專利名稱：確定電池組中的安全的裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及儲能裝置領(lǐng)域。更具體而言，本公開涉及確定電池組的安全狀態(tài)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的可再充電池包括與電池的操作一起儲存和釋放激勵的一個或多個單元。電池單元易于以多種方式受損，這些方式包括過度充電、充電不足或物理損壞。這些情況可導(dǎo)致一個或多個單元的短路，這會導(dǎo)致單元內(nèi)的溫度和壓力的升高。在臨界情況下，溫度和壓力的升高會引起電池單元起火和/或爆炸的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本文公開了一種帶有至少一個電池單元(battery cell)的電池組。該至少一個電池單元關(guān)于電池單元的化學(xué)情況而膨脹和收縮。帶有第一部分的基底構(gòu)造成用以接觸電池單元的第一部分。傳感器附接到基底上并產(chǎn)生指示基底的移位的信號?？刂破骺赏ㄐ诺剡B接到傳感器上，使得控制器從傳感器接收信號并處理信號以便產(chǎn)生電池單元的狀態(tài)的指
7J\ ο一種用于電池的安全裝置包括帶有相對的第一部分和第二部分的基底?；椎牡谝徊糠謽?gòu)造成用以接觸電池的第一部分，并且基底構(gòu)造成用以相對于電池保持可移動。發(fā)光二極管(LED)被固定到基底上并跨過基底的表面發(fā)射電磁激勵。光電晶體管被固定到與 LED相對的基底上，從而使得光電晶體管從LED接收激勵并產(chǎn)生指示接收的激勵的信號?？刂破骺赏ㄐ诺剡B接至光電晶體管?？刂破鹘邮罩甘窘邮盏募畹男盘柌⑻幚硭邮盏男盘栆源_定電池的安全狀態(tài)。本文公開了一種監(jiān)測電池安全的方法。該方法包括跨過電池的至少一個單元固定柔性基底?；椎闹辽俚谝徊糠窒鄬τ谠撝辽僖粋€單元固定，并且基底的至少第二部分相對于該至少一個單元可移動。基底的移位利用聯(lián)接至基底的傳感器而測量。利用控制器處理所測量的移位以識別電池的該至少一個單元的安全狀態(tài)。輸出裝置通過控制器操作，以便提供電池的該至少一個單元的安全狀態(tài)的指示。


圖1為電池組的一示例性實施例的剖視圖。圖2為沿圖1的電池組的實施例的線2-2得到的剖視圖。圖3為電池組的備選實施例的剖視圖。圖4為圖2的實施例的電池組的沿線4-4的備選視圖。圖5為圖3中所示的電池組的實施例的沿線5-5的備選視圖。圖6為監(jiān)測電池安全的方法的一實施例的流程圖。圖7為監(jiān)測電池安全的方法的備選實施例的流程圖。項目清單
10電池組12單元14夕卜殼16基底18控制器20圖形顯示器22揚聲器24唇部26傳感器28光電晶體管30發(fā)光二級管(LED)32傳感器信號34控制信號36EM 激勵38放電電路40電池組42夕卜殼44唇部46基底50方法52步驟54步驟56步驟58步驟60步驟70方法72步驟74步驟76步驟78步驟80步驟82步驟84步驟86步驟88步驟90步驟
具體實施例方式圖1示出了電池組10的一實施例。電池組10包括至少一個單元(cell，或稱電池)12。在許多實施例中，電池組10包括多個單元12。單元12可為多種可再充電池單元中的任一種。單元12的一種示例性構(gòu)造為鋰離子聚合物單元，如本領(lǐng)域中公知的用于可再充電池應(yīng)用的那樣。單元12的示例性構(gòu)造包括由薄膜或箔片(例如聚酯薄膜)構(gòu)成的外層，該外層構(gòu)造為用以形成凹穴或凹腔，介電材料(例如鋰離子聚合物)被保持在該凹穴或凹腔中。在一些實施例中，介電材料為固體聚合物，而在備選實施例中，介電材料為電解液。單元12的箔片凹腔在邊緣處密封以便形成開放的內(nèi)部。當單元儲存電荷時，介電材料放出氣體，該氣體被保持在箔片凹腔內(nèi)。這導(dǎo)致箔片凹腔以類似于氣球的方式膨脹，其中密封的邊緣保持基本為平的，同時單元12在中部膨脹。