本技術(shù)涉及電池，特別是涉及一種電池管理系統(tǒng)、異常檢測(cè)方法、電池包和用電設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、電池（如，動(dòng)力電池）具有能量密度高、可循環(huán)充電、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于新能源汽車、消費(fèi)電子、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域中。但是，電池蘊(yùn)含的電化學(xué)能量在出現(xiàn)熱失控、漏液等異常情況時(shí)，會(huì)發(fā)生起火、爆炸等威脅人們生命安全和財(cái)產(chǎn)安全的事故。

2、所以，為了能夠安全使用電池，需要嚴(yán)格規(guī)定電池狀態(tài)的安全使用工況，對(duì)電池?zé)崾Э亍⒙┮旱犬惓Ｇ闆r如何準(zhǔn)確有效的安全預(yù)警，成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)至少提供一種電池管理系統(tǒng)、異常檢測(cè)方法、電池包和用電設(shè)備。

2、本技術(shù)第一方面提供一種電池管理系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)設(shè)于電池包內(nèi)，該電池管理系統(tǒng)包括多個(gè)第一電池管理單元、第一采樣電路、第二采樣電路和第二電池管理單元；多個(gè)第一電池管理單元之間存在光通信鏈路，并通過光通信鏈路進(jìn)行信號(hào)交互；第一采樣電路用于采樣光通信鏈路傳輸?shù)墓庑盘?hào)，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；第二采樣電路用于采樣電池包內(nèi)的監(jiān)測(cè)信號(hào)；其中，第二采樣電路包括光強(qiáng)檢測(cè)組件，監(jiān)測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)包括光強(qiáng)檢測(cè)組件采樣得到的光強(qiáng)監(jiān)測(cè)信號(hào)；第二電池管理單元用于基于電信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)，輸出表征電池包是否處于異常狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)，其中，光強(qiáng)監(jiān)測(cè)信號(hào)在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)處于降低趨勢(shì)表征電池包處于異常狀態(tài)，異常狀態(tài)包括熱失控狀態(tài)和漏液狀態(tài)中的至少一者。

3、因此，第二電池管理單元通過結(jié)合第一采樣電路反饋的電信號(hào)和第二采樣電路反饋的監(jiān)測(cè)信號(hào)確定電池包是否處于異常，將電信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)聯(lián)合作為判定電池包是否處于異常狀態(tài)的條件，或者說(shuō)，電信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)互為對(duì)方的電池包是否處于異常狀態(tài)的補(bǔ)充判斷依據(jù)，能夠準(zhǔn)確地確定電池包是否處于異常狀態(tài)，從而準(zhǔn)確地輸出表征電池包是否處于異常狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)，降低電池包異常誤報(bào)的可能性，為電池包異常提出更為準(zhǔn)確有效的安全預(yù)警。

4、另外，在電池包處于熱失控或漏液狀態(tài)時(shí)，電池包內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣體、煙霧或液體，使得光線在傳播過程中會(huì)發(fā)生散射、折射等，導(dǎo)致到達(dá)目標(biāo)位置的光線減少，從而導(dǎo)致目標(biāo)位置的光線的光強(qiáng)減小，即，導(dǎo)致光強(qiáng)檢測(cè)組件在目標(biāo)位置采樣得到的光強(qiáng)監(jiān)測(cè)信號(hào)減小。如果在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，光強(qiáng)檢測(cè)組件在目標(biāo)位置采樣得到的光強(qiáng)監(jiān)測(cè)信號(hào)持續(xù)減小，則可認(rèn)為光強(qiáng)監(jiān)測(cè)信號(hào)指示電池包處于異常狀態(tài)。

5、其中，第二電池管理單元用于響應(yīng)于第一時(shí)長(zhǎng)內(nèi)采樣的電信號(hào)的信號(hào)值小于預(yù)設(shè)閾值、且監(jiān)測(cè)信號(hào)指示電池包處于異常狀態(tài)，輸出表征電池包處于異常狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)。

