CN117293425A - 电池模组、电池、用电装置及电池放电控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种电池模组、电池、用电装置及电池放电控制方法，电池模组包括：至少两个电池单体，电池单体包括具有容纳腔的外壳、收容于容纳腔内的供电模块以及功能层；功能层与供电模块电连接；控制模块，用于获取各电池单体的当前状态参数，并基于至少两个电池单体中电池单体之间的当前状态参数的偏差，确定是否通过电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡。本申请通过控制模块获取电池单体的当前状态参数，根据电池单体之间的当前状态参数的偏差，确定通过电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡，通过耗散供电模块中存储的电能实现各电池单体之间的一致性，提高电池单体的安全性。

Description

电池模组、电池、用电装置及电池放电控制方法
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别是涉及一种电池模组、电池、用电装置及电池放电控制方法。
背景技术
新能源电池因其高能量密度和长循环寿命而得到广泛应用，然而当多个电池单体通过串联或者并联成组时，新能源电池往往存在容量衰减过快、寿命较短的问题，这是由于电池单体之间的不一致性造成的。
目前，电池管理***（Battery Management System，BMS）的均衡技术主要是针对电池单体中的荷电状态（state of charge，SOC）层面。在理想状态下，均衡技术是平衡着每一个电池单体的SOC。均衡功能的实现方案分为两种，主动均衡和被动均衡。主动均衡和被动均衡都是为了在一定程度上消除电池单体的不一致性。主动均衡需要增加的器件较多，对于成本非常不友好，同时***的复杂性也较高，不利于推广；被动均衡需要使用电阻耗散能量，但是电阻耗散能量时会产生较多的热量，电阻长时间大电流放电后极易发生烧坏甚至短路。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种电池模组、电池、用电装置及电池放电控制方法，能够改善电池单体耗散能量时的散热问题，提高电池安全性。
第一方面，本申请提供了一种电池模组，电池模组包括：至少两个电池单体，电池单体包括具有容纳腔的外壳、收容于容纳腔内的供电模块以及功能层；功能层与供电模块电连接；控制模块，用于获取各电池单体的当前状态参数，并基于至少两个电池单体中电池单体之间的当前状态参数的偏差，确定是否通过电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡。
本申请实施例的技术方案中，通过控制模块获取电池单体的当前状态参数，根据电池单体之间的当前状态参数的偏差，确定通过电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡，通过耗散供电模块中存储的电能实现各电池单体之间的一致性，提高电池单体的安全性。
在一些实施例中，外壳包括具有开口的壳体和盖设于开口的端盖，壳体和/或端盖的材料为金属，功能层贴附于材料为金属的壳体和/或端盖的内壁面上；其中，壳体包括相对设置的两个大面，功能层至少贴附于大面的内表面。
本申请实施例的技术方案中，金属材料具有优异的导热性能，将功能层与金属进行接触，便于功能层将产生的热量快速传输至金属，增大散热面积，使功能层至少贴附于大面的内表面，进一步提高功能层的散热效率，提高电池单体的安全性。
在一些实施例中，当前状态参数包括当前检测电压和/或当前剩余电量；控制模块用于基于各电池单体的当前剩余电量确定最小剩余电量，并控制大于最小剩余电量的当前剩余电量对应的电池单体的功能层对供电模块进行加热放电均衡；或；控制模块用于基于各电池单体的当前检测电压确定最小电压，并控制大于最小电压的当前检测电压对应的电池单体的功能层对供电模块进行加热放电均衡。
本申请实施例的技术方案中，通过电池单体的当前检测电压或当前剩余电量选取最小剩余电量或最小电压，选取需要放电均衡的电池单体，控制模块控制需要放电均衡的电池单体中的功能层对供电模块进行加热放电均衡，通过耗散供电模块中存储的电能实现各电池单体之间的一致性，提高电池单体的安全性。
在一些实施例中，功能层为导电散热薄膜；其中，导电散热薄膜包括金属层以及包覆于金属层外表面的绝缘散热层，导电散热薄膜的厚度范围为0.8mm~1.2mm、导电散热薄膜的最大表面功率密度不小于31W/cm2和/或导电散热薄膜的绝缘电阻不小于300mΩ。