當單元12放電時，氣體被再吸收到介電材料中，并且單元12回到收縮情況。在正常充電放電周期的過程內(nèi)，單元12可在5%至10%的范圍內(nèi)膨脹和收縮。在一示例性實施例中，單元12在窄尺寸(圖1中示出為高度)上為大約6 毫米，且因此可能在充電放電循環(huán)的過程內(nèi)經(jīng)歷1毫米或更小的膨脹或收縮。單元12處的過度充電是單元故障的一個原因，這將在本文中更詳細地描述。電池組10還包括外殼14。外殼14由塑料或其它類似材料構(gòu)成，并且給電池組10 內(nèi)的構(gòu)件(包括單元12)提供保護。如果一個或多個單元12被物理地損壞，則電池組10 可能出故障。對一個或多個單元的物理損壞可使單元短路，導(dǎo)致不安全的情況，如將在本文中更詳細描述的那樣。外殼14有助于保護單元12免受物理損壞。外殼14還給電池組10 的其它構(gòu)件提供結(jié)構(gòu)和支撐，如將在本文中更詳細描述的那樣。此外，如相對于本文所公開的一些實施例更詳細描述的那樣，外殼14在結(jié)構(gòu)上可為不透明的，使得來自電池組10的外部的環(huán)境光不會進入外殼14的內(nèi)部。基底16平行于其中至少一個單元12定位在外殼14內(nèi)?；?6可由任意數(shù)目的公知的基底材料(包括但不限于嵌入樹脂或纖維的環(huán)氧類)構(gòu)成?；讟?gòu)造成使得基底具有柔性性質(zhì)?；?6的特定程度的柔性可取決于實施例的特定應(yīng)用的構(gòu)造而變化；然而， 如將在本文中更詳細示出的那樣，基底16隨單元12的膨脹和/或收縮而彎曲。在一實施例中，基底16為印刷電路板(PCB)，其用于機械地支撐以及電連接電池組10的電子構(gòu)件。 本文將進一步詳細地公開連接到基底16上的一些電子構(gòu)件；然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到的是，基底16將根據(jù)電池組10的其它功能和操作的需要而組裝有另外的電子構(gòu)件?？刂破?8 (其在一實施例中為微處理器)被描繪為利用基底16而支撐并與基底 16電連接；然而，應(yīng)當理解的是，PCB 16上的另外的電子構(gòu)件也可通信地連接到控制器18 上并通過控制器18操作?？刂破?8形成多項功能并如本文所公開而處理。控制器18可通信地連接至非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)，例如利用計算機可讀代碼編程的閃速存儲器，該計算機可讀代碼在被控制器18執(zhí)行時導(dǎo)致控制器18執(zhí)行如本文所公開的功能?？刂破?8可通信地連接至一個或多個輸出裝置。這些輸出裝置包括圖形顯示器 20和揚聲器22。圖形顯示器20將來自控制器18的輸出指示呈現(xiàn)為視覺表現(xiàn)，而揚聲器22 以聲音表現(xiàn)來呈現(xiàn)來自控制器18的輸出。在包括多個單元12的實施例中，單元12以疊置構(gòu)造布置，其中單元12以其窄尺寸沿垂直方向疊置。還有其它實施例可使單元并排放置，使得單元的伸長的尺寸是對準的。 如圖1中所示，多個單元12可包括處于水平對準的多個垂直疊層的這兩種布置的組合而布置。在多個單元12的疊置實施例中，使用粘合劑將單元彼此固定。在一示例性實施例中， 這種粘合劑為粘合帶。盡管基底16構(gòu)造成使得至少一部分基底16與一個或多個單元12 接觸，但基底16布置成浮在單元12上，而非固定至單元12。這允許基底16獨立于單元12 而移動，但基底16的移位響應(yīng)于單元12的膨脹和/或收縮。外殼14的一個或多個唇部M 可使基底16的至少第一部分保持在與一個或多個單元12接觸的位置，同時允許基底16浮在單元12上。傳感器沈布置在基底16上。傳感器沈測量由單元12的膨脹或收縮引起的柔性基底16的移位。在圖1中所示的實施例中，傳感器沈為光電晶體管觀，其接收來自發(fā)光二極管(LED)30的電磁激勵，該發(fā)光二極管(LED)30與光電晶體管觀相對而定位在基底16 上。