6、因此，在分別基于電信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)確定的結(jié)果，同時(shí)指向電池包處于異常狀態(tài)時(shí)，才可認(rèn)為電池包處于異常狀態(tài)，能夠準(zhǔn)確地確定電池包是否處于異常狀態(tài)，從而降低電池包異常誤報(bào)的可能性，為電池包異常提出更為準(zhǔn)確有效的安全預(yù)警。

7、其中，第二采樣電路還包括傳感器、第三電池管理單元中的至少一者，監(jiān)測(cè)信號(hào)對(duì)應(yīng)包括傳感器采樣的環(huán)境監(jiān)測(cè)信號(hào)、第三電池管理單元采樣的電路監(jiān)測(cè)信號(hào)中的至少一者。

8、因此，可靈活設(shè)置第二采樣電路。

9、其中，第二電池管理單元用于響應(yīng)于第一時(shí)長(zhǎng)內(nèi)采樣的電信號(hào)的信號(hào)值小于預(yù)設(shè)閾值、環(huán)境監(jiān)測(cè)信號(hào)指示電池包處于異常狀態(tài)、且存在電芯相關(guān)監(jiān)測(cè)信號(hào)指示電池包處于異常狀態(tài)，輸出表征電池包處于異常狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)，電芯相關(guān)監(jiān)測(cè)信號(hào)包括電路監(jiān)測(cè)信號(hào)和/或光強(qiáng)監(jiān)測(cè)信號(hào)。

10、因此，在分別基于電信號(hào)、環(huán)境監(jiān)測(cè)信號(hào)、電芯相關(guān)監(jiān)測(cè)信號(hào)確定的結(jié)果，同時(shí)指向電池包處于異常狀態(tài)時(shí)，才可認(rèn)為電池包處于異常狀態(tài)，能夠準(zhǔn)確地確定電池包是否處于異常狀態(tài)，從而降低電池包異常誤報(bào)的可能性，為電池包異常提出更為準(zhǔn)確有效的安全預(yù)警。

11、其中，環(huán)境監(jiān)測(cè)信號(hào)包括氣壓傳感器采樣得到的氣壓信號(hào)、煙霧傳感器采樣得到的煙霧信號(hào)中的至少一者；第二電池管理單元用于響應(yīng)于第一時(shí)長(zhǎng)內(nèi)采樣的電信號(hào)的信號(hào)值小于預(yù)設(shè)閾值、氣壓信號(hào)或煙霧信號(hào)指示電池包處于異常狀態(tài)、且存在電芯相關(guān)監(jiān)測(cè)信號(hào)指示電池包處于異常狀態(tài)，輸出表征電池包處于熱失控狀態(tài)的第一狀態(tài)信號(hào)；和/或，環(huán)境監(jiān)測(cè)信號(hào)包括漏液傳感器采樣得到的漏液信號(hào)；第二電池管理單元用于響應(yīng)于第一時(shí)長(zhǎng)內(nèi)采樣的所述電信號(hào)的信號(hào)值小于預(yù)設(shè)閾值、漏液信號(hào)指示電池包處于異常狀態(tài)、且存在電芯相關(guān)監(jiān)測(cè)信號(hào)指示電池包處于異常狀態(tài)，輸出表征電池包處于漏液狀態(tài)的第二狀態(tài)信號(hào)。

12、因此，在分別基于電信號(hào)、氣壓信號(hào)或煙霧信號(hào)、電芯相關(guān)監(jiān)測(cè)信號(hào)確定的結(jié)果，同時(shí)指向電池包處于異常狀態(tài)時(shí)，才可認(rèn)為電池包處于異常狀態(tài)，能夠準(zhǔn)確地確定電池包是否處于異常狀態(tài)，從而降低電池包異常誤報(bào)的可能性，為電池包異常提出更為準(zhǔn)確有效的安全預(yù)警。通過氣壓傳感器采樣得到的氣壓信號(hào)和/或煙霧傳感器采樣得到的煙霧信號(hào)指示電池包處于異常狀態(tài)，可以進(jìn)一步確定電池包是具體處于熱失控異常狀態(tài)。