本申请实施例的技术方案中，功能层为导电散热薄膜，可以增大导热、散热面积，提高散热效率，可以将功能层自身产生的热量传导至外界，导电散热薄膜的体积小巧，可以适应较小的安装空间，能够稳定的将电能转换为热能，且具有优异的散热功能，可以有效解决电池单体的散热问题，提高电池单体的安全性。
第二方面，本申请提供了一种电池，其包括上述实施例中的电池单体。
由于电池中的控制模块获取电池单体的当前状态参数，根据电池单体之间的当前状态参数的偏差，确定通过电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡，通过耗散供电模块中存储的电能实现各电池单体之间的一致性，提高电池单体的安全性。
第三方面，本申请提供了一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，电池用于提供电能。
由于用电装置中的控制模块获取电池单体的当前状态参数，根据电池单体之间的当前状态参数的偏差，确定通过电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡，通过耗散供电模块中存储的电能实现各电池单体之间的一致性，提高电池单体的安全性。
第四方面，本申请提供了一种电池放电控制方法，电池放电控制方法应用在如上述的电池模组中，电池放电控制方法包括：采集各电池单体的当前状态参数；基于至少两个电池单体中各电池单体的当前状态参数，生成各电池单体对应的控制指令；向电池单体发送对应的控制指令，以控制电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡。
本申请实施例的技术方案中，基于电池模组中各电池单体的当前状态参数，确定各电池单体对应的控制指令，不同的当前状态参数对应不同的控制指令，根据电池单体的控制指令控制对应电池单体进行放电，有利于改善电池内各电池单体的不一致性，提高电池单体的安全性。
在一些实施例中，当前状态参数包括当前检测电压和/或当前剩余电量；控制指令包括目标阈值、工作信号和温度阈值；基于至少两个电池单体中各电池单体的当前状态参数，生成各电池单体对应的控制指令，包括：基于各电池单体的当前检测电压确定最小电压，并将最小电压作为目标阈值；将大于最小电压的当前检测电压对应的电池单体作为待放电电池；待放电电池的工作信号为放电信号；或；基于各电池单体的当前剩余电量确定最小剩余电量，并将最小剩余电量作为目标阈值；将大于最小剩余电量的当前剩余电量对应的电池单体作为待放电电池；待放电电池的工作信号为放电信号；向电池单体发送对应的控制指令，以控制电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡，包括：向待放电电池发送对应的控制指令，以控制电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡。
本申请实施例的技术方案中，通过确定最小电压或最小剩余电量作为目标电压，将各电池单体的当前检测电压与最小电压进行比对，或将各电池单体的当前剩余电量与最小剩余电量进行比对，筛选出需要放电的电池单体，仅对需要放电的电池发送对应的控制指令，进而使电池根据控制指令进行放电，较少计算量、简化流程的同时还能改善电池内各电池单体的不一致性。
第五方面，本申请提供了一种电池放电控制方法，电池放电控制方法应用在如上述的电池模组，电池放电控制方法包括：电池单体接收控制指令，并基于控制指令控制电池单体中的功能层将供电模块存储的电能转换为热能，以对电池单体进行放电均衡。
本申请实施例的技术方案中，各电池单体根据接收到的控制指令控制功能层将电能转换为热能，并将热能转移至外界，既改善了电池内各电池单体的不一致性，又解决了电池单体的散热问题，提高电池单体的安全性。
在一些实施例中，控制指令包括目标阈值、工作信号和温度阈值；基于控制指令控制电池单体中的功能层将供电模块存储的电能转换为热能，以对电池单体的放电均衡，包括：响应于电池单体接收到的工作信号为放电信号，则控制功能层将供电模块存储的电能转换为热能；对处于放电阶段的电池单体的状态参数和温度分别进行检测，得到当前状态参数和检测温度；基于当前状态参数、目标阈值和检测温度、温度阈值，确定是否继续控制电池单体进行放电均衡；其中，基于当前状态参数、目标阈值和检测温度、温度阈值，确定是否继续控制电池单体进行放电均衡，包括：响应于电池单体的检测温度超过温度阈值，则控制电池单体停止放电并进行冷却；响应于检测温度未超过温度阈值，则控制电池单体继续进行放电；响应于电池单体的当前状态参数符合目标阈值，则控制电池单体停止放电。
