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

背景技術：

1、電池（如，動力電池）具有能量密度高、可循環(huán)充電、安全環(huán)保等優(yōu)點，被廣泛應用于新能源汽車、消費電子、儲能系統(tǒng)等領域中。但是，電池蘊含的電化學能量在出現(xiàn)熱失控、漏液等異常情況時，會發(fā)生起火、爆炸等威脅人們生命安全和財產安全的事故。

2、所以，為了能夠安全使用電池，需要嚴格規(guī)定電池狀態(tài)的安全使用工況，對電池熱失控、漏液等異常情況如何準確有效的安全預警，成為亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)思路

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

2、本技術第一方面提供一種電池管理系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)設于電池包內，該電池管理系統(tǒng)包括多個第一電池管理單元、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行信號交互；第一采樣電路用于采樣光通信鏈路傳輸?shù)墓庑盘枺⑥D換為電信號；第二采樣電路用于采樣電池包內的監(jiān)測信號；其中，第二采樣電路包括光強檢測組件，監(jiān)測信號對應包括光強檢測組件采樣得到的光強監(jiān)測信號；第二電池管理單元用于基于電信號和監(jiān)測信號，輸出表征電池包是否處于異常狀態(tài)的狀態(tài)信號，其中，光強監(jiān)測信號在預設時長內處于降低趨勢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合第一采樣電路反饋的電信號和第二采樣電路反饋的監(jiān)測信號確定電池包是否處于異常，將電信號和監(jiān)測信號聯(lián)合作為判定電池包是否處于異常狀態(tài)的條件，或者說，電信號和監(jiān)測信號互為對方的電池包是否處于異常狀態(tài)的補充判斷依據(jù)，能夠準確地確定電池包是否處于異常狀態(tài)，從而準確地輸出表征電池包是否處于異常狀態(tài)的狀態(tài)信號，降低電池包異常誤報的可能性，為電池包異常提出更為準確有效的安全預警。

4、另外，在電池包處于熱失控或漏液狀態(tài)時，電池包內會產生氣體、煙霧或液體，使得光線在傳播過程中會發(fā)生散射、折射等，導致到達目標位置的光線減少，從而導致目標位置的光線的光強減小，即，導致光強檢測組件在目標位置采樣得到的光強監(jiān)測信號減小。如果在預設時長內，光強檢測組件在目標位置采樣得到的光強監(jiān)測信號持續(xù)減小，則可認為光強監(jiān)測信號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于第一時長內采樣的電信號的信號值小于預設閾值、且監(jiān)測信號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。

6、因此，在分別基于電信號和監(jiān)測信號確定的結果，同時指向電池包處于異常狀態(tài)時，才可認為電池包處于異常狀態(tài)，能夠準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的可能性，為電池包異常提出更為準確有效的安全預警。

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)測信號對應包括傳感器采樣的環(huán)境監(jiān)測信號、第三電池管理單元采樣的電路監(jiān)測信號中的至少一者。

8、因此，可靈活設置第二采樣電路。

9、其中，第二電池管理單元用于響應于第一時長內采樣的電信號的信號值小于預設閾值、環(huán)境監(jiān)測信號指示電池包處于異常狀態(tài)、且存在電芯相關監(jiān)測信號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，電芯相關監(jiān)測信號包括電路監(jiān)測信號和/或光強監(jiān)測信號。

10、因此，在分別基于電信號、環(huán)境監(jiān)測信號、電芯相關監(jiān)測信號確定的結果，同時指向電池包處于異常狀態(tài)時，才可認為電池包處于異常狀態(tài)，能夠準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的可能性，為電池包異常提出更為準確有效的安全預警。

11、其中，環(huán)境監(jiān)測信號包括氣壓傳感器采樣得到的氣壓信號、煙霧傳感器采樣得到的煙霧信號中的至少一者；第二電池管理單元用于響應于第一時長內采樣的電信號的信號值小于預設閾值、氣壓信號或煙霧信號指示電池包處于異常狀態(tài)、且存在電芯相關監(jiān)測信號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；和/或，環(huán)境監(jiān)測信號包括漏液傳感器采樣得到的漏液信號；第二電池管理單元用于響應于第一時長內采樣的所述電信號的信號值小于預設閾值、漏液信號指示電池包處于異常狀態(tài)、且存在電芯相關監(jiān)測信號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。