13、其中，電芯相關(guān)監(jiān)測(cè)信號(hào)包括電路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，電路監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括以下至少一者：電池單體的電壓、電池單體的電芯溫度；其中，電池單體的電壓指示電池包處于異常狀態(tài)表征為：電壓低于電壓閾值，電池單體的電芯溫度指示電池包處于異常狀態(tài)表征為以下至少一種：電芯溫度高于溫度閾值，電芯溫度的上升速率高于速率閾值。

14、因此，在電池包處于熱失控狀態(tài)時(shí)，電池單體內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)加速，導(dǎo)致電池單體內(nèi)部的阻抗降低，從而使得電池單體的電壓下降。在電池包處于漏液狀態(tài)時(shí)，說(shuō)明電池單體中的電解液泄漏出，會(huì)導(dǎo)致電池單體內(nèi)部離子傳導(dǎo)受阻，導(dǎo)致電池單體的電壓降低；另外，漏出的電解液可能會(huì)腐蝕電池單體的正負(fù)極觸點(diǎn)，這種腐蝕可能會(huì)破壞電極表面的活性物質(zhì)，降低電極的反應(yīng)活性，從而降低電池單體的電壓。故，如果電池單體的電壓低于電壓閾值，則可認(rèn)為電池單體的電壓指示電池包處于異常狀態(tài)。在電池包處于熱失控狀態(tài)時(shí)，電池單體的電芯溫度會(huì)逐漸升高，并伴隨電芯內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的加速和產(chǎn)熱的增加。在電池包處于漏液狀態(tài)時(shí)，說(shuō)明電池單體中的電解液泄漏出，如果電解液與電池單體的電芯內(nèi)部的某些材料發(fā)生反應(yīng)，可能會(huì)釋放熱量，導(dǎo)致電池單體的電芯溫度升高；另外，漏液可能會(huì)導(dǎo)致電池單體的電芯內(nèi)部的電解液分布不均，進(jìn)而引發(fā)內(nèi)部短路，短路會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致電池單體的電芯溫度急劇升高。故，如果電池單體的電芯溫度高于溫度閾值和/或電池單體的電芯溫度的上升速率高于速率閾值，則可認(rèn)為電池單體的電芯溫度指示電池包處于異常狀態(tài)。

15、其中，光強(qiáng)檢測(cè)組件包括光源驅(qū)動(dòng)單元和光強(qiáng)檢測(cè)單元，光源驅(qū)動(dòng)單元用于發(fā)出光線，光強(qiáng)檢測(cè)單元用于檢測(cè)光線的光強(qiáng)，得到光強(qiáng)監(jiān)測(cè)信號(hào)。

16、因此，在電池包處于正常狀態(tài)時(shí)，光源驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出的光線會(huì)傳播至光強(qiáng)檢測(cè)單元，光強(qiáng)檢測(cè)單元檢測(cè)到的光線的光強(qiáng)較大。在電池包處于熱失控或漏液狀態(tài)時(shí)，電池包內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣體煙霧或液體，使得光線在傳播過程中會(huì)發(fā)生散射、折射等，導(dǎo)致到達(dá)光強(qiáng)檢測(cè)單元的光線減少，從而導(dǎo)致光強(qiáng)檢測(cè)單元檢測(cè)到的光線的光強(qiáng)減小。

17、其中，光源驅(qū)動(dòng)單元和對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)檢測(cè)單元分別設(shè)置于電池包內(nèi)的電池單體的相對(duì)兩側(cè)；和/或，光強(qiáng)檢測(cè)組件的數(shù)量為至少一個(gè)，所有光強(qiáng)檢測(cè)組件的檢測(cè)路徑覆蓋電池包中的所有電池單體，光強(qiáng)檢測(cè)組件的檢測(cè)路徑為光強(qiáng)檢測(cè)組件中的光源驅(qū)動(dòng)單元和光強(qiáng)檢測(cè)單元之間形成的檢測(cè)回路；和/或，光源驅(qū)動(dòng)單元為發(fā)光二極管；和/或，光強(qiáng)檢測(cè)單元包括光敏電阻。

