するようにをトリガーし、且つ第二の温度収集ユニット141から第二の温度データを取得することができる。第二の温度データが外部温度閾値よりも大きい場合、電池パック100内の電池コアモジュール110の外部にも温度異常が存在することを示し、この時に電池コア111に二次熱暴走リスクが存在する。
上記第二の温度収集ユニット141は、電池コアモジュール110の周囲に分布してもよく、電池パック100の電池コアモジュール110以外の他の部材の周囲に分布してもよい。第二の温度収集ユニット141は、モジュールの温度及び電池パック100内の温度をそれぞれ検出することができ、いずれかの温度が温度早期警報値を超えた場合、電池コア111に二次熱暴走リスクが存在することを示し、データ処理モジュール130は、熱暴走二次早期警報信号を発することができ、これにより熱暴走リスクレベルを向上させる。逆に、第二の温度収集ユニット141が収集した全ての温度がいずれも温度早期警報値を超えていない場合、この時に電池コア111に依然として熱暴走リスクが存在するが、溢れ出るリスクが発生していないことを示す。
本方案により、一方では電池コア111内部から溢れ出る熱暴走リスク信号を捕捉することができ、電池コア111内部から溢れ出る熱暴走リスクの程度をタイムリーに把握し、他方では外部高温などの外部条件の変化による外部信号の変化を反映することができ、外部要素による熱暴走リスクの早期警報を実現することができる。
本実施例は、第二の温度収集ユニット141の設置により、データ処理モジュール130が第二の運転データに基づいて熱暴走リスクの二次検出を実現するために選択的な実現方式を提供する。且つ第二の温度収集ユニット141は、第一の検出結果がいずれかの電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示する場合にのみ起動するため、第二の温度収集ユニット141の非連続動作状態は、無効動作を回避でき、第二の温度収集ユニット141の実際の動作寿命を大幅に向上させる。
図9を参照すると、上記実施例に基づき、本出願の電池パック100のさらに別の実施例を提供し、本実施例では、第二の収集モジュール140は、第二の温度収集ユニット141を含む以外に、外付け気圧及びガス収集ユニット142をさらに含んでもよい。
上記外付け気圧及びガス収集ユニット142は、第一の検出結果がいずれかの電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に電池コアモジュール110の外部気圧データ及び外部の少なくとも一つのタイプのガス濃度を収集するすることができる。
データ処理モジュール130はさらに、外部気圧データが外部気圧閾値よりも大きく、外部の少なくとも一つのタイプのガス濃度が対応するタイプの濃度閾値よりも大きく、且つ第二の温度データが外部温度閾値以下である場合、第二の検出結果をガス発生異常の二次早期警報として指示するために用いられてもよい。
ここで外付け気圧及びガス収集ユニット142の具体的なタイプ及び異常判断ロジックは、電池コア111における内蔵気圧及びガス収集ユニット810を参照して設定することができ、ここでこれ以上説明しない。
外付け気圧及びガス収集ユニット142によって外部ガス発生異常を発見した場合、この時データ処理モジュール130は、第二の温度収集ユニット141が収集した第二の温度データを取得することができ、第二の温度データが対応する温度閾値よりも大きい場合、ガス発生熱暴走の二次警報を発し、熱暴走のリスクレベルを向上させることができる。逆に、ガス発生異常の二次警報を発し、ガス発生異常のリスクレベルを向上させる。
説明すべきこととして、外付け気圧及びガス収集ユニット142が外部ガス発生の異常を発見した場合、ガス発生異常が、既にガスが電池コアモジュール110の防爆弁を破ることを引き起こし、且つ電池コア111の外部に溢れ出、状況が比較的危険であることを意味する。異なる状況でのリスクレベルの提示により、電池パック100の異常原因及び危険程度をタイムリーに把握し、且つ対応して措置を取ることができる。また、内外部のガスと気圧収集ユニット及び温度収集ユニットの結合設置により、電池パック100の熱暴走及びガス発生異常の識別精度を向上させ、誤判定を防止することができる。
引き続き図9を参照すると、上記実施例に基づき、本出願の電池パック100のさらに別の実施例を提供し、本実施例では、第二の収集モジュール140は、煙濃度収集ユニット143を含んでもよい。