本申请实施例的技术方案中，当电池单体接收到放电信号时，可以控制功能层将供电模块中存储的电能转换为热能，通过实时监控电池单体的温度，确定是否继续控制电池单体进行放电，减小电池单体由于温度过高影响电池单体的安全的风险，通过实时监控电池单体的电压，确定是否继续控制电池单体进行放电，减小电池单体出现过放的风险；当电池单体的温度超过温度阈值，控制电池单体停止放电，减小电池单体由于温度过高影响电池单体的安全的风险，当电池单体的电压超过目标电压，控制电池单体停止放电，减小电池单体出现过放的风险。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；
图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；
图3为本申请一些实施例的电池模组的结构示意图；
图4为本申请一些实施例的电池模组的框架结构示意图；
图5为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图；
图6为本发明提供的电池单体一实施例的框架示意图；
图7为本申请一实施例提供的一种电池放电控制方法的流程示意图；
图8为本申请另一实施例提供的一种电池放电控制方法的流程示意图；
图9为本发明提供的终端一实施例的框架示意图；
图10为本发明提供的计算机可读存储介质一实施例的框架示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源***，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
本申请的实施例所提到的电池是指包括多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模组或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以改善液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极集流部和连接于正极集流部的正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面；负极集流体包括负极集流部和连接于负极集流部的负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。
为了使电池的电能利用最大化，需要改善电池内各电池单体之间的不一致性。本实施例中的电池为锂离子电池。各电池单体的不一致性不仅使电池组的实际放电容量降低，影响设备的功率输出和续航时间，严重时还有可能发生“热失控”问题，导致故障的发生。
具体地，各电池单体的不一致性会影响锂离子电池的使用寿命，降低了电池单体成组后的性能。电池单体成组不一致性是指电池单体的容量、电压、内阻、自放电速率等参数存在差异，是由电池组的组合结构、使用工况、使用环境、电池管理不同所致。
通过主动均衡和被动均衡都是为了在一定程度上消除电池单体的不一致性。主动均衡需要增加的器件较多，对于成本非常不友好，同时***的复杂性也较高，不利于推广；被动均衡需要使用电阻耗散能量，但是电阻耗散能量时会产生较多的热量，电阻长时间大电流放电后极易发生烧坏甚至短路。
为了改善电池单体的散热问题，本申请通过在电池单体中设置功能层，以功能层替代原电池单体中的电阻，将功能层与供电模块电连接，使功能层将供电模块存储的电能转换为热能，便于功能层耗散供电模块中存储的电能，通过消耗电能降低电池单体的电压，实现各电池单体之间的一致性；且功能层可以将产生的热能进行转移传导至外界，解决电池单体的散热问题，结构简单，成本低廉，使用广泛，提高电池单体的安全性。
本申请实施例公开的电池单体可以用于使用电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能***。用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。
应理解，本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池和用电设备，还可以适用于所有包括箱体的电池以及使用电池的用电设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图。
车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2，图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图。
电池100包括箱体10和电池单体21，电池单体21容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体21提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体21的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