然而，應(yīng)當理解的是，可在本公開的范圍內(nèi)使用備選構(gòu)造的傳感器以用于感測基底16 的移位?？墒褂玫膫溥x類型的傳感器26的非限制性示例包括跨過基底16而定位的應(yīng)變計 (未示出)，或者定位在基底16與至少一個單元12之間的壓力變換器(未示出)?？刂破?8操作LED 30以產(chǎn)生電磁激勵(例如可見的紫外光或紅外光)，其跨過基底16的表面行進并被光電晶體管28接收。光電晶體管28可通信地連接至控制器18，并且光電晶體管觀產(chǎn)生指示由光電晶體管觀接收的電磁激勵的信號。如上文所述，在實施例， 外殼14具有不透明的構(gòu)造，以便阻止來自電池組10的外部的環(huán)境光進入外殼14的內(nèi)部。 因此，在環(huán)境光不畸變的情況下，光電晶體管觀可對由LED 30產(chǎn)生的相對較低水平的電磁激勵敏感。如上文所述，光電晶體管觀產(chǎn)生指示從LED 30接收的電磁激勵的信號。該信號從光電晶體管觀發(fā)送至控制器18。控制器18將從光電晶體管觀接收的信號與從控制器發(fā)送至LED 30的控制信號進行比較，以便評估由光電晶體管觀接收的電磁激勵。通過設(shè)計或校準，由光電晶體管觀接收的電磁激勵可與由一個或多個單元12的膨脹或收縮造成的基底16的移位相關(guān)。如將關(guān)于本文所公開的實施例進一步詳細描述的那樣，當基底16 的至少一部分移位時，由光電晶體管觀所接收的來自LED 30的電磁激勵的量隨著LED 30 和光電晶體管觀失去對準而減少。在另外的實施例中，控制器18將控制信號34提供給LED 30，從而使得LED 30以預(yù)定模式或頻率的脈沖提供電磁激勵。該預(yù)定脈沖串在由光電晶體管觀產(chǎn)生(在接收電磁激勵的脈沖串之后)的傳感器信號32中提供另外的信息。在一實施例中，脈沖為由控制器18控制的調(diào)頻的形式?？刂破骺墒褂妙A(yù)定頻率或脈沖構(gòu)造的控制信號34來與接收的傳感器信號32比較，以便通過減少與光電晶體管觀所接收的反射光或環(huán)境光相關(guān)聯(lián)的誤差而提供基底移位的改進確定。在一實施例中，光電晶體管觀解調(diào)進入的電磁激勵，解調(diào)的傳感器信號用于驗證接收的激勵來自LED 30。還應(yīng)當理解的是，在備選實施例中，控制器 18可執(zhí)行解調(diào)。圖2為圖1中所示的電池組的沿線2-2截取的剖視圖。在圖2中相似的參考標號被用來表示如上文描述的相似構(gòu)件。圖2特別強調(diào)了外殼14的唇部M的備選視圖。如可從圖2看到的那樣，唇部M在基底16以及定位于基底16下方的單元12兩者的第一部分上延伸。圖4示出了沿圖2中的線4-4截取的與圖1和圖2中所示的電池組10相同的實施例。然而，在圖4的電池組10中，單元12已膨脹超過單元在正常操作期間所經(jīng)受的正常膨脹。在使用如上文所述的單元12的現(xiàn)代電池應(yīng)用中，當單元12達到臨界情況時，單元12 可快速地膨脹至大小加倍。因此，利用本文所公開的單元12的示例，通常為6至7毫米的單元可在臨界情況期間膨脹到12至14毫米之間。單元12的膨脹在柔性基底16 (浮在單元12上)上的效果顯示基底16的至少一部分由于單元12的膨脹而移位。由于唇部M基本將基底16的端部保持在適當位置，基底的中心隨單元的膨脹而移位。基底16的移位使光電晶體管觀和LED 30失去對準，從而使得來自LED 30的電磁激勵并不被光電晶體管觀完全接收。如上文所述，光電晶體管觀產(chǎn)生發(fā)送至控制器的傳感器信號，該傳感器信號指示接收的電磁激勵36。控制器分析接收的傳感器信號，以便記錄由于LED 30與光電晶體管觀之間的失準量造成的接收信號的衰減。 控制器18使用該衰減來確定由膨脹的單元12引起的基底16的移位。圖3和圖5示出了電池組40的備選實施例。相似的參考標號被用來表示圖1、圖 2和圖4中示出的實施例以及圖3和圖5中示出的實施例之間的相似構(gòu)件。