CN118056341A - 电池包及其安全控制方法、用电装置 - Google Patents

Abstract

一种电池包及其安全控制方法、用电装置，其中，电池包(200)包括：箱体组件(201)；多个具有外壳(100′)的电池单体(100)，设在箱体组件(201)内；和安全保护机构(1)，设在箱体组件(201)内，且具有第一状态和第二状态，在安全保护机构(1)处于第一状态的情况下，多个电池单体(100)与箱体组件(201)绝缘；在满足预设触发条件的情况下安全保护机构(1)处于第二状态，在安全保护机构(1)处于第二状态的情况下，至少部分电池单体(100)的外壳(100′)与箱体组件(201)电连接。

Description

电池包及其安全控制方法、用电装置 技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池包及其安全控制方法、用电装置。

背景技术

由于锂离子等电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多、存储时间长等优点，在电动汽车上面已普遍应用。

但是，提高电动汽车中电池在使用过程中的安全性，一直是业内的一个难题。

发明内容

本申请的目的在于提高电池在使用过程中的安全性。

根据本申请的第一方面，提供了一种电池包，包括：

箱体组件；

多个电池单体，设在箱体组件内，电池单体包括外壳；和

安全保护机构，设在箱体组件内，且具有第一状态和第二状态，在安全保护机构处于第一状态的情况下，多个电池单体与箱体组件绝缘；在满足预设触发条件的情况下安全保护机构处于第二状态，在安全保护机构处于第二状态的情况下，至少部分电池单体的外壳与箱体组件电连接。

该实施例的电池包在出现异常的电池单体且满足预设触发条件的情况下，能够使安全保护机构从第一状态变化至第二状态，从而主动可控地使至少部分电池单体与箱体组件电连接，使至少部分电池单体与箱体组件形成等势体，避免电池包内出现高压打火现象，将电池包从异常状态及时调节为稳定可控的状态。

而且，在电池包内部可通过至少部分电池单体与箱体组件电连接出现绝缘失效点，将电池包内的高压***切换为多个等势部件，从而保护电池包，提高电池包工作的安全性。

另外，在电池包工作出现异常的情况下，使外壳与箱体组件电连接，由于外壳具有较大的表面积，便于安装安全保护机构，并实现安全保护机构可靠动作，而且可使安全保护机构远离电池单体的电连接部分，避免安全保护机构的动作对电连接部分产生影响。此外，由于电池包在正常工作状态下，电池单体被绝缘层包覆，在设置安全保护机 构的情况下，也能可靠地保证电池单体与箱体组件之间的绝缘性能。

在一些实施例中，在安全保护机构处于第二状态的情况下，与箱体组件电连接的电池单体的数量至少为三个。

该实施例在电池包满足预设触发条件的情况下，使安全保护机构处于第二状态，通过使至少三个电池单体与箱体组件电连接，可在电池包内形成至少三个绝缘失效点，以降低整个高压负载在两个绝缘失效点之间的分压，降低出现高压打火的风险，将电池包从异常状态及时调节为稳定可控的状态，不仅能提高电池包内电池单体的安全性，还能防止与电池包连接的控制电箱的安全性。

在一些实施例中，在安全保护机构处于第二状态的情况下，所有的电池单体的外壳均与箱体组件电连接。

该实施例在电池包满足预设触发条件的情况下，使安全保护机构处于第二状态，使电池包内的所有电池单体均与箱体组件电连接，可在电池包内的每个电池单体上均形成绝缘失效点，以最大限度地降低整个高压负载在两个绝缘失效点之间的分压，即使任意一个电池单体出现异常，都能降低出现高压打火的风险，将电池包从异常状态及时调节为稳定可控的状态，不仅能提高电池包内电池单体的安全性，还能防止与电池包连接的控制电箱的安全性。

在一些实施例中，安全保护机构包括多个子保护部件，多个子保护部件与多个电池单体一一对应地设置，子保护部件均具有第一状态和第二状态，子保护部件被配置为在第一状态下使相应的电池单体与箱体组件绝缘，并在第二状态下使相应的电池单体与箱体组件电连接。

该实施例为多个电池单体一一对应地设置多个子保护部件，相当于将安全保护机构设置为多个独立的子保护部件，可灵活地为特定数量和位于特定位置的电池单体设置子保护部件，并简化子保护部件的结构，减小子保护部件的体积，易于在电池包紧凑的内部空间中设置。而且，若电池包在长期工作后出现了失效的子保护部件后，仍能依靠其它的子保护部件降额实现安全保护功能，可进一步提高电池包工作的安全性。

在一些实施例中，安全保护机构设在电池单体与箱体组件的底壁或顶壁之间。

该实施例只需要在在电池包的高度方向上增加预设空间，就能够实现同一层中部分或全部电池单体的安全保护，既保证了电池包内部空间紧凑，又能利用最小的空间实现对数量更多的电池单体进行保护，从而提高电池包工作的安全性。

在一些实施例中，预设触发条件包括以下至少一个：箱体组件内部的温度达到预设温度，箱体组件内的气压达到预设压力，箱体组件内的烟雾浓度达到预设浓度和电池 包的电池管理***发出电池单体异常的电信号。

该实施例能够定量地判断出电池包发生异常的情况，以便准确地确定出安全保护机构切换为第二状态的时机，既能保证电池包在出现异常情况时的安全性，又能防止安全保护机构意外开启。

在一些实施例中，安全保护机构被配置为在处于第二状态，且在预设触发条件不复存在的情况下恢复至第一状态。

该实施例考虑到在电池包发生异常后，车辆行驶过程中的颠簸振动可能使本身与箱体组件电连接的电池单体一部分脱离电连接，这样会减少存在绝缘失效点的电池单体的数量，从而增加相邻绝缘失效点之间的分压，此时箱体组件与部分电池单体之间仍存在电连接，会对操作者取下报废的电池包带来操作风险。该实施例在电池包的安全风险降低后，通过主动使安全保护机构恢复至第一状态，能降低操作者取下报废电池包时的操作风险，提高操作安全性。

在一些实施例中，安全保护机构被配置为在满足预设触发条件的情况下，通过机械动作从第一状态变化至第二状态。

该实施例能够在满足预设触发条件的情况下，使安全保护机构通过机械动作实现状态变化，动作可靠，以实现电池单体安全保护的可靠性，而且利于实现第一状态和第二状态的双向切换。

在一些实施例中，电池包还包括控制器，被配置为在接收到满足预设触发条件的信号的情况下，向安全保护机构发出启动信号，以使安全保护机构从第一状态变化至第二状态。

该实施例在电池包工作出现异常的情况下，通过控制器主动控制安全保护机构的开启，可通过控制器对接收到的信号进行综合判断，例如检测信号超出预设阈值持续预设时间，才会最终判定满足预设触发条件，以免状态监测部件的采集信号偶然发生偏离，能够更加准确地判断出安全保护机构的开启时机，防止安全保护机构误启动造成电池包报废。而且，主动控制方式还能在安全保护机构开启后，使控制器采取其它安全保护措施，例如对电池包进行断电、冷却或主动开启箱体组件上的泄压部件等。