请参照图3，图3为本申请一些实施例的电池模组的结构示意图。
在电池100中，电池单体21可以是多个，多个电池单体21之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体21中既有串联又有并联。多个电池单体21之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体21构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体21先串联或并联或混联组成电池模组20形式，多个电池模组20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。具体地，多个电池单体21之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模组20中多个电池单体21的并联或串联或混联。
其中，每个电池单体21可以为二次电池100或一次电池100；还可以是锂硫电池100、钠离子电池100或镁离子电池100，但不局限于此。
一次电池(Primary Battery)也称为“用完即弃”电池及原电池，因为它们的电量耗尽后，无法再充电使用，只能丢弃。二次电池(Secondary Battery)又称为可充电电池或二级电池、蓄电池。二次电池的制作材料和工艺与一次电池不同，其优点是在充电后可多次循环使用，二次电池的输出电流负荷力要比大部分一次电池高。目前常见的二次电池的类型有：铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池。锂离子电池具有重量轻、容量大(容量是同重量的镍氢电池的1.5倍～2倍)、无记忆效应等优点，且具有很低的自放电率，因而即使价格相对较高，仍然得到了普遍应用。锂离子电池目前也广泛应用于纯电动车及混合动力车，用于这种用途的锂离子电池的容量相对略低，但有较大的输出、充电电流，也有较长的使用寿命，但成本较高。
本申请中，电池单体21可以包括锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体21可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体21一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。但为描述简洁，下述实施例均以方体方形的电池单体21为例进行说明。
请参照图4、图5和图6，图4为本申请一些实施例的电池模组的框架结构示意图；图5为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图；图6为本发明提供的电池单体一实施例的框架示意图。
电池100包括电池模组20，如图4，电池模组20包括控制模块22和至少两个电池单体21，控制模块22与各电池单体21之间通信连接。
电池单体21是指组成电池100的最小单元。如图5，电池单体21包括有外壳211、供电模块212、功能层213、分析器214以及其他的功能性部件。外壳211具有容纳腔211c；供电模块212装容于容纳腔211c；功能层213通过分析器214与供电模块212电连接，用于将供电模块212存储的电能转换为热能，并将热能传导至外界。
控制模块22用于获取各电池单体21的当前状态参数，并基于至少两个电池单体21中电池单体21之间的当前状态参数的偏差，确定是否通过电池单体21内的功能层213对供电模块212进行加热放电均衡。
本实施例的技术方案中，通过控制模块22获取电池单体21的当前状态参数，根据电池单体21之间的当前状态参数的偏差，确定通过电池单体21内的功能层213对供电模块212进行加热放电均衡，通过耗散供电模块212中存储的电能实现各电池单体21之间的一致性，提高电池单体21的安全性。
外壳211包括壳体211a和端盖211b，壳体211a和端盖211b配合形成容纳腔211c。其中，壳体211a具有开口，端盖211b盖合于壳体211a的开口处，以将电池单体21的内部环境隔绝于外部环境。壳体211a为环形侧壁以及覆盖环形侧壁一端端口的底壁。