電池組10的實施例與電池組40的實施例之間的主要區(qū)別是關(guān)于包括唇部部分44的外殼42。唇部44接觸基底46，以便固定與一個或多個單元12接觸的基底46的一部分。在電池組40中，唇部 44將基底46的內(nèi)部部分固定到單元12的內(nèi)部邊緣上。當基底46浮在單元12上時，基底 46的端部部分由于單元12的膨脹可自由地脫離與單元12的接觸。因此，在電池組40中， 單元12的膨脹使基底46的端部部分向上移位?；?6的這種可選移位與電池組10中的基底16的移位帶有相同效果。S卩，LED 30沿某一方向發(fā)射電磁激勵36，從而使得光電晶體管觀不會接收到較大部分的電磁激勵36?？刂破?8從光電晶體管觀接收控制信號，該控制信號反映接收到的電磁激勵的減少。控制器18從由光電晶體管觀所接收的電磁激勵 36的量確定基底46的移位。在更進一步的實施例中，控制器18可操作LED 30以便產(chǎn)生調(diào)頻的電磁激勵36。 光電晶體管觀將接收該調(diào)頻的電磁激勵并相應(yīng)地產(chǎn)生傳感器信號。如上文所述，光電晶體管觀或控制器18解調(diào)接收的電磁激勵。將頻率內(nèi)容添加至電磁激勵36允許控制器18不僅基于強度而且還基于頻率內(nèi)容來比較控制信號34與傳感器信號32。這提供額外的處理信息，其可用于控制器18的實施例中以執(zhí)行電池組40的單元12的安全狀態(tài)的額外分析。在本文所公開的電池組的一個示例性實施例中，控制器還提供損壞明顯的檢測， 這將監(jiān)測其中外殼14、42已打開的情況。正確地操作本文所公開的電池組所需的復(fù)雜電子控制，以及電池組的單元所儲存的潛在電荷呈現(xiàn)由外殼14、42的破壞引起的危險。這些危險包括來自一個或多個充電電池12的電擊的可能性。此外，危險的風(fēng)險包括對電子器件的損壞，這很關(guān)鍵地影響電池組10、40或單元12的操作或性能，這將降低電池組10、40的性能，或者可導(dǎo)致一個或多個單元12內(nèi)的臨界安全情況。因此，控制器18可操作成使得其檢測光電晶體管觀是否暴露于環(huán)境光，該環(huán)境光將在外殼14、42的不當破壞時進入外殼14、42內(nèi)。這樣的環(huán)境光將通過控制器18在來自光電晶體管28的傳感器信號32中檢測到。相比于光電晶體管28未暴露于環(huán)境光時的傳感器信號32，控制器18可將這些識別為傳感器信號中的另外的噪聲或其它畸變。如本文所公開的電池組的實施例(其包括產(chǎn)生處于預(yù)定脈沖模式或預(yù)定頻率的電磁激勵36的LED 30 的特征)可尤其適于識別損壞電池組構(gòu)件的實施例，因為控制器18具有來自信號的頻率調(diào)制的額外的頻率內(nèi)容信息，其可進一步用于識別基準，由于光電晶體管觀暴露于環(huán)境光造
8成的傳感器信號中存在的畸變或噪聲可與該基準進行比較。回來參看圖1，如本文所述，控制器18確定電池組10的安全狀態(tài)?？蓹z測到的為電池組10的異常操作的安全狀態(tài)可為一個或多個單元12的臨界情況，這由導(dǎo)致基底16移位的過度單元充脹而證實。此外，在檢測到傳感器信號32中的噪聲或畸變(由于光電晶體管所檢測的環(huán)境光)的情況下，控制器18可檢測到電池組10的電氣構(gòu)件已損壞。控制器18可以多種方式響應(yīng)削弱的安全狀態(tài)的這些檢測。如之前所確認的那樣， 控制器18操作圖形顯示器20和揚聲器22，從而使得控制器18可引起檢測的危險的視覺和/或聲音報警或指示的呈現(xiàn)。這些指示可警告使用者電池組10內(nèi)檢測到的情況的臨界性質(zhì)，并且可給使用者提供補救指示。 在備選實施例中，控制器18還連接至放電電路38。放電電路可由控制器18操作， 以便連接至一個或多個單元12而從單元12提供受控的儲能放電。當檢測到臨界單元情況時，控制器18使放電電路38自動地連接至單元12。這將隨時間將單元12放電至安全水平并將電池組12置于用于處理的情況。