煙濃度収集ユニット143は、第一の検出結果がいずれかの電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示する時に起動し、且つ起動後に電池コアモジュール110の外部の煙濃度を収集するために用いられ、第二の運転データは、煙濃度を含む。ここで、煙濃度が煙濃度の早期警報値よりも大きい場合、第二の検出結果は、電池コア111に二次熱暴走リスクが存在することを指示する。
上記煙濃度収集ユニット143は、電池コアモジュール110の周囲及び電池パック100の電池コアモジュール110以外の他の位置に分布してもよく、モジュールと電池パック100内の煙濃度をそれぞれ検出することができ、さらにそれぞれの煙濃度とそれぞれの煙濃度の早期警報値とを比較し、いずれかの煙濃度が対応する煙濃度の早期警報値を超えた場合、電池コア111に二次熱暴走リスクが存在することを示し、データ処理モジュール130によって電池コア111の熱暴走煙の二次早期警報信号を発することができ、熱暴走リスクレベルを向上させ、同時に周辺の人々に煙吸入などのリスクが存在することを知らせる。逆に、煙濃度収集ユニット143が収集した全ての煙濃度がいずれも煙濃度の早期警報値を超えていない場合、この時に電池コア111に依然として熱暴走リスクが存在するが、一時的に溢れ出るリスクが発生していないことを示す。
本方案により、一方では電池コア111内部から溢れ出る熱暴走リスク信号を捕捉することができ、電池コア111内部から溢れ出る熱暴走リスクの程度をタイムリーに把握し、他方では外部高温、高圧などの外部条件の変化による外部信号の変化を反映することができ、外部要素による熱暴走リスクの早期警報を実現することができる。さらに電池パック100に煙が発生する現象を発見し、周囲の人にタイムリーに処理するように注意喚起することもできる。
本実施例は、煙濃度収集ユニット143の設置により、データ処理モジュール130が第二の運転データに基づいて熱暴走リスクの二次検出を実現するために選択的な実現方式を提供する。この煙濃度収集ユニット143は、第二の温度収集ユニット141と併せて設置されてもよく、そのうちいずれかのユニットが収集したデータに基づいて電池コア111に二次熱暴走リスクが存在することを確認することができ、外部熱暴走リスク検出の正確性を向上させる。且つ煙濃度収集ユニット143は、第一の検出結果がいずれかの電池コア111に熱暴走リスクが存在することを指示する場合にのみ起動するため、煙濃度収集ユニット143の非連続動作状態は、無効動作を回避でき、煙濃度収集ユニット143の実際の動作寿命を大幅に向上させる。
以上、図1から図9を結びつけて、本出願の実施例の電池パックを詳細に記述する。これに基づいて、本出願の実施例はさらに、電力消費装置を保護し、この電力消費装置は、上記実施例による電池パックを含み、従って電力消費装置は、電池パックの全ての有益な効果を有する。
図10を参照すると、上記実施例の電池パックに基づき、本出願の実施例は、電池パックの検出方法をさらに提供し、この方法は、データ処理モジュールに応用され、電池パックは、電池コアモジュール、第一の収集モジュール及び電池コアモジュールの外部に設置される第二の収集モジュールを含んでもよく、電池コアモジュールは、少なくとも一つの電池コアを含んでもよく、第一の収集モジュールは、少なくとも一つの第一の収集ユニットを含んでもよく、第一の収集ユニットは、電池コア内に設置され、方法は、
S101において、第一の収集モジュールが収集した電池コアの第一の運転データを取得することと、
S102において、第一の運転データに基づいて電池コアに対して熱暴走検出を行い、第一の検出結果を得ることと、
S103において、第一の検出がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合、第二の収集モジュールを起動するように制御し、且つ第二の収集モジュールが収集した電池コア外部の第二の運転データを取得することと、
S104において、第二の運転データによって電池コアに熱暴走リスクが存在するか否かを二次検出し、第二の検出結果を得ることとを含む。
本出願の実施例では、第一の収集ユニットが電池コア内に設置されるため、これにより電池コア内部の運転データの直接収集を実現し、電池コア内部の運転状況をよりリアルに反映し、且つ電池コア内部の運転データに基づいて熱暴走リスクが存在することを確認した後に電池コアモジュールの外部の第二の収集モジュールを起動し、さらに第二の収集モジュールが収集した第二の運転データに基づいて二次検出を行い、これにより内外と結びつけて二段階検出により熱暴走早期警報検出の正確性を向上させることができる。また第一の検出結果が熱暴走リスクが存在することを示す場合に起動され、断続的な収集状態にあり、第二の収集モジュールの耐用年数を向上させる。