在一些实施例中，安全保护机构包括多个子保护部件，分别与不同的电池单体对应设置，电池包还包括控制线束和开关，控制线束将多个子保护部件串联，开关串设在控制线束中；其中，控制器被配置为通过使开关闭合向多个子保护部件发出启动信号。

该实施例能够在电池包工作发生异常的情况下，使控制器通过控制开关的闭合同时启动多个子保护部件，以使多个子保护部件同时变化为第二状态，能够简化控制方式， 提高电池包异常时的响应速度，快速地使多个电池单体的外壳与箱体组件形成等势体，避免电池包内出现高压打火现象，将电池包从异常状态及时调节为稳定可控的状态。

在一些实施例中，安全保护机构被配置为直接在预设触发条件的作用下从第一状态变化至第二状态。

该实施例在电池包工作出现异常的情况下，直接借助于箱体组件的环境变化被动开启安全保护机构，无需通过控制器对环境变化情况进行判断并进一步对安全保护机构发出开启信号，能够更及时迅速地使安全保护机构开启，在电池包进入失控的情况下，可快速使电池单体与箱体组件形成等势体，并在电池包内形成多个绝缘失效点，降低整个高压负载在两个绝缘失效点的分压，可防止出现瞬间的高压打火，及时将电池包从异常状态调节至稳定可控的状态，避免发生进一步的恶化时间。

在一些实施例中，安全保护机构包括导电部分，导电部分被配置为在满足预设触发条件的情况下，通过自身运动与外壳接触，以使安全保护机构处于第二状态，在第二状态下，导电部分与箱体组件电连接。

该实施例通过导电部分的运动实现安全保护机构的启动，导电部分运动至与外壳接触时安全保护机构处于第二状态，能够更加准确地地控制安全保护机构的开启，而且即使箱体组件与电池单体之间存在较大的距离，也能够通过控制导电部分的运动行程实现外壳与箱体组件的电连接，在保证安全保护机构可靠开启的基础上，可提高电池包正常工作时的内部绝缘性能。

在一些实施例中，安全保护机构包括多个子保护部件，分别与不同的电池单体对应设置，子保护部件具有第一状态和第二状态；子保护部件包括导电元件，导电元件被配置为在满足预设触发条件的情况下，通过自身运动与外壳接触，以使子保护部件处于第二状态，在第二状态下，导电元件与箱体组件电连接。

该实施例将安全保护机构设置为多个独立的子保护部件，可灵活地为特定数量和位于特定位置的电池单体设置子保护部件，并简化子保护部件的结构，减小子保护部件的体积，易于在电池包紧凑的内部空间中设置。而且，若电池包在长期工作后出现了失效的子保护部件后，仍能依靠其它的子保护部件降额实现安全保护功能，可进一步提高电池包工作的安全性。

在一些实施例中，子保护部件还包括施力控制部件，在子保护部件处于第一状态的情况下，施力控制部件被配置为向导电元件施力，以将导电元件限位于脱离外壳的位置；在所子保护部件处于第二状态的情况下，施力控制部件被配置为向导电元件施力，以使导电元件运动至与外壳接触。

该实施例中的子保护部件通过施力控制部件向导电元件施加作用力使其运动，易于控制导电元件的位置，以便可靠地使子保护部件保持在第一状态或第二状态。

在一些实施例中，导电元件为导电磁铁，施力控制部件为金属件，且在子保护部件处于第一状态下通电形成与导电磁铁极性相反的电磁铁，并在子保护部件处于第二状态下通电形成与导电磁铁极性相同的电磁铁。

该实施例通过改变施力控制部件磁化后的极性，使导电元件保持在不同的位置，动作灵敏迅速，且作用力较大，能够灵活地实现子保护部件的状态切换，且结构简单，易于控制。而且，可使子保护部件在第一状态和第二状态之间互相切换，既能在电池包发生异常的情况下避免出现高压打火现象，将电池包从异常状态及时调节为稳定可控的状态，又能在电池包的安全风险降低后，通过主动使安全保护机构恢复至第一状态，能降低操作者取下报废电池包时的操作风险，提高操作安全性。

在一些实施例中，施力控制部件包括电动驱动件，被配置为在子保护部件处于第一状态下驱动导电元件处于脱离外壳的位置，并在子保护部件处于第二状态下驱动导电元件运动至与外壳接触。

该实施例通过改变控制电动驱动件的行程，可使导电元件保持在不同的位置，可实现较大的作用力，且能够精确地控制导电元件的位置，能够灵活地实现子保护部件的状态切换，且结构简单，易于控制，可提高对电池单体保护的可靠性。而且，可使子保护部件在第一状态和第二状态之间互相切换，既能在电池包发生异常的情况下避免出现高压打火现象，将电池包从异常状态及时调节为稳定可控的状态，又能在电池包的安全风险降低后，通过主动使安全保护机构恢复至第一状态，能降低操作者取下报废电池包时的操作风险，提高操作安全性。

在一些实施例中，施力控制部件包括限位件和弹性元件，限位件被配置为在子保护部件处于第一状态下将导电元件限位于脱离外壳，弹性元件被配置为在子保护部件处于第二状态下向导电元件施加弹性力，以使导电元件运动至与外壳接触。

该实施例通过限位件和弹性元件的配合，可使导电元件保持在不同的位置，在第一状态下，限位件能够可靠地对导电元件的限位，以保证电池单体与箱体组件的绝缘，在需要切换位第二状态的情况下，弹性元件能够提供较大的作用力，且动作灵敏，能够快速地使子保护部件切换至第二状态，且结构简单，易于控制，可提高对电池单体保护的可靠性。

在一些实施例中，安全保护机构包括多个子保护部件，分别与不同的电池单体对应设置，子保护部件包括：

平衡件，其第一端连接导电元件；

支座，被配置为支撑平衡件；

致动件，连接于平衡件的第二端，被配置为在箱体组件内的气压达到预设压力的情况下移动，以使平衡件绕支撑点摆动，从而使导电元件运动至与外壳接触，以使子保护部件从第一状态变化至第二状态。

该实施例通过箱体组件内的气压作用于杠杆结构实现调整导电元件的位置，可通过环境情况被动地控制子保护部件的状态切换，可省去状态监测部件，从而简化结构，并避免由于电子元器件故障导致子保护部件误启动，可提高电池单体保护的可靠性，而且，当箱体组件内的气压恢复正常后，可使子保护部件恢复至第一状态，既能在电池包发生异常的情况下避免出现高压打火现象，将电池包从异常状态及时调节为稳定可控的状态，又能在电池包的安全风险降低后，通过主动使安全保护机构恢复至第一状态，能降低操作者取下报废电池包时的操作风险，提高操作安全性。

在一些实施例中，导电元件被配置为在满足预设触发条件的情况下通过移动或转动与外壳接触。

该实施例中，对于导电元件移动的结构，运动轨迹更容易控制，可较为准确地与外壳上的预设搭接点电连接；对于导电元件转动的结构，由于导电元件在转动过程中一直与箱体组件电连接，因此无需设置类似于容纳件作为中间转接结构，可进一步简化结构。