具体地，端盖211b盖合于环形侧壁的另一端的端口。不限地，端盖211b的形状可以与壳体211a的形状相适应以配合壳体211a。可选地，端盖211b可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖211b在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体21能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖211b上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与供电模块212电连接，以用于输出或输入电池单体21的电能。在一些实施例中，端盖211b上还可以设置有用于在电池单体21的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖211b的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。在一些实施例中，在端盖211b的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体211a内的电连接部件与端盖211b，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
具体地，壳体211a是用于配合端盖211b以形成电池单体21的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳供电模块212、电解液以及其他部件。壳体211a和端盖211b可以是独立的部件，可以于壳体211a上设置开口，通过在开口处使端盖211b盖合开口以形成电池单体21的内部环境。不限地，也可以使端盖211b和壳体211a一体化，具体地，端盖211b和壳体211a可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体211a的内部时，再使端盖211b盖合壳体211a。壳体211a可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体211a的形状可以根据供电模块212的具体形状和尺寸大小来确定。壳体211a的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。
其中，壳体211a和/或端盖211b的材料为金属，功能层213贴附于材料为金属的壳体211a和/或端盖211b的内壁面上。当外壳211的材料均为金属时，壳体211a包括相对设置的两个大面，功能层213至少贴附于大面的内表面。功能层213至少贴附于壳体211a的大面的内表面，进一步提高功能层213的散热效率，提高电池单体21的安全性。当壳体211a的容纳腔211c的横截面为矩形，则将矩形的长边对应的侧壁作为壳体211a的大面，将矩形的短边对应的侧壁作为壳体211a的侧面。当壳体211a的容纳腔211c的横截面为圆形，则将相对的两个弧形侧壁作为壳体211a的大面。
本申请实施例的技术方案中，金属材料具有优异的导热性能，将功能层213与金属进行接触，便于功能层213将产生的热量快速传输至金属，增大散热面积，使功能层213至少贴附于大面的内表面，进一步提高功能层213的散热效率，提高电池单体21的安全性。
供电模块212收容于容纳腔211c，供电模块212用于存储电能，并为电池单体21内与其电连接的其它部件进行供电。
功能层213和控制器200均设置于容纳腔211c。控制器200通过导线与供电模块212电连接，以便于供电模块212为控制器200供电。功能层213与控制器200之间通过导线电连接，以便于供电模块212通过控制器200为功能层213供电。其中，导线可以为软排线或者铜芯线。
在一实施例中，当前状态参数包括当前检测电压。控制模块22用于基于各电池单体21的当前检测电压确定最小电压，并控制大于最小电压的当前检测电压对应的电池单体21的功能层213对供电模块212进行加热放电均衡。
在一实施例中，当前状态参数包括当前剩余电量。控制模块22用于基于各电池单体21的当前剩余电量确定最小剩余电量，并控制大于最小剩余电量的当前剩余电量对应的电池单体21的功能层213对供电模块212进行加热放电均衡。
本申请实施例的技术方案中，通过电池单体21的当前检测电压或当前剩余电量选取最小剩余电量或最小电压，选取需要放电均衡的电池单体21，控制模块22控制需要放电均衡的电池单体21中的功能层213对供电模块212进行加热放电均衡，通过耗散供电模块212中存储的电能实现各电池单体21之间的一致性，提高电池单体21的安全性。
在一实施例中，功能层213为导电散热薄膜。其中，导电散热薄膜包括金属层以及包覆于金属层外表面的绝缘散热层。其中，绝缘散热层的材料为聚酰亚胺（Polyimide，PI）。导电散热薄膜可以为矩形、圆形等任意形状。具体地，导电散热薄膜以聚酰亚胺薄膜为外部的绝缘散热层；以金属箔、金属丝为金属层作为内部的导电发热体，经高温高压热合而成。通过绝缘散热层包覆金属层制成功能层213，通过金属层作为内导电发热体将与其电连接的供电模块212的电能转化为热能，绝缘散热层具有优异的绝缘强度和散热性能，将热能扩散至外界，可以提高功能层213的散热效率，提高电池单体21的安全性。