結(jié)合單元12的自動放電或作為其備選方案，控制器18控制電池組10來使電池組 10從操作停用。這限制對電池組的進一步損壞。使電池組自動停用還進一步限制使用者遭受電池組內(nèi)的任何臨界情況?？刂破鞑僮鞒沙尸F(xiàn)視覺或聲音指示，以便通知任何潛在使用者電池組已經(jīng)在操作上停用。圖6為描述監(jiān)測電池的安全的方法50的一實施例的流程圖。方法50開始于52 處跨過至少一個電池單元將基底固定。如上文所述，將基底可移動地固定，從而使得基底的至少一部分與至少一個電池單元的一部分接觸；但基底仍以基底相對于該至少一個電池單元可移動的方式而固定。因此，該至少一個電池單元的膨脹和/或收縮將導(dǎo)致基底的至少一部分的移位。在一個實施例中，基底由這樣的材料構(gòu)成，該材料使得基底具有柔性或半剛性的性質(zhì)；然而，應(yīng)當理解的是，可使用基底的備選構(gòu)造。接下來，在M處測量基底的移位。如上文所述，基底布置成使得至少一個電池單元的膨脹或收縮導(dǎo)致基底的至少一部分的移位。該移位可通過使用多種傳感器來測量。用于測量移位的傳感器的一示例性實施例包括LED和光電晶體管。用于測量移位的傳感器的另一示例性實施例為應(yīng)變計。在56處，測量的基底移位被處理成識別至少一個電池單元的安全狀態(tài)。如上文所述，在至少一個電池單元的正常充電和放電循環(huán)期間，該至少一個電池單元膨脹和收縮。電池單元的過量膨脹或收縮指示電池單元處于臨界情況，該臨界情況可導(dǎo)致對電池、由電池供能的電力裝置或電池的使用者的危害或損壞。這種危害或損壞來自一個或多個單元起火或爆炸的風(fēng)險。因此，由于至少一個電池單元的膨脹造成的基底移位可通過與閾值或指示非期望量的電池單元膨脹的其它預(yù)定值相比較來處理。在58處，提供了識別的安全狀態(tài)的指示，其示例性地為電池單元臨界情況。如上文所述，該指示可為呈現(xiàn)在圖形顯示器上的視覺指示。該指示還可為由控制器操作的揚聲器所提供的聲音指示。在更進一步的實施例中，該指示為從電池的控制器引導(dǎo)一個或多個自動響應(yīng)的電信號，如將在本文中描述的那樣。在60處，提供了自動響應(yīng)。在一個實施例中，自動響應(yīng)為跨過一個或多個電池單元的放電電路連接。放電電路操作成用以從單元移除過剩能量，以便補救臨界情況并使電池不可操作。在備選實施例中，控制器提供使電池從操作狀態(tài)電子地停用的自動響應(yīng)。這用于限制該至少一個電池單元的任何惡化情況，并且提示使用者從使用移除電池。圖7為可結(jié)合方法50的實施例使用的方法70的備選實施例。具體而言，方法70 為在方法50的M-58處提供的更多特定功能的示例性實施例。在72處，脈沖電磁能量例如從LED提供，該LED由控制信號控制，并且電磁能可以預(yù)定模式或頻率(如由控制器所控制的那樣)來脈沖調(diào)制。在一個實施例中，預(yù)定模式或頻率為電磁能的頻率調(diào)制。在74處，接收調(diào)頻的電磁能，例如通過光電晶體管。光電晶體管接收電磁能并且在76處提供表示接收的電磁能的信號。來自76的信號被發(fā)送至控制器， 其中在78處控制器分析該信號以便確定電池的安全狀態(tài)。在一個實施例中，光電晶體管或控制器解調(diào)所接收的電磁能。在一個實施例中，上文從72-76概述的方法在電池的初始激活時執(zhí)行。在更詳細的實施例中，這在電池單元的首次充電之前執(zhí)行。因此，從72-76的方法引起的結(jié)果在于產(chǎn)生參考信號。這種參考信號或基準信號在78處開始被使用以用于分析而確定電池的安全狀態(tài)。該基準測量的另外的值可在78-90中的方法的其余部分的執(zhí)行中以比較的方式而使用。在80處，如果信號匹配調(diào)頻電磁能或發(fā)送至電磁能源的控制信號，則在82處確定電池以正常安全狀態(tài)操作。這種確定在82處作出，好像在提供的脈沖電磁能與接收的電磁能之間找到匹配，則不會遇到任何異常安全狀態(tài)條件。