根据本申请的第二方面，提供了一种用电装置，包括上述实施例的电池包，电池包用于为用电装置提供电能。

根据本申请的第三方面，提供了一种电池包的安全控制方法，包括：。

使电池包的箱体组件内的安全保护机构处于第一状态，以使箱体组件内的多个电池单体与箱体组件绝缘；

在满足预设触发条件的情况下，使安全保护机构从第一状态变化至第二状态，以使至少部分电池单体的外壳与箱体组件电连接。

在一些实施例中，在满足预设触发条件的情况下，使安全保护机构从第一状态变化至第二状态包括：

在控制器接收到满足预设触发条件的信号的情况下，通过控制器向安全保护机构发出启动信号，以使安全保护机构从第一状态变化至第二状态。

在一些实施例中，安全控制方法还包括：

若安全保护机构处于第二状态，在预设触发条件不复存在的情况下使安全保护机 构恢复至第一状态。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。

图1为本申请将电池包安装于车辆的一些实施例的结构示意图。

图2为本申请电池包的一些实施例的分解图。

图3为本申请电池单体的一些实施例的结构示意图。

图4为本申请电池单体的一些实施例的分解示意图。

图5为本申请电池包设置安全保护机构的第一实施例的结构示意图。

图6为本申请电池包中安全保护机构的工作原理示意图。

图7为第一实施例中子保护部件处于第一状态的示意图。

图8为第一实施例中子保护部件处于第二状态的示意图。

图9为第二实施例中子保护部件处于第一状态的示意图。

图10为第二实施例中子保护部件处于第二状态的示意图。

图11为第三实施例中子保护部件处于第一状态的示意图。

图12为第三实施例中子保护部件处于第二状态的示意图。

图13为第四实施例中子保护部件处于第一状态的示意图。

图14为第四实施例中子保护部件处于第二状态的示意图。

图15为第五实施例中子保护部件处于第一状态的示意图。

图16为第五实施例中子保护部件处于第二状态的示意图。

图17为应用第五实施例的子保护部件的电池包的结构示意图。

图18为本申请电池包安全控制方法的一些实施例的流程示意图。

图19为本申请电池包的安全控制装置的一些实施例的结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、安全保护机构；1’、子保护部件；11’、导电部分；11、导电元件；12、施力控制部件；13、限位件；14、弹性元件；15、平衡件；16、支座；17、致动件；18、容纳件；

100、电池单体；100’、外壳；10、壳体；101、开口；20、绝缘层；30、电极组件；30’、极耳；40、转接件；50、端盖；51、电极端子；52、泄压部件；

200、电池包；200’、电池模块；201、箱体组件；201A、箱体；201B、盖体；202、控制线束；203、状态监测部件；204、控制器；205、电池管理***；206、开关；

300、车辆；301、车桥；302、车轮；303、马达；304、控制器；

401、存储器；402、处理器；403、通信接口；404、总线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

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)。

本申请采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系的描述，这仅是为了便于描述本申请，而不是指示或暗示所指的装置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保护范围的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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些实施例中。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。

电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、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。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、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。

目前的电池单体通常包括壳体和容纳于壳体内的电极组件，并在壳体内填充电解质。电极组件主要由极性相反的第一极片和第二极片层叠或卷绕形成，并且通常在第一极片与第二极片之间设有绝缘件，例如隔膜等。第一极片和第二极片涂覆有活性物质的部分构成电极组件的主体部，第一极片和第二极片未涂覆活性物质的部分各自构成第一极耳和第二极耳。在锂离子电池中，第一极片可以为正极极片，包括正极集流体和设于正极集流体两侧的正极活性物质层，正极集流体的材料例如可以为铝，正极活性物质例如可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等；第二极片可以为负极极片，包括负极集流体和设于负极集流体两侧的负极活性物质层，负极集流体的材料例如可以为铜，负极活性物质例如可以为石墨或硅等。可选地，第一极片也可以为负极极片，相应地第二极片为正极极片。第一极耳和第二极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池单体的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接端子以形成电流回路。

目前的电池在使用过程中，仍存在较大的安全隐患，例如整个电池***在使用过程中会出现高压打火。发明人通过研究发现，造成这一现象的原因在于，电池包内的电池单体发生热失控时，产生的高温可燃烟气难以迅速排出，容易聚积在箱体内部形成高温高压环境，使电池包内的绝缘设计局部受到损坏，使部分电池单体出现高压。而且，在电池包出现上述问题的情况下，出现高压打火的数量和位置均是不确定的，无法使电池从异常状态及时调控为稳定可控的状态。

另外，在电池单体内的排出物通过防爆阀溅射到电连接结构上之后，也容易发生短路，或使高压打火影响其它电池单体，这样电池单体的热扩散现象会引起高压拉弧。可见，热失控不仅会出现高温影响，还会进一步恶化造成电池包出现高压打火现象。

为了解决上述问题，发明人想到在电池单体工作过程中出现热失控或其它异常现象时，主动地将电池单体的电压控制在安全稳定的水平，尽量避免出现高压打火的现象。

基于这一改进思路，本申请提出了一种电池包，箱体组件；多个电池单体，设在箱体组件内；和安全保护机构，设在箱体组件内，且具有第一状态和第二状态，在安全保护机构处于第一状态的情况下，多个电池单体与箱体组件绝缘；在满足预设触发条件的情况下安全保护机构处于第二状态，在安全保护机构处于第二状态的情况下，至少部分电池单体与箱体组件电连接。

此种电池包在出现异常的电池单体从而满足预设触发条件的情况下，能够使安全 保护机构从第一状态变化至第二状态，从而主动可控地使至少部分电池单体与箱体组件电连接，使电池包内部出现绝缘失效点，使至少部分电池单体与箱体组件形成等势体，将电池包内的高压***切换为多个等势部件，避免电池包内出现高压打火现象，将电池包从异常状态及时调节为稳定可控的状态，从而保护电池包，提高电池包工作的安全性。

本申请实施例的电池单体适用于电池以及使用电池的用电装置。

用电装置可以是手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，例如，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。

如图1所示，用电装置可以是车辆300，例如新能源汽车，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；或者用电装置也可以是无人机或轮船等。具体地，车辆300可包括车桥301、连接于车桥301的车轮302、马达303、控制器304和电池包200，马达303用于驱动车桥301转动，控制器304用于控制马达303工作，电池包200可以设置在车辆300的底部、头部或尾部，用于为马达303以及车辆中其它部件的工作提供电能。

如图2所示，电池包200包括箱体组件201和电池单体100。在电池包200中，电池单体100可以是一个，也可以是多个。若电池单体100为多个，多个电池单体100之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体100中既有串联又有并联，可以是多个电池单体100先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体组件201内。也可以是所有电池单体100之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体100构成的整体容纳于箱体组件201内。

箱体组件201内部为中空结构，例如，箱体组件201可以包括箱体201A和盖体201B。箱体201A和盖体201B扣合在一起。例如，箱体201A和盖体201B均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，箱体201A的开口和盖体201B的开口相对设置，并且箱体201A和盖体201B相互扣合形成具有封闭腔室的箱体。也可以为，箱体201A为具有开口的长方体而盖体201B为板状，或者盖体201B为具有开口的长方体而箱体201A为板状，箱体201A和盖体201B相对设置并扣合而形成具有封闭腔室的箱体组件201。至少一个电池单体100相互并联或串联或混联组合后，置于箱体201A和盖体201B扣合后形成的封闭腔室内。