具体地，导电散热薄膜的占用空间小，导电散热薄膜的厚度范围为0.8mm~1.2mm。在本实施例中，导电散热薄膜的厚度可以为0.8mm、0.9mm、1mm、0.9mm、1.2mm。导电散热薄膜的导热、散热性能优异，导电散热薄膜的最大表面功率密度不小于31W/cm2。其中，最大表面功率密度越高表明需要很小的面积就可以达到很大的散热功率，节约电池单体21的内部空间。导电散热薄膜的耐压强度优异，耐压强度是指电容器两个引出端之间连接起来的引出端与金属外壳211之间所能承受的最大电压。导电散热薄膜能够稳定的将电能转化为热能，电阻稳定性优异，导电散热薄膜的绝缘电阻不小于300mΩ。
本实施例提供的功能层213为导电散热薄膜，可以增大导热、散热面积，提高散热效率，可以将功能层213自身产生的热量传导至外界，导电散热薄膜的体积小巧，可以适应较小的安装空间，能够稳定的将电能转换为热能，且具有优异的散热功能，可以有效解决电池单体21的散热问题，提高电池单体21的安全性。
具体地，分析器214可以为PCB控制板。其中，分析器214与外壳211、功能层213间隔设置，且分析器214与功能层213和供电模块212电连接，用于控制功能层213将供电模块212存储的电能转换为热能。分析器214通过控制与功能层213之间的通断实现是否将功能层213与供电模块212进行电连接，进而控制是否通过功能层213将供电模块212的电能转化为热能。
本申请通过将分析器214与外壳211和功能层213间隔设置，可以减小功能层213和/或外壳211将热量传输至分析器214，降低由于热量导致分析器214损害的风险；通过将分析器214与功能层213和供电模块212进行电连接，便于通过分析器214控制功能层213工作，实现可控化操作。
壳体211a和/或端盖211b的材料为金属，功能层213贴附于材料为金属的壳体211a和/或端盖211b的内壁面上。
在一实施例中，外壳211为金属材质时，功能层213贴附于外壳211的内壁面上。外壳211具有优异的导热性能，将功能层213与外壳211进行接触，便于功能层213将产生的热量快速传输至外壳211，再通过外壳211传输至电池单体21外部的空气，增大导热和散热的面积，进一步提高功能层213的散热效率，提高电池单体21的安全性。
在一实施例中，当壳体211a的材质为金属，端盖211b的材质为塑料时，功能层213贴附于环形侧壁的内壁面和/或底壁的内壁面上。
在一实施例中，当壳体211a的材质为塑料时，端盖211b的材质为金属时，功能层213贴附于端盖211b的内壁面上。
在一实施例中，当壳体211a的材质和端盖211b的材质均为金属时，功能层213可以贴附于环形侧壁的内壁面、底壁和/或端盖211b的内壁面上。
其中，功能层213可以为多个，也可以为一个。多个功能层213可以间隔贴附于同一内壁面，也可以贴附于不同内壁面。
本实施例中的电池单体21的使用电压可以在电压范围为1V~380V之间任意选择。
在另一实施例中，本实施例中的电池单体21也可以在低温条件下，电池单体21的性能衰减严重的场景下使用，通过电池单体21中的功能层213将供电模块212中存储的电能转化为热能，以对电池100进行加热，可以有效改善电池100的电化学性能。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池100，包括以上任一方案的电池模组20。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方案的电池100，并且电池100用于为用电装置提供电能。其中，用电装置可以为车辆1000。
用电装置可以是前述任一应用电池100的设备或***。
本实施例提供的电池放电控制方法应用在如上述的电池模组中，本实施例的执行主体为终端或服务器。该电池模组中的电池单体可以为图5、图6所示电池单体21。
请参阅图7，图7为本申请一实施例提供的一种电池放电控制方法的流程示意图。
S11：采集各电池单体的当前状态参数。
S12：基于至少两个电池单体中各电池单体的当前状态参数，生成各电池单体对应的控制指令。
S13：向电池单体发送对应的控制指令，以控制电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡。
本申请实施例的技术方案中，基于电池模组中各电池单体的当前状态参数，确定各电池单体对应的控制指令，不同的当前状态参数对应不同的控制指令，根据电池单体的控制指令控制对应电池单体进行放电，有利于改善电池内各电池单体的不一致性，提高电池单体的安全性。
在步骤S2中，当前状态参数包括当前检测电压和/或当前剩余电量；控制指令包括目标阈值、工作信号和温度阈值。