引き続き図10を参照すると、上記実施例に基づき、本出願の電池パックの検出方法の別の実施例を提供し、この実施例では、S102の後、方法は、
S105において、第一の検出結果がいずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合、熱管理モジュールが電池コアの温度を平衡させるようにを制御することをさらに含む。
これらの実施例では、熱管理モジュールが一次早期警報を生成した後に(即ち第一の検出結果は、いずれかの電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する)電池コア温度を平衡させることにより、関連技術に比べて電池コアの温度の低減操作を早期に実行することができ、電池コアの熱暴走リスクを低減させ、電池コアの使用安全性を向上させることに役立つ。
上記実施例に基づき、本出願の電池パックの検出方法のまた別の実施例を提供し、この実施例では、第一の収集ユニットは、第一の温度収集ユニット及び一次収集ユニットを含む。
ここで、第一の運転データに基づいて電池コアに対して熱暴走検出を行い、第一の検出結果を得ることは、一次収集ユニットが収集した第三の運転データ及び第一の温度収集ユニットが収集した第一の温度データを取得することであって、第一の運転データは、第三の運転データ及び第一の温度データを含むことと、第三の運転データが対応するタイプのデータ検出条件に適合する場合、第一の温度データによって電池コアに対して熱暴走検出を行うこととを含んでもよい。
上記第三の運転データは、前記を参照して設定することができ、これらの実施例では、電気的データ、ガス発生及び電池コア内部圧力と類似する第三の運転データと結びつけて一次信号収集システムを構成することができ、これにより第一の温度データが温度暴走条件に適合するか否かの判断をトリガーし、熱暴走発生の各根本的な原因から、熱暴走リスクの早期警報を実現すると同時に、熱暴走発生の誘因を全方位的に発見することができる。
また、上記実施例における電池パックの検出方法と結びつけて、本出願の実施例は、コンピュータ記憶媒体を提供して実現することができる。このコンピュータ記憶媒体にコンピュータプログラム命令が記憶され、このコンピュータプログラム命令は、プロセッサにより実行される時に上記実施例におけるいずれかの電池パックの検出方法を実現する。
また、本出願の実施例は、コンピュータプログラム製品さらにを提供し、コンピュータプログラムを含み、コンピュータプログラムは、プロセッサより実行される時に前記方法の実施例のステップ及び対応する内容を実現することができる。
好ましい実施例を参照しながら本出願を記述したが、本出願の範囲を逸脱することなく、それに様々な改良を加え、且つ均等物でそのうちの部材を置き換えることができる。特に、構造衝突がない限り、各実施例に言及された各技術的特徴は、いずれも任意の方式で組み合わせられてもよい。本出願は、明細書に開示される特定の実施例に限定されるものでなく、請求項の範囲内に含まれるすべての技術案を含む。
100:電池パック、
110:電池コアモジュール、120:第一の収集モジュール、130:データ処理モジュール、140:第二の収集モジュール、
111:電池コア、121:第一の収集ユニット、141:第二の温度収集ユニット、142:外付け気圧及びガス収集ユニット、143:煙濃度収集ユニット、
210:熱管理モジュール、
310:温度収集ユニット、
410:平坦部、420:折り曲げ部、X:第一の方向、
610:一次収集ユニット、
710:圧力収集ユニット、
810:内蔵気圧及びガス収集ユニット、
910:第三の収集モジュール。

Claims (14)

  1. 電池パックであって、
    少なくとも一つの電池コアを含む電池コアモジュールと、
    第一の収集モジュールであって、少なくとも一つの第一の収集ユニットを含み、前記第一の収集ユニットは、前記電池コア内に設置され、前記第一の収集ユニットは、前記電池コアの第一の運転データを収集するために用いられる第一の収集モジュールと、
    データ処理モジュールであって、前記第一の収集ユニットに接続され、前記第一の運転データに基づいて前記電池コアに対して熱暴走検出を行い、第一の検出結果を得るために用いられるデータ処理モジュールと、