为了能够更清楚地理解本申请电池包的改进原理，首先对电池单体100的结构进行详细说明。

在一些实施例中，如图3和图4所示，电池单体100包括壳体10、电极组件30、端盖50、两个极性相反的电极端子51和两个转接件40。壳体10具有开口101，端盖50盖合于开口101，且端盖50与壳体10连接形成电池单体100的外壳100’，外壳100’的外表面可包覆绝缘层20，以提高电池单体100的绝缘性。端盖50上可设置两个极性相反的电极端子51。

电极组件30设在壳体10内，且壳体10内填充电解液。根据实际使用需求，电极组件30可设置为单个或多个。电极组件30由极性相反的第一极片和第二极片层叠或卷绕形成，并且通常在第一极片与第二极片之间设有隔膜。第一极片和第二极片涂覆有涂覆的部分构成电极组件30的主体部，第一极片和第二极片未涂覆的部分各自构成两种极性相反的极耳30’1，两种极耳30’1分别通过一个转接件40与同极性的电极端子51电连接。

可选地，端盖50上还可设置泄压部件52，泄压部件52是指电池单体100的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力或温度的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。所述阈值可能取决于电池单体100中的第一极片、第二极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压部件52可以采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式，并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造，即，当电池单体100的内部压力或温度达到预定阈值时，泄压部件52执行动作或者泄压部件52中设有的薄弱结构被破坏，从而形成可供内部压力或温度泄放的开口或通道。

本申请中所提到的“致动”是指泄压部件52产生动作或被激活至一定的状态，从而使得电池单体100的内部压力及温度得以被泄放。泄压部件52产生的动作可以包括但不限于：泄压部件52中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开，等等。泄压部件52在致动时，电池单体100的内部排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体100发生泄压及泄温，从而避免潜在的更严重的事故发生。

其中，此处提到的来自电池单体100的排放物包括但不限于：电解液、被溶解或***的正负极极片、隔离膜的碎片、反应产生的高温高压气体(如CH4、CO等可燃气体)、火焰，等等。

在一些实施例中，如图5所示，本申请提供了一种电池包200，包括：箱体组件201；多个电池单体100，设在箱体组件201内，电池单体100包括外壳100’；和安全保护机构1，设在箱体组件201内，且具有第一状态和第二状态，在安全保护机构1处于第一状态的情况下，多个电池单体100与箱体组件201绝缘；在满足预设触发条件的情况下安 全保护机构1处于第二状态，在安全保护机构1处于第二状态的情况下，至少部分电池单体100的外壳100’与箱体组件201电连接。

其中，箱体组件201的结构已在前面进行详细描述。箱体组件201可采用金属材料制成，例如铝、钢或其它合金材料等，为了提高电池包200工作的安全性，箱体组件201外可设置绝缘层。

安全保护机构1设在箱体组件201内，可选地，安全保护机构1可设在如下位置中的至少一个：电池单体100与箱体201A的底壁之间，电池单体100与箱体201A的侧壁之间，和电池单体100与盖体201B的顶壁之间。安全保护机构1的设置位置可根据便于实现电池单体100与箱体组件201电连接选择。可选地，安全保护机构1设置在箱体组件201上，例如，安全保护机构1可直接安装在箱体组件201的内壁上；或者通过固定板安装在箱体组件201的内壁上，例如固定板可以是水冷板或底护板等；或者固定在电池单体100上。

安全保护机构1具有第一状态和第二状态，第一状态为安全保护机构1的初始状态，第二状态为安全保护机构1的开启状态。

在电池包200内的电池单体100均正常工作时，安全保护机构1处于第一状态，电池包200内所有的电池单体100均与箱体组件201绝缘，可保证电池包200正常工作时的绝缘性能。电池单体100的外壳100’的外表面可包覆绝缘层20，例如，绝缘层20可采用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜、PI(聚酰亚胺)膜、PP(聚丙烯)膜、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)膜、PVC(聚氯乙烯)膜或PPS(聚苯硫醚)膜等，但不限于以上材质。绝缘层20可通过粘接的方式附着于外壳100’的表面。

在电池包200内的电池单体100出现热失控或其它异常时，若满足预设触发条件使电池包200无法正常工作的情况下，安全保护机构1从第一状态变化为第二状态，电池包200内的至少部分电池单体100的外壳100’与箱体组件201电连接，以使电池包200的电压稳定可控。可选地，将电池单体100的任意导电部位与箱体组件201电连接，可选地，电池单体100可与箱体组件201本身电连接，或者也可与设在箱体组件201内且与箱体组件201导电连接的结构件电连接，以使电池单体100通过该结构件与箱体组件201电连接。

如图5所示，此种电池包200的工作原理为：在电池包200正常工作的情况下，多个电池单体100与箱体组件201之间通过安全保护机构1形成多个预设搭接点位，但是在安全保护机构1处于第一状态时，安全保护机构1未启动，预设搭接点位处于电池单体100与箱体组件201断开的状态；在电池包200内的电池单体100发生异常时，安全保护机构1启动，由第一状态变化为第二状态，预设搭接点位处于电池单体100的外壳100’与 箱体组件201电连接的状态。

其中，在电池包200发生异常的情况下，箱体组件201内的温度升高，由于电池单体100外壳100’上包覆的绝缘层20熔点较低，绝缘层20被熔化，可通过安全保护机构1的动作使外壳100’与箱体组件201电连接。或者也可通过安全保护机构1的动作破坏绝缘层20，并使外壳100’与箱体组件201电连接。

该实施例的电池包200在出现异常的电池单体100且满足预设触发条件的情况下，能够使安全保护机构1从第一状态变化至第二状态，从而主动可控地使至少部分电池单体100与箱体组件201电连接，使至少部分电池单体100与箱体组件201形成等势体，避免电池包200内出现高压打火现象，将电池包200从异常状态及时调节为稳定可控的状态。

而且，在电池包200内部可通过至少部分电池单体100与箱体组件201电连接出现绝缘失效点，将电池包200内的高压***切换为多个等势部件，避免高压拉弧形，从而保护电池包200，提高电池包200工作的安全性。

另外，在电池包200工作出现异常的情况下，使外壳100’与箱体组件201电连接，由于外壳100’具有较大的表面积，便于安装安全保护机构1，并实现安全保护机构1可靠动作，而且可使安全保护机构1远离电池单体100的电连接部分，避免安全保护机构1的动作对电连接部分产生影响。此外，由于电池包200在正常工作状态下，电池单体100被绝缘层20包覆，在设置安全保护机构1的情况下，也能可靠地保证电池单体100与箱体组件201之间的绝缘性能。

在一些实施例中，在安全保护机构1处于第二状态的情况下，与箱体组件201电连接的电池单体100的数量至少为三个。

其中，至少三个电池单体100与箱体组件201电连接的结构可以一致，也可以不完全相同。

该实施例在电池包200满足预设触发条件的情况下，使安全保护机构1处于第二状态，通过使至少三个电池单体100与箱体组件201电连接，可在电池包200内形成至少三个绝缘失效点，以降低整个高压负载在两个绝缘失效点之间的分压，降低出现高压打火的风险，将电池包200从异常状态及时调节为稳定可控的状态，不仅能提高电池包200内电池单体100的安全性，还能防止与电池包200连接的控制电箱的安全性。