18、因此，將光源驅(qū)動(dòng)單元和對(duì)應(yīng)的光強(qiáng)檢測(cè)單元分別設(shè)置于電池包內(nèi)的電池單體的相對(duì)兩側(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池單體內(nèi)部狀態(tài)的直接測(cè)量，能夠準(zhǔn)確反映電池單體在異常狀態(tài)下的透光性變化，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性；另外，可以最大程度地減少外部環(huán)境因素對(duì)光強(qiáng)檢測(cè)的干擾，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。通過設(shè)置所有光強(qiáng)檢測(cè)組件的檢測(cè)路徑覆蓋電池包中的所有電池單體，可以確保每個(gè)電池單體都被監(jiān)測(cè)到，不存在遺漏的情況，這有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)任何潛在的異常跡象，避免由于監(jiān)測(cè)不全而導(dǎo)致的安全隱患?？伸`活設(shè)置光源驅(qū)動(dòng)單元和光強(qiáng)檢測(cè)單元。

19、本技術(shù)第二方面提供一種異常檢測(cè)方法，該異常檢測(cè)方法包括：獲取第一采樣電路輸出的第一信號(hào)和第二采樣電路輸出的第二信號(hào)；其中，第一信號(hào)由光通信鏈路傳輸?shù)墓庑盘?hào)轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)，光通信鏈路、第一采樣電路和第二采樣電路均設(shè)于電池包內(nèi)，第二信號(hào)為電池包內(nèi)的監(jiān)測(cè)信號(hào)；結(jié)合第一信號(hào)和第二信號(hào)，確定電池包是否處于異常狀態(tài)；其中，異常狀態(tài)包括熱失控狀態(tài)和漏液狀態(tài)中的至少一者。

20、本技術(shù)第三方面提供一種電池包，該電池包包括電池單體和上述的電池管理系統(tǒng)。

21、本技術(shù)第四方法提供一種用電設(shè)備，該用電設(shè)備包括電池包，電池包為用電設(shè)備供電，該電池包為上述的電池包。

22、上述技術(shù)方案，第二電池管理單元用于基于第一采樣電路輸出的電信號(hào)和第二采樣電路輸出的監(jiān)測(cè)信號(hào)，輸出表征電池包是否處于異常狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)。故，第二電池管理單元通過結(jié)合第一采樣電路反饋的電信號(hào)和第二采樣電路反饋的監(jiān)測(cè)信號(hào)確定電池包是否處于異常，將電信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)聯(lián)合作為判定電池包是否處于異常狀態(tài)的條件，或者說(shuō)，電信號(hào)和監(jiān)測(cè)信號(hào)互為對(duì)方的電池包是否處于異常狀態(tài)的補(bǔ)充判斷依據(jù)，能夠準(zhǔn)確地確定電池包是否處于異常狀態(tài)，從而準(zhǔn)確地輸出表征電池包是否處于異常狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)，降低電池包異常誤報(bào)的可能性，為電池包異常提出更為準(zhǔn)確有效的安全預(yù)警。

23、另外，在電池包處于熱失控或漏液狀態(tài)時(shí)，電池包內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣體、煙霧或液體，使得光線在傳播過程中會(huì)發(fā)生散射、折射等，導(dǎo)致到達(dá)目標(biāo)位置的光線減少，從而導(dǎo)致目標(biāo)位置的光線的光強(qiáng)減小，即，導(dǎo)致光強(qiáng)檢測(cè)組件在目標(biāo)位置采樣得到的光強(qiáng)監(jiān)測(cè)信號(hào)減小。如果在預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，光強(qiáng)檢測(cè)組件在目標(biāo)位置采樣得到的光強(qiáng)監(jiān)測(cè)信號(hào)持續(xù)減小，則可認(rèn)為光強(qiáng)監(jiān)測(cè)信號(hào)指示電池包處于異常狀態(tài)。