在84處，如果信號從提供的調(diào)頻電磁能衰減，但仍保持頻率內(nèi)容，則在86處確定電池安全狀態(tài)為臨界的并且一個或多個電池單元充脹且處于臨界情況。接收的脈沖電池能的衰減由基底的移位引起，基底移位造成LED與光電晶體管之間的失準。因此，當基底移位并且LED和光電晶體管進一步失去對準時，然后表示由光電晶體管接收的電磁能的信號將以表示基底移位的方式衰減。最后，在88處，如果表示接收的電磁能的信號被確定為具有較低的信噪比，則在 90處確定電池已被損壞。如上文所述，電池的電子器件被包封在阻擋環(huán)境光的不透明的外殼內(nèi)。如果表示接收的電磁能的信號包括增量的畸變或噪聲，這是由于環(huán)境光引入光電晶體管中引起的。在第一實施例中，由LED使用的功率很小，以便最大限度地減小電池組安全確定所需的功率消耗。在這種情況下，由LED產(chǎn)生的光不能克服在不透明電池外殼打開時引入的環(huán)境光，并且環(huán)境光使接收的電磁能飽和。在使用壓力計或應(yīng)變計的備選實施例中，打開電池外殼可消除基底與一個或多個唇部的接合。這將降低跨過基底的壓力或應(yīng)變，并且因此減小或消除由傳感器感測的壓力或應(yīng)變。環(huán)境光的這種引入僅在電池的不透明外殼已被破壞時發(fā)生，因而使電子器件和單元遭受潛在的損壞或操縱。因此，一旦電子器件已經(jīng)遭受損壞或操縱的風(fēng)險，則不可再保證電池的安全，并且在90處對電池已被損壞的確定被用來通知潛在使用者電池不能再以預(yù)期方式操作。該書面描述用示例來公開包括最佳模式的本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能實施本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何包括在內(nèi)的方法。本發(fā)明的可專利范圍由所附權(quán)利要求所限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它示例。如果這種其它示例具有與所附權(quán)利要求的字面語言沒有不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與所附權(quán)利要求的字面語言無實質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這種其它示例意圖在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電池組(10)，包括:至少一個電池單元(12)，所述至少一個電池單元(12)包括第一部分，并且所述至少一個電池單元(1 關(guān)于所述至少一個電池單元(1 的化學(xué)情況膨脹和收縮；帶有第一部分的基底(16)，所述基底(16)的第一部分構(gòu)造成用以接觸所述至少一個電池單元(1 的第一部分；附接到所述基底(16)上的傳感器( )，所述傳感器06)產(chǎn)生信號，所述信號指示所述基底(16)的移位；控制器(18)，所述控制器(18)可通信地連接至所述傳感器( )，從而使得所述控制器 (18)從所述傳感器06)接收所述信號，并且所述控制器(18)處理所述信號以產(chǎn)生所述至少一個電池單元(12)的狀態(tài)的指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組(10)，其特征在于，所述傳感器06)包括LED(30)和光電晶體管08)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組(10)，其特征在于，所述控制器(18)操作所述 LED (30)以產(chǎn)生處于預(yù)定頻率的脈沖激勵，并且所述光電晶體管08)從所述LED (30)接收所述脈沖激勵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組(10)，其特征在于，所述控制器(18)從所述光電晶體管08)接收指示所述接收的激勵的信號，并將所述信號的頻率與所述LED(30)的頻率比較以驗證所述光電晶體管08)從所述LED(30)接收所述脈沖激勵。