    第二の収集モジュールであって、前記電池コアモジュールの外部に設置され、前記第一の検出結果がいずれかの前記電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に前記電池コアの第二の運転データを収集するために用いられる第二の収集モジュールとを含み、
    前記データ処理モジュールはさらに、前記第二の収集モジュールに接続され、さらに前記第二の運転データによって前記電池コアに熱暴走リスクが存在するか否かを二次検出し、第二の検出結果を得るために用いられ、
    前記第一の収集ユニットは、第一の温度収集ユニットを含み、
    前記第一の温度収集ユニットは、前記電池コアの第一の温度データを収集するために用いられ、前記第一の運転データは、前記第一の温度データを含み、
    前記データ処理モジュールは、前記第一の温度データによって前記電池コアに対して熱暴走検出を行い、且つ前記第一の温度データが温度暴走条件に適合する場合、前記第一の検出結果を電池コアに熱暴走リスクが存在すると指示するために用いられ、
    前記第一の収集ユニットは、一次収集ユニットをさらに含み、
    前記一次収集ユニットは、前記電池コアの前記第一の温度データ以外の第三の運転データを収集するために用いられ、前記第一の運転データは、前記第三の運転データを含み、
    前記データ処理モジュールは、前記第三の運転データが対応するタイプのデータ検出条件に適合する場合、前記第一の温度データによって前記電池コアに対して熱暴走検出を行うために用いられる、
    電池パック。
  2. 前記電池パックは、
    前記データ処理モジュールに接続され、前記第一の検出結果がいずれかの前記電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合、前記電池コアの温度を平衡させるための熱管理モジュールをさらに含む、請求項1に記載の電池パック。
  3. 前記電池コアは、ケース及び前記ケースに収容された極板を含み、前記一次収集ユニットは、
    圧力収集ユニットを含み、前記圧力収集ユニットは、前記第一の温度収集ユニットに対応し、前記圧力収集ユニットは、前記ケースの内面及び/又は前記極板に貼り合わせられ、前記圧力収集ユニットは、前記電池コアの圧力データを収集するために用いられ、前記第三の運転データは、前記圧力データを含み、
    ここで、前記圧力データが圧力閾値よりも大きい場合、前記第三の運転データは、対応するタイプのデータ検出条件に適合する、請求項に記載の電池パック。
  4. 前記データ処理モジュールはさらに、前記圧力データが圧力閾値よりも大きく且つ前記第一の温度データが温度暴走条件に適合しない場合、前記第一の検出結果を電池コアの受力異常として指示するために用いられる、請求項に記載の電池パック。
  5. 前記電池コアは、ベアセル、ケース及びトップカバーを含み、前記ベアセルは、前記ケース及び前記トップカバーで囲まれて形成される収容空間内に収容され、前記一次収集ユニットは、
    前記トップカバーと前記ベアセルとの間に設置され、前記ケース内の気圧データ及び少なくとも一つのタイプのガス濃度を収集するために用いられる内蔵気圧及びガス収集ユニットを含み、
    ここで、前記気圧データが気圧閾値よりも大きく、且ついずれかのタイプの前記ガス濃度が対応するタイプの濃度閾値よりも大きい場合、前記第三の運転データは、対応するタイプのデータ検出条件に適合する、請求項に記載の電池パック。
  6. 前記データ処理モジュールはさらに、前記気圧データが気圧閾値よりも大きく、前記第一の温度データが温度暴走条件に適合せず且ついずれかのタイプの前記ガス濃度が対応するタイプの濃度閾値よりも大きい場合、前記第一の検出結果を電池コアのガス発生異常として指示するために用いられる、請求項に記載の電池パック。
  7. 前記電池パックは、
    前記電池コアに対応する電気的データを収集するための第三の収集モジュールをさらに含み、前記電気的データは、前記電池コアが所在する回路の電圧値、電流値及び前記電池コアの絶縁抵抗値のうちの少なくとも一つを含み、
    ここで、前記絶縁抵抗値が抵抗閾値よりも小さく、前記電流値が電流閾値よりも大きく、又は前記電圧値の低下速度が速度閾値よりも大きい場合、前記第三の運転データは、対応するタイプのデータ検出条件に適合する、請求項に記載の電池パック。
  8. 前記データ処理モジュールはさらに、前記電気的データに基づいて前記第三の運転データが対応するタイプのデータ検出条件に適合し、且つ前記第一の温度データが温度暴走条件に適合しないと決定した場合、前記第一の検出結果を電池コアの短絡異常として指示するために用いられる、請求項に記載の電池パック。