在一些实施例中，在安全保护机构1处于第二状态的情况下，所有的电池单体100的外壳100’均与箱体组件201电连接。

其中，所有电池单体100与箱体组件201电连接的结构可以一致，也可以不完全相同。

该实施例在电池包200满足预设触发条件的情况下，使安全保护机构1处于第二状态，使电池包200内的所有电池单体100均与箱体组件201电连接，可在电池包200内的每个电池单体100上均形成绝缘失效点，以最大限度地降低整个高压负载在两个绝缘失效点之间的分压，即使任意一个电池单体100出现异常，都能降低出现高压打火的风险，将电池包200从异常状态及时调节为稳定可控的状态，不仅能提高电池包200内电池单体100的安全性，还能防止与电池包200连接的控制电箱的安全性。

在一些实施例中，安全保护机构1包括多个子保护部件1’，多个子保护部件1’与多个电池单体100一一对应地设置，子保护部件1’均具有第一状态和第二状态，子保护部件1’被配置为在第一状态下使相应的电池单体100与箱体组件201绝缘，并在第二状态下使相应的电池单体100与箱体组件201电连接。

其中，多个子保护部件1’之间在结构上相互独立，多个子保护部件1’的控制可以相互独立，也可整体联动控制。例如，电池包200内的每个电池单体100均可对应设置一个子保护部件1’。

可选地，子保护部件1’只能单向地从第一状态变化至第二状态，在到达第二状态之后无法恢复至第一状态。

可选地，子保护部件1’可在第一状态和第二状态之间切换。例如，子保护部件1’被配置为在处于第二状态，且在预设触发条件不复存在的情况下恢复至第一状态，能够在电池包200的安全风险降低后，主动使子保护部件1’恢复至第一状态，可降低操作者取下报废电池包200时的操作风险，提高操作安全性。

在电池包200内的电池单体100均正常工作时，多个子保护部件1’均处于第一状态，电池包200内的多个的电池单体100均与箱体组件201绝缘，可保证电池包200正常工作时的绝缘性能。

在电池包200内的电池单体100出现热失控或其它异常时，若满足预设触发条件使电池包200无法正常工作的情况下，多个子保护部件1’均从第一状态变化为第二状态，电池包200内的设置子保护部件1’的多个电池单体100均与箱体组件201电连接。

可选地，在多个电池单体100均对应设置子保护部件1’的情况下，也可灵活地控制部分子保护部件1’开启，以将电池包200内部高压切换为不同的带电部件，满足不同的需求。

该实施例为多个电池单体100一一对应地设置多个子保护部件1’，相当于将安全保护机构1设置为多个独立的子保护部件1’，可灵活地为特定数量和位于特定位置的电池单体100设置子保护部件1’，并简化子保护部件1’的结构，减小子保护部件1’的 体积，易于在电池包200紧凑的内部空间中设置。而且，若电池包200在长期工作后出现了失效的子保护部件1’后，仍能依靠其它的子保护部件1’降额实现安全保护功能，可进一步提高电池包200工作的安全性。

在一些实施例中，安全保护机构1设在电池单体100与箱体组件201的底壁或顶壁之间。

其中，在多个电池单体100设置为单层时，将安全保护机构1设在设在电池单体100与箱体组件201的底壁或顶壁之间，利于在满足预设触发条件的情况下，可选择地实现部分或全部电池单体100与箱体组件201的电连接。在多个电池单体100设置为两层时，将安全保护机构1设在设在电池单体100与箱体组件201的底壁或顶壁之间，利于在满足预设触发条件的情况下，可选择地实现同一层中部分或全部电池单体100与箱体组件201的电连接；若将安全保护机构1同时设在箱体组件201的底壁与靠近底壁的电池单体100以及箱体组件201的顶壁与靠近顶壁的电池单体100之间，则能够实现对所有电池单体100的安全保护。

该实施例只需要在在电池包200的高度方向上增加预设空间，就能够实现同一层中部分或全部电池单体100的安全保护，既保证了电池包200内部空间紧凑，又能利用最小的空间实现对数量更多的电池单体100进行保护，从而提高电池包200工作的安全性。

在一些实施例中，如图5和图6所示，预设触发条件包括以下至少一个：箱体组件201内部的温度达到预设温度，箱体组件201内的气压达到预设压力，箱体组件201内的烟雾浓度达到预设浓度和电池包200的电池管理***205发出电池单体100异常的电信号。

上述条件可任意选择并组合，可在满足其中一个条件时认为达到预设触发条件，或者满足部分条件时认为达到预设触发条件。

可选地，箱体组件201内设置状态监测部件203，被配置为检测箱体组件201内的环境参数，以判断是否满足预设触发条件，并在检测信号超过预设阈值的情况下判断满足预设触发条件，例如检测箱体组件201内部的温度、气压和烟雾浓度中的至少一个。

例如，状态监测部件203可以为温度检测部件，可安装于设在箱体组件201的内壁上，以采集箱体组件201的温度或内部区域的温度；或者安装于电池单体100的端盖50上，以采集端盖50的温度。在箱体组件201内部的温度超过预设温度的情况下，电池包200内部可能发生热失控或者工作发热量过大的情况，则需要及时开启安全保护。

例如，状态监测部件203可以为压力检测部件，可安装于设在箱体组件201内，以采集箱体组件201的气压，在箱体组件201内部的气压超过预设压力的情况下，电池包 200内部可能发生热失控使箱体组件201内的气压未及时排出，则需要及时开启安全保护。

例如，状态监测部件203可以为烟雾检测部件，可安装于设在箱体组件201内，以采集箱体组件201的烟雾浓度，在箱体组件201内部的烟雾浓度超过预设浓度的情况下，电池包200内部可能发生热失控，使电池单体100内的火星或烟雾喷出至箱体组件201内，此时则需要及时开启安全保护。

可选地，电池管理***205发出电池单体100异常的电信号，以判断出满足预设触发条件。电池管理***205可获取状态监测部件203的检测信号，并在检测信号超过预设阈值的情况下判断满足预设触发条件；或者电池管理***205实时监测各电池单体100的工作电信号(包括电压、电流或其它参数)是否处于预设参数范围，并在超出预设参数范围的情况下判定电池单体100工作存在异常，这两种情况下，电池管理***205均可发出电池单体100异常的电信号。

上述状态监测部件203采集的信号和电池管理***205发出的信号均可被控制器204接收，控制器204被配置为判断状态监测部件203采集的信号是否超过预设阈值，并在超过预设阈值的情况下和/或接收到电池单体100异常的电信号时，使安全保护机构1变化至第二状态，使至少部分电池单体100与箱体组件210电连接。

可选地，箱体组件201内的环境可直接作为安全保护机构1的预设触发条件，箱体组件201内的环境参数超过预设阈值的情况下满足预设触发条件。例如，箱体组件201内部的温度达到预设温度，箱体组件201内的气压达到预设压力，和/或箱体组件201内的烟雾浓度达到预设浓度。