12、因此，在分別基于電信號、氣壓信號或煙霧信號、電芯相關監(jiān)測信號確定的結果，同時指向電池包處于異常狀態(tài)時，才可認為電池包處于異常狀態(tài)，能夠準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的可能性，為電池包異常提出更為準確有效的安全預警。通過氣壓傳感器采樣得到的氣壓信號和/或煙霧傳感器采樣得到的煙霧信號指示電池包處于異常狀態(tài)，可以進一步確定電池包是具體處于熱失控異常狀態(tài)。

13、其中，電芯相關監(jiān)測信號包括電路監(jiān)測數(shù)據(jù)，電路監(jiān)測數(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，電池單體內部的化學反應加速，導致電池單體內部的阻抗降低，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，說明電池單體中的電解液泄漏出，會導致電池單體內部離子傳導受阻，導致電池單體的電壓降低；另外，漏出的電解液可能會腐蝕電池單體的正負極觸點，這種腐蝕可能會破壞電極表面的活性物質，降低電極的反應活性，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，電池單體的電芯溫度會逐漸升高，并伴隨電芯內部化學反應的加速和產熱的增加。在電池包處于漏液狀態(tài)時，說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部的某些材料發(fā)生反應，可能會釋放熱量，導致電池單體的電芯溫度升高；另外，漏液可能會導致電池單體的電芯內部的電解液分布不均，進而引發(fā)內部短路，短路會產生大量的熱量，導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，光強檢測組件包括光源驅動單元和光強檢測單元，光源驅動單元用于發(fā)出光線，光強檢測單元用于檢測光線的光強，得到光強監(jiān)測信號。

16、因此，在電池包處于正常狀態(tài)時，光源驅動單元發(fā)出的光線會傳播至光強檢測單元，光強檢測單元檢測到的光線的光強較大。在電池包處于熱失控或漏液狀態(tài)時，電池包內會產生氣體煙霧或液體，使得光線在傳播過程中會發(fā)生散射、折射等，導致到達光強檢測單元的光線減少，從而導致光強檢測單元檢測到的光線的光強減小。

17、其中，光源驅動單元和對應的光強檢測單元分別設置于電池包內的電池單體的相對兩側；和/或，光強檢測組件的數(shù)量為至少一個，所有光強檢測組件的檢測路徑覆蓋電池包中的所有電池單體，光強檢測組件的檢測路徑為光強檢測組件中的光源驅動單元和光強檢測單元之間形成的檢測回路；和/或，光源驅動單元為發(fā)光二極管；和/或，光強檢測單元包括光敏電阻。

18、因此，將光源驅動單元和對應的光強檢測單元分別設置于電池包內的電池單體的相對兩側，可以實現(xiàn)對電池單體內部狀態(tài)的直接測量，能夠準確反映電池單體在異常狀態(tài)下的透光性變化，提高檢測準確性；另外，可以最大程度地減少外部環(huán)境因素對光強檢測的干擾，提高檢測準確性。通過設置所有光強檢測組件的檢測路徑覆蓋電池包中的所有電池單體，可以確保每個電池單體都被監(jiān)測到，不存在遺漏的情況，這有助于及時發(fā)現(xiàn)任何潛在的異常跡象，避免由于監(jiān)測不全而導致的安全隱患?？伸`活設置光源驅動單元和光強檢測單元。

19、本技術第二方面提供一種異常檢測方法，該異常檢測方法包括：獲取第一采樣電路輸出的第一信號和第二采樣電路輸出的第二信號；其中，第一信號由光通信鏈路傳輸?shù)墓庑盘栟D換得到的電信號，光通信鏈路、第一采樣電路和第二采樣電路均設于電池包內，第二信號為電池包內的監(jiān)測信號；結合第一信號和第二信號，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、本技術第四方法提供一種用電設備，該用電設備包括電池包，電池包為用電設備供電，該電池包為上述的電池包。

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

23、另外，在電池包處于熱失控或漏液狀態(tài)時，電池包內會產生氣體、煙霧或液體，使得光線在傳播過程中會發(fā)生散射、折射等，導致到達目標位置的光線減少，從而導致目標位置的光線的光強減小，即，導致光強檢測組件在目標位置采樣得到的光強監(jiān)測信號減小。如果在預設時長內，光強檢測組件在目標位置采樣得到的光強監(jiān)測信號持續(xù)減小，則可認為光強監(jiān)測信號指示電池包處于異常狀態(tài)。