  9. 前記第二の収集モジュールは、
    前記第一の検出結果がいずれかの前記電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に前記電池コアの第二の温度データを収集するための第二の温度収集ユニットを含み、前記第二の運転データは、前記第二の温度データを含み、
    前記データ処理モジュールはさらに、前記第二の温度データが外部温度閾値よりも大きい場合、前記第二の検出結果を電池コアに二次熱暴走リスクが存在すると指示するために用いられる、請求項1に記載の電池パック。
  10. 前記第二の収集モジュールは、
    前記第一の検出結果がいずれかの前記電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に前記電池コアモジュールの外部気圧データ及び外部の少なくとも一つのタイプのガス濃度を収集するための外付け気圧及びガス収集ユニットをさらに含み、
    前記データ処理モジュールはさらに、前記外部気圧データが外部気圧閾値よりも大きく、外部の少なくとも一つのタイプのガス濃度が対応するタイプの濃度閾値よりも大きく、且つ前記第二の温度データが外部温度閾値以下である場合、前記第二の検出結果をガス発生異常の二次早期警報として指示するために用いられる、請求項に記載の電池パック。
  11. 前記第二の収集モジュールは、
    前記第一の検出結果がいずれかの前記電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合に起動し、且つ起動後に前記電池コアモジュールの外部の煙濃度を収集するための煙濃度収集ユニットを含み、前記第二の運転データは、前記煙濃度を含み、
    ここで、前記煙濃度が煙濃度の早期警報値よりも大きい場合、前記第二の検出結果は、電池コアに二次熱暴走リスクが存在することを指示する、請求項1に記載の電池パック。
  12. 電力消費装置であって、請求項1から11のいずれか1項に記載の電池パックを含む、電力消費装置。
  13. 電池パックの検出方法であって、データ処理モジュールに応用され、前記電池パックは、電池コアモジュール、第一の収集モジュール及び前記電池コアモジュールの外部に設置される第二の収集モジュールを含み、前記電池コアモジュールは、少なくとも一つの電池コアを含み、前記第一の収集モジュールは、少なくとも一つの第一の収集ユニットを含み、前記第一の収集ユニットは、前記電池コア内に設置され、前記方法は、
    第一の収集モジュールが収集した電池コアの第一の運転データを取得することと、
    前記第一の運転データに基づいて前記電池コアに対して熱暴走検出を行い、第一の検出結果を得ることと、
    前記第一の検出結果がいずれかの前記電池コアに熱暴走リスクが存在することを指示する場合、第二の収集モジュールを起動するように制御し、且つ前記第二の収集モジュールが収集した前記電池コア外部の第二の運転データを取得することと、
    前記第二の運転データによって前記電池コアに熱暴走リスクが存在するか否かを二次検出し、第二の検出結果を得ることとを含
    前記第一の収集ユニットは、第一の温度収集ユニット及び一次収集ユニットを含み、
    前記方法は、さらに、
    前記第一の温度収集ユニットは、前記電池コアの第一の温度データを収集し、前記第一の運転データは、前記第一の温度データを含むことと、
    前記データ処理モジュールは、前記第一の温度データによって前記電池コアに対して熱暴走検出を行い、且つ前記第一の温度データが温度暴走条件に適合する場合、前記第一の検出結果を電池コアに熱暴走リスクが存在すると指示することと、
    前記一次収集ユニットは、前記電池コアの前記第一の温度データ以外の第三の運転データを収集し、前記第一の運転データは、前記第三の運転データを含むことと、
    前記データ処理モジュールは、前記第三の運転データが対応するタイプのデータ検出条件に適合する場合、前記第一の温度データによって前記電池コアに対して熱暴走検出を行うこととを含む、
    電池パックの検出方法。
  14. コンピュータ記憶媒体であって、前記コンピュータ記憶媒体がプロセッサにより実行される時、請求項13に記載の電池パックの検出方法を実行する、コンピュータ記憶媒体。
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