该实施例能够定量地判断出电池包200发生异常的情况，以便准确地确定出安全保护机构1切换为第二状态的时机，既能保证电池包200在出现异常情况时的安全性，又能防止安全保护机构1意外开启。

在一些实施例中，安全保护机构1被配置为在处于第二状态，且在预设触发条件不复存在的情况下恢复至第一状态。

其中，安全保护机构1可在第一状态和第二状态之间切换。电池包200在满足预设触发条件的情况下，安全保护机构1从第一状态变化至第二状态，以避免电池包200内出现高压打火现象，将电池包200从异常状态及时调节为稳定可控的状态。在电池包200的内部状态趋于稳定，使预设触发条件不复存在的情况下，安全保护机构1从第二状态恢复为第一状态，控制安全保护机构1断开，使所有电池单体100与箱体组件201脱离电连接。

该实施例考虑到在电池包200发生异常后，车辆行驶过程中的颠簸振动可能使本 身与箱体组件201电连接的电池单体100一部分脱离电连接，这样会减少存在绝缘失效点的电池单体100的数量，从而增加相邻绝缘失效点之间的分压，此时箱体组件201与部分电池单体100之间仍存在电连接，会对操作者取下报废的电池包200带来操作风险。该实施例在电池包200的安全风险降低后，通过主动使安全保护机构1恢复至第一状态，能降低操作者取下报废电池包200时的操作风险，提高操作安全性。

可选地，安全保护机构1只能单向地从第一状态变化至第二状态，在到达第二状态之后无法恢复至第一状态。

在一些实施例中，安全保护机构1被配置为在满足预设触发条件的情况下，通过机械动作从第一状态变化至第二状态。

其中，机械动作可以为安全保护机构1中的部件发生运动，例如直线运动、摆动等。

该实施例能够在满足预设触发条件的情况下，使安全保护机构1通过机械动作实现状态变化，动作可靠，以实现电池单体100安全保护的可靠性，而且利于实现第一状态和第二状态的双向切换。

在一些实施例中，本申请的电池包200还包括控制器204，被配置为在接收到满足预设触发条件的信号的情况下，向安全保护机构1发出启动信号，以使安全保护机构1从第一状态变化至第二状态。

其中，控制器204可以接收状态监测部件203的监测信号，并在判断出检测信号超出预设阈值的情况下判定满足预设触发条件，或者也可接收电池管理***205发出的电池单体100异常的信号，并在此情况下判定满足预设触发条件。在满足预设触发条件的情况下，控制器204主动向安全保护机构1发出启动信号，以使安全保护机构1从第一状态变化至第二状态。具体地，控制器204可向多个子保护部件1’同时或分别发出启动信号，以使多个子保护部件1’均变化至第二状态。

该实施例在电池包200工作出现异常的情况下，通过控制器204主动控制安全保护机构1的开启，可通过控制器204对接收到的信号进行综合判断，例如检测信号超出预设阈值持续预设时间，才会最终判定满足预设触发条件，以免状态监测部件203的采集信号偶然发生偏离，能够更加准确地判断出安全保护机构1的开启时机，防止安全保护机构1误启动造成电池包200报废。而且，主动控制方式还能在安全保护机构1开启后，使控制器204采取其它安全保护措施，例如对电池包200进行断电、冷却或主动开启箱体组件201上的泄压部件等。

在一些实施例中，如图5所示，安全保护机构1包括多个子保护部件1’，分别与 不同的电池单体100对应设置，电池包200还包括控制线束202和开关206，控制线束202将多个子保护部件1’串联，开关206串设在控制线束202中；其中，控制器204被配置为通过使开关206闭合向多个子保护部件1’发出启动信号。

其中，控制器204与状态监测部件203电连接，并与多个子保护部件1’电连接，多个子保护部件1’通过控制线束202串联。状态监测部件203用于采集箱体组件201内的环境参数，例如，温度、气压或烟雾浓度等，并将检测信号发送至控制器204，控制器204在判断出检测信号超出预设阈值的情况下，判定满足预设触发条件，发出信号使开关206闭合，以同时将多个子保护部件1’切换为第二状态。

可选地，控制器204也可与多个子保护部件1’分别电连接，每个电连接通路上均设有一个开关206，控制器204可通过控制多个开关206闭合来开启多个子保护部件1’；或者，控制器204可选择地开启部分子保护部件1。

该实施例能够在电池包200工作发生异常的情况下，使控制器204通过控制开关206的闭合同时启动多个子保护部件1’，以使多个子保护部件1’同时变化为第二状态，能够简化控制方式，提高电池包200异常时的响应速度，快速地使多个电池单体100的外壳100’与箱体组件201形成等势体，避免电池包200内出现高压打火现象，将电池包200从异常状态及时调节为稳定可控的状态。

在一些实施例中，安全保护机构1被配置为直接在预设触发条件的作用下从第一状态变化至第二状态。

其中，安全保护机构1可直接在箱体组件201内环境的作用下发生状态变化，例如受到箱体组件201内压力、温度或烟雾的作用发生状态变化。

该实施例在电池包200工作出现异常的情况下，直接借助于箱体组件201的环境变化被动开启安全保护机构1，无需通过控制器204对环境变化情况进行判断并进一步对安全保护机构1发出开启信号，能够更及时迅速地使安全保护机构1开启，在电池包200进入失控的情况下，可快速使电池单体100与箱体组件201形成等势体，并在电池包200内形成多个绝缘失效点，降低整个高压负载在两个绝缘失效点的分压，可防止出现瞬间的高压打火，及时将电池包200从异常状态调节至稳定可控的状态，避免发生进一步的恶化时间。

在一些实施例中，如图7至图16，安全保护机构1包括导电部分11’，导电部分11’被配置为在满足预设触发条件的情况下，通过自身运动与外壳100’接触，以使安全保护机构1处于第二状态，在第二状态下，导电部分11’与箱体组件201电连接。可选地，安全保护机构1设在箱体组件201上。

其中，在电池单体100发生热失控或其它异常的情况下，箱体组件201内的温度升高，由于电池单体100外壳100’上包覆的绝缘层20熔点较低，绝缘层20被熔化，导电部分11’运动至与外壳100’接触，可实现导电部分11’与外壳100’的电连接，由此可实现电池单体100的外壳100’与箱体组件201电连接。可选地，导电部分11’可以为整体的结构，可同时与多个电池单体100各自的外壳100’接触，或者导电部分11’也可设置为多个独立的导电元件11，多个导电元件11分别与不同电池单体100的外壳100’接触。

可选地，导电部分11’的运动将绝缘层20破坏，以使导电部分11’与外壳100’通过接触实现电连接。

该实施例通过导电部分11’的运动实现安全保护机构1的启动，导电部分11’运动至与外壳100’接触时安全保护机构1处于第二状态，能够更加准确地地控制安全保护机构1的开启，而且即使箱体组件201与电池单体100之间存在较大的距离，也能够通过控制导电部分11’的运动行程实现外壳100’与箱体组件201的电连接，在保证安全保护机构1可靠开启的基础上，可提高电池包200正常工作时的内部绝缘性能。