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組(10)，其特征在于，所述電池組(10)還包括包圍所述至少一個電池單元(1 、所述基底(16)、所述傳感器06)和所述控制器(18)的不透明外殼(14)，其中，所述不透明外殼(14)將所述基底(16)保持在所述基底(16)的第一部分接觸所述至少一個電池單元(1 的第一部分的位置；其中，如果所述不透明外殼(14)打開，所述光電晶體管08)暴露于使所述接收的激勵畸變的環(huán)境光，并且所述控制器(18)識別來自所述光電晶體管08)的信號作為打開的外殼(14)的指示并產(chǎn)生指示所述電池組(10)已打開的信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組(10)，其特征在于，所述電池組(10)還包括連接至所述控制器(18)的圖形顯示器(20)，并且在產(chǎn)生指示所述電池組(10)已打開的所述信號時， 所述控制器(18)操作所述圖形顯示器OO)以呈現(xiàn)所述電池組(10)已被損壞的視覺指示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組(10)，其特征在于，所述電池組(10)還包括連接至所述控制器(18)的圖形顯示器(20)，并且所述控制器(18)在識別來自所述傳感器06)的信號為臨界的時，操作所述圖形顯示器OO)以產(chǎn)生視覺警告。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組(10)，其特征在于，所述電池組(10)還包括通過所述控制器(18)操作的揚聲器(22)，以便在識別來自所述傳感器06)的信號為臨界的時產(chǎn)生聲音報警。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組(10)，其特征在于，所述電池組(10)還包括選擇性地連接至所述至少一個電池單元(1 的放電電路(38)，所述放電電路(38)連接至所述控制器(18)并能通過所述控制器(18)操作；其中，所述控制器(1 在識別來自所述傳感器06)的信號為臨界的時，操作所述放電電路(38)以連接至所述至少一個電池單元(12)，以便使所述至少一個電池單元(1 從所述臨界情況放電。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組(10)，其特征在于，所述傳感器06)為應(yīng)變計。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定電池組中的安全的裝置與方法。具體而言，電池組(10)包括至少一個電池單元(12)，其關(guān)于電池單元(12)的化學(xué)情況膨脹和收縮?；?16)構(gòu)造成用以接觸該至少一個電池單元(12)。傳感器(26)附接到基底(16)上，并且該傳感器(26)產(chǎn)生指示基底(16)的移位的信號?？刂破?18)可通信地連接至傳感器(26)，從而使得控制器從傳感器(26)接收信號?？刂破?18)處理信號以產(chǎn)生電池單元(12)的狀態(tài)的指示。一種監(jiān)測電池安全的方法包括跨過電池的至少一個單元(12)可移動地固定基底(16)。測量基底(16)的移位。利用控制器(18)處理測量的移位以識別該至少一個單元(12)的安全狀態(tài)。利用控制器(18)操作輸出裝置以提供電池的該至少一個單元(12)的安全狀態(tài)的指示。
文檔編號H01M10/48GK102479985SQ20111029110
公開日2012年5月30日 申請日期2011年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者D·E·凱西迪 申請人:通用電氣公司