在一实施例中，基于各电池单体的当前检测电压确定最小电压，并将最小电压作为目标阈值；将大于最小电压的当前检测电压对应的电池单体作为待放电电池；待放电电池的工作信号为放电信号。
在另一实施例中，基于各电池单体的当前剩余电量确定最小剩余电量，并将最小剩余电量作为目标阈值；将大于最小剩余电量的当前剩余电量对应的电池单体作为待放电电池；待放电电池的工作信号为放电信号。
在步骤S3中，向待放电电池发送对应的控制指令，以控制待放电电池进行放电。
通过确定最小电压或最小剩余电量作为目标电压，将各电池单体的当前检测电压与最小电压进行比对，或将各电池单体的当前剩余电量与最小剩余电量进行比对，筛选出需要放电的电池单体，仅对需要放电的电池发送对应的控制指令，进而使电池根据控制指令进行放电，较少计算量、简化流程的同时还能改善电池内各电池单体的不一致性。
本实施例提供的电池放电控制方法应用在如上述的电池模组中，本实施例的执行主体为电池单体。电池模组包括至少两个电池单体，该电池单体21可以为图5、图6所示电池单体21。电池放电控制方法具体包括如下步骤。
请参阅图8，图8为本申请另一实施例提供的一种电池放电控制方法的流程示意图。
S21：电池单体接收控制指令，并基于控制指令控制电池单体中的功能层将供电模块存储的电能转换为热能，以对电池单体进行放电均衡。
本实施例中各电池单体根据接收到的控制指令控制功能层将电能转换为热能，并将热能转移至外界，既改善了电池内各电池单体的不一致性，又解决了电池单体的散热问题，提高电池单体的安全性。
在一些实施例中，控制指令包括目标阈值、工作信号和温度阈值。响应于电池单体接收到的工作信号为放电信号，则控制功能层将供电模块存储的电能转换为热能；对处于放电阶段的电池单体的状态参数和温度分别进行检测，得到当前状态参数和检测温度；基于当前状态参数、目标阈值和检测温度、温度阈值，确定是否继续控制电池单体进行放电均衡。
当电池单体接收到放电信号时，可以控制功能层将供电模块中存储的电能转换为热能，通过实时监控电池单体的温度，确定是否继续控制电池单体进行放电，减小电池单体由于温度过高影响电池单体的安全的风险，通过实时监控电池单体的电压，确定是否继续控制电池单体进行放电，减小电池单体出现过放的风险。其中，过放是电池单体正常放电至截止电压后，继续放电的情况。
在一些实施例中，响应于电池单体的检测温度超过温度阈值，则控制电池单体停止放电并进行冷却；响应于检测温度未超过温度阈值，则控制电池单体继续进行放电；响应于电池单体的当前状态参数符合目标阈值，则控制电池单体停止放电。
当电池单体的温度超过温度阈值，控制电池单体停止放电，减小电池单体由于温度过高影响电池单体的安全的风险，当电池单体的电压超过目标电压，控制电池单体停止放电，减小电池单体出现过放的风险。
请参阅图9，图9是本发明提供的终端一实施例的框架示意图。
本实施例提供的终端80包括相互耦接的存储器81和处理器82，处理器82用于执行存储器81中存储的程序指令，以实现上述任一电池放电控制方法实施例的步骤。在一个具体的实施场景中，终端80可以包括但不限于：微型计算机、服务器，此外，终端80还可以包括但不限于笔记本电脑、平板电脑等移动设备。
具体而言，处理器82用于控制其自身以及存储器81以实现上述任一电池放电控制方法实施例的步骤。处理器82还可以称为CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）。处理器82可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器82还可以是通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor, DSP）、专用集成电路（ApplicationSpecific Integrated Circuit, ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable GateArray，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。另外，处理器82可以由集成电路芯片共同实现。
请参阅图10，图10为本发明提供的计算机可读存储介质一实施例的框架示意图。
本实施例提供的计算机可读存储介质90存储有能够被处理器运行的程序指令901，程序指令901用于实现上述任一电池放电控制方法实施例的步骤。
在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性、机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括：
至少两个电池单体，所述电池单体包括具有容纳腔的外壳、收容于所述容纳腔内的供电模块以及功能层；所述功能层与所述供电模块电连接；