在一些实施例中，如图5所示，安全保护机构1包括多个子保护部件1’，分别与不同的电池单体100对应设置，子保护部件1’具有第一状态和第二状态；子保护部件1’包括导电元件11，导电元件11被配置为在满足预设触发条件的情况下，通过自身运动与外壳100’接触，以使子保护部件1’处于第二状态，在第二状态下，导电元件11与箱体组件201保持电连接。

其中，上述实施例提到的导电部分11’包括所有子保护部件1’中的导电元件11。例如，导电元件11可呈盘状或柱状等，其横截面形状可以为圆形、椭圆形或多边形等，但形状不限于此。

可选地，在电池单体100发生热失控或其它异常的情况下，箱体组件201内的温度升高，由于电池单体100外壳100’上包覆的绝缘层20熔点较低，绝缘层20被熔化，导电元件11运动至与外壳100’接触，可实现导电元件11与外壳100’的电连接，由此可实现电池单体100的外壳100’与箱体组件201电连接。

可选地，导电元件11的运动将绝缘层20破坏，以使导电部分11’与外壳100’通过接触实现电连接。

该实施例将安全保护机构1设置为多个独立的子保护部件1’，可灵活地为特定数量和位于特定位置的电池单体100设置子保护部件1’，并简化子保护部件1’的结构，减小子保护部件1’的体积，易于在电池包200紧凑的内部空间中设置。而且，若电池包200在长期工作后出现了失效的子保护部件1’后，仍能依靠其它的子保护部件1’降额实 现安全保护功能，可进一步提高电池包200工作的安全性。

在一些实施例中，如图7至图14所示，子保护部件1’还包括施力控制部件12，在子保护部件1’处于第一状态的情况下，施力控制部件12被配置为向导电元件11施力，以将导电元件11限位于脱离外壳100’的位置；在所子保护部件1’处于第二状态的情况下，施力控制部件12被配置为向导电元件11施力，以使导电元件11运动至与外壳100’接触。

其中，施力控制部件12可接收控制器204发送的信号，以主动向导电元件11施力，通过控制施力大小和时间可使导电元件11在预设时间内运动至与外壳100’接触。施力控制部件12与控制器204可通过控制线束202连接。

该实施例中的子保护部件1’通过施力控制部件12向导电元件11施加作用力使其运动，易于控制导电元件11的位置，以便可靠地使子保护部件1’保持在第一状态或第二状态。

在第一实施例中，导电元件11为导电磁铁，施力控制部件12为金属件，且在子保护部件1’处于第一状态下通电形成与导电磁铁极性相反的电磁铁，并在子保护部件1’处于第二状态下通电形成与导电磁铁极性相同的电磁铁。

其中，金属件12固定设置，如图7所示，在第一状态下，金属件通电形成与导电磁铁极性相反的电磁铁，导电磁铁被金属件形成的电磁铁吸附，导电磁铁与电池单体100的外壳100’脱离；如图8所示，在需要切换至第二状态时，金属件改变通电参数且形成与导电磁铁极性相反的电磁铁，导电磁铁受到金属件形成电磁铁的排斥作用，朝向电池单体100运动，直至与外壳100’接触，从而使子保护部件1’到达第二状态。例如，导电元件11和施力控制部件12均可采用盘状结构。

可选地，子保护部件1’还可包括容纳件18，容纳件18为筒状件，容纳件18靠近箱体组件201的一端可设置开口，施力控制部件12通过开口安装于箱体组件201，或者容纳件18靠近箱体组件201的一端也可封闭，施力控制部件12可安装于容纳件18的底部。容纳件18靠近电池单体100的一端具有开口，以供导电元件11向外运动，在第二状态下，导电元件11可整***于容纳件18外，但仍与容纳件18保持接触，以使导电元件11通过容纳件18与箱体组件201电连接。

该实施例通过改变施力控制部件12磁化后的极性，使导电元件11保持在不同的位置，动作灵敏迅速，且作用力较大，能够灵活地实现子保护部件1’的状态切换，且结构简单，易于控制。而且，可使子保护部件1’在第一状态和第二状态之间互相切换，既能在电池包200发生异常的情况下避免出现高压打火现象，将电池包200从异常状态及时 调节为稳定可控的状态，又能在电池包200的安全风险降低后，通过主动使安全保护机构1恢复至第一状态，能降低操作者取下报废电池包200时的操作风险，提高操作安全性。

在第二实施例中，如图9和图10所示，施力控制部件12包括电动驱动件，被配置为在子保护部件1’处于第一状态下驱动导电元件11处于脱离外壳100’的位置，并在子保护部件1’处于第二状态下驱动导电元件11运动至与外壳100’接触。

其中，电动驱动件可以为电动推杆，或者也可以为电机和运动转换部件配合使用。电动驱动件可接收控制器204发送的信号，以主动向导电元件11施力，通过控制电动驱动件的伸出速度可使导电元件11在预设时间内运动至与外壳100’接触。例如，导电元件11可以为柱状结构。

可选地，子保护部件1’还可包括容纳件18，容纳件18为筒状件，容纳件18靠近箱体组件201的一端可设置开口，施力控制部件12可安装于箱体组件201，并穿过开口与导电元件11连接。容纳件18靠近电池单体100的一端具有开口，如图9所示，在第一状态下，电动驱动件的输出端缩回，使导电元件11整***于容纳件18内；如图10所示，电动驱动件的输出端伸出，在第二状态下，导电元件11的至少部分长度段通过开口伸出，且导电元件11与容纳件18保持接触，以使导电元件11通过容纳件18与箱体组件201电连接。

该实施例通过改变控制电动驱动件的行程，可使导电元件11保持在不同的位置，可实现较大的作用力，且能够精确地控制导电元件11的位置，能够灵活地实现子保护部件1’的状态切换，且结构简单，易于控制，可提高对电池单体100保护的可靠性。而且，可使子保护部件1’在第一状态和第二状态之间互相切换，既能在电池包200发生异常的情况下避免出现高压打火现象，将电池包200从异常状态及时调节为稳定可控的状态，又能在电池包200的安全风险降低后，通过主动使安全保护机构1恢复至第一状态，能降低操作者取下报废电池包200时的操作风险，提高操作安全性。

在第三实施例中，如图11和图12，施力控制部件12包括限位件13和弹性元件14，限位件13被配置为在子保护部件1’处于第一状态下将导电元件11限位于脱离外壳100’，弹性元件14被配置为在子保护部件1’处于第二状态下向导电元件11施加弹性力，以使导电元件11运动至与外壳100’接触。

可选地，子保护部件1’还可包括容纳件18，容纳件18为筒状件，容纳件18靠近箱体组件201的一端可设置开口，弹性元件14可安装于箱体组件201，并穿过开口与导电元件11连接。容纳件18靠近电池单体100的一端具有开口，且容纳件18靠近电池单体100的一端设有限位件13，如图11所示，在第一状态下，导电元件11整***于容纳件 18内，弹性元件14处于压缩状态，限位件13用于限制导电元件11从开口向外运动；如图12所示，控制器204可控制电机使限位件13摆动，以使限位件13离开开口，此时在弹性元件14的作用下，导电元件11通过开口向外伸出，在第二状态下，导电元件11的至少部分长度段通过开口伸出，且导电元件11与容纳件18保持接触，以使导电元件11通过容纳件18与箱体组件201电连接。