控制模块，用于获取各所述电池单体的当前状态参数，并基于所述至少两个电池单体中所述电池单体之间的所述当前状态参数的偏差，确定是否通过所述电池单体内的所述功能层对所述供电模块进行加热放电均衡。
2.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述外壳包括具有开口的壳体和盖设于所述开口的端盖，所述壳体和/或所述端盖的材料为金属，所述功能层贴附于材料为金属的所述壳体和/或所述端盖的内壁面上；其中，所述壳体包括相对设置的两个大面，所述功能层至少贴附于所述大面的内表面。
3.根据权利要求1所述的电池模组，其特征在于，所述当前状态参数包括当前检测电压和/或当前剩余电量；
所述控制模块用于基于各所述电池单体的当前剩余电量确定最小剩余电量，并控制大于所述最小剩余电量的所述当前剩余电量对应的所述电池单体的功能层对所述供电模块进行加热放电均衡；
或，所述控制模块用于基于各所述电池单体的当前检测电压确定最小电压，并控制大于所述最小电压的所述当前检测电压对应的所述电池单体的功能层对所述供电模块进行加热放电均衡。
4.根据权利要求1~3任一项所述的电池模组，其特征在于，所述功能层为导电散热薄膜；其中，所述导电散热薄膜包括金属层以及包覆于所述金属层外表面的绝缘散热层，所述导电散热薄膜的厚度范围为0.8mm~1.2mm、所述导电散热薄膜的最大表面功率密度不小于31W/cm2和/或所述导电散热薄膜的绝缘电阻不小于300mΩ。
5.一种电池，其特征在于，包括：如权利要求1至4中任一项所述的电池模组。
6.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求5所述的电池，所述电池用于提供电能。
7.一种电池放电控制方法，其特征在于，所述电池放电控制方法应用在如权利要求1~4任一项所述的电池模组中，所述电池放电控制方法包括：
采集各所述电池单体的当前状态参数；
基于所述至少两个电池单体中各所述电池单体的当前状态参数，生成各所述电池单体对应的控制指令；
向所述电池单体发送对应的所述控制指令，以控制所述电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡。
8.根据权利要求7所述的电池放电控制方法，其特征在于，所述当前状态参数包括当前检测电压和/或当前剩余电量；所述控制指令包括目标阈值、工作信号和温度阈值；
所述基于所述至少两个电池单体中各所述电池单体的当前状态参数，生成各所述电池单体对应的控制指令，包括：
基于各所述电池单体的当前检测电压确定最小电压，并将所述最小电压作为所述目标阈值；将大于所述最小电压的所述当前检测电压对应的所述电池单体作为待放电电池；所述待放电电池的工作信号为放电信号；或，基于各所述电池单体的当前剩余电量确定最小剩余电量，并将所述最小剩余电量作为所述目标阈值；将大于所述最小剩余电量的所述当前剩余电量对应的所述电池单体作为待放电电池；所述待放电电池的工作信号为放电信号；
所述向所述电池单体发送对应的所述控制指令，以控制所述电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡，包括：
向所述待放电电池发送对应的所述控制指令，以控制所述电池单体内的功能层对供电模块进行加热放电均衡。
9.一种电池放电控制方法，其特征在于，所述电池放电控制方法应用在如权利要求1~4任一项所述的电池模组，所述电池放电控制方法包括：
所述电池单体接收控制指令，并基于所述控制指令控制所述电池单体中的功能层将供电模块存储的电能转换为热能，以对所述电池单体进行放电均衡。
10.根据权利要求9所述的电池放电控制方法，其特征在于，所述控制指令包括目标阈值、工作信号和温度阈值；
所述基于所述控制指令控制所述电池单体中的功能层将供电模块存储的电能转换为热能，以对所述电池单体进行放电均衡，包括：
响应于所述电池单体接收到的所述工作信号为放电信号，则控制所述功能层将所述供电模块存储的电能转换为热能；
对处于放电阶段的所述电池单体的状态参数和温度分别进行检测，得到当前状态参数和检测温度；
基于所述当前状态参数、所述目标阈值和所述检测温度、所述温度阈值，确定是否继续控制所述电池单体进行放电均衡；
其中，基于所述当前状态参数、所述目标阈值和所述检测温度、所述温度阈值，确定是否继续控制所述电池单体进行放电均衡，包括：
响应于所述电池单体的检测温度超过所述温度阈值，则控制所述电池单体停止放电并进行冷却；
响应于所述检测温度未超过所述温度阈值，则控制所述电池单体继续进行放电；
响应于所述电池单体的当前状态参数符合所述目标阈值，则控制所述电池单体停止放电。
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