例如，导电元件11可以为柱状结构。

该实施例通过限位件13和弹性元件14的配合，可使导电元件11保持在不同的位置，在第一状态下，限位件13能够可靠地对导电元件11的限位，以保证电池单体100与箱体组件201的绝缘，在需要切换位第二状态的情况下，弹性元件14能够提供较大的作用力，且动作灵敏，能够快速地使子保护部件1’切换至第二状态，且结构简单，易于控制，可提高对电池单体100保护的可靠性。

可选地，在第四实施例中，如图13和14所示，导电元件11通过摆动从第一状态变化至第二状态，例如，导电元件11可以位杆状或板状结构，如图13所示，在第一状态下，导电元件11平放于箱体组件201上，并通过限位件13直接将导电元件11约束于平放的状态；如图14所示，在第二状态下，控制器204可控制电机使限位件13摆动，以使限位件13离开导电元件11，此时在弹性元件14的作用下，导电元件11绕铰接点O摆动，使导电元件11的自由端抬起，以使导电元件11与箱体组件201电连接。此种结构由于导电元件11采用了摆动运动，在铰接点O处一直与箱体组件201电连接，因此无需设置类似于容纳件18作为中间转接结构，可进一步简化结构。

在第五实施例中，如图15和图16所示，安全保护机构1包括多个子保护部件1’，分别与不同的电池单体100对应设置，子保护部件1’包括：平衡件15，其第一端连接导电元件11；支座16，被配置为支撑平衡件15；致动件17，连接于平衡件15的第二端，被配置为在箱体组件201内的气压达到预设压力的情况下移动，以使平衡件15绕支撑点摆动，从而使导电元件11运动至与外壳100’接触，以使子保护部件1’从第一状态变化至第二状态。

可选地，子保护部件1’还可包括容纳件18，容纳件18为筒状件，容纳件18靠近箱体组件201的一端可设置开口，以供平衡件15的第一端向导电元件11施加作用力。容纳件18靠近电池单体100的一端具有开口，以供导电元件11通过开口伸出。支座16固定于箱体组件201，平衡件15支撑于支座16形成杠杆结构。例如，导电元件11可以为柱状结构。

如图15所示，在第一状态下，致动件17受到的气压作用力未超过预设作用力， 平衡件15未绕支座16发生偏转，导电元件11整***于容纳件18内，为了将导电元件11可靠地限位于容纳件18内，容纳件18靠近电池单体100的一端的开口可通过薄膜封闭。

如图16所示，当致动件17受到的气压作用力超过预设作用力，即满足预设触发条件的情况下，平衡件15绕支座16发生偏转，使导电元件11抬起并通过开口向外伸出，在第二状态下，导电元件11的至少部分长度段通过开口伸出，且导电元件11与容纳件18保持接触，以使导电元件11通过容纳件18与箱体组件201电连接。

如图17所示，多个电池单体100分别对应一个子保护部件1’，子保护部件1’采用被动式控制，且子保护部件1’固定于位于箱体组件201，且位于电池单体100与箱体组件201之间。

该实施例通过箱体组件201内的气压作用于杠杆结构实现调整导电元件11的位置，可通过环境情况被动地控制子保护部件1’的状态切换，可省去状态监测部件203，从而简化结构，并避免由于电子元器件故障导致子保护部件1’误启动，可提高电池单体100保护的可靠性，而且，当箱体组件201内的气压恢复正常后，可使子保护部件1’恢复至第一状态，既能在电池包200发生异常的情况下避免出现高压打火现象，将电池包200从异常状态及时调节为稳定可控的状态，又能在电池包200的安全风险降低后，通过主动使安全保护机构1恢复至第一状态，能降低操作者取下报废电池包200时的操作风险，提高操作安全性。

在一些实施例中，导电元件11被配置为在满足预设触发条件的情况下通过移动或转动与外壳100’接触。

其中，在导电元件11移动的结构中，可朝着垂直于电池单体100待形成绝缘失效点的表面移动。

该实施例中，对于导电元件11移动的结构，运动轨迹更容易控制，可较为准确地与外壳100’上的预设搭接点电连接；对于导电元件11转动的结构，由于导电元件11在转动过程中一直与箱体组件201电连接，因此无需设置类似于容纳件18作为中间转接结构，可进一步简化结构。

其次，本申请提供了一种电池包200的安全控制方法，如图18所示，包括：

S110、使电池包200的箱体组件201内的安全保护机构1处于第一状态，以使箱体组件201内的多个电池单体100与箱体组件201绝缘；

S120、在满足预设触发条件的情况下，使安全保护机构1从第一状态变化至第二状态，以使至少部分电池单体100的外壳100’与箱体组件201电连接。

该实施例的电池包200在出现异常的电池单体100且满足预设触发条件的情况下， 能够使安全保护机构1从第一状态变化至第二状态，从而主动可控地使至少部分电池单体100与箱体组件201电连接，使至少部分电池单体100与箱体组件201形成等势体，避免电池包200内出现高压打火现象，将电池包200从异常状态及时调节为稳定可控的状态。

而且，在电池包200内部可通过至少部分电池单体100与箱体组件201电连接出现绝缘失效点，将电池包200内的高压***切换为多个等势部件，从而保护电池包200，提高电池包200工作的安全性。

另外，在电池包200工作出现异常的情况下，使外壳100’与箱体组件201电连接，由于外壳100’具有较大的表面积，便于安装安全保护机构1，并实现安全保护机构1可靠动作，而且可使安全保护机构1远离电池单体100的电连接部分，避免安全保护机构1的动作对电连接部分产生影响。此外，由于电池包200在正常工作状态下，电池单体100被绝缘层20包覆，在设置安全保护机构1的情况下，也能可靠地保证电池单体100与箱体组件201之间的绝缘性能。

在一些实施例中，在满足预设触发条件的情况下，S120使安全保护机构1从第一状态变化至第二状态包括：

在控制器204接收到满足预设触发条件的信号的情况下，通过控制器204向安全保护机构1发出启动信号，以使安全保护机构1从第一状态变化至第二状态。

该实施例在电池包200工作出现异常的情况下，通过控制器204主动控制安全保护机构1的开启，可通过控制器204对接收到的信号进行综合判断，例如检测信号超出预设阈值持续预设时间，才会最终判定满足预设触发条件，以免状态监测部件203的采集信号偶然发生偏离，能够更加准确地判断出安全保护机构1的开启时机，防止安全保护机构1误启动造成电池包200报废。而且，主动控制方式还能在安全保护机构1开启后，使控制器204采取其它安全保护措施，例如对电池包200进行断电、冷却或主动开启箱体组件201上的泄压部件等。

在一些实施例中，本申请的安全控制方法还包括：

若安全保护机构1处于第二状态，在预设触发条件不复存在的情况下使安全保护机构1恢复至第一状态。

该实施例考虑到在电池包200发生异常后，车辆行驶过程中的颠簸振动可能使本身与箱体组件201电连接的电池单体100一部分脱离电连接，这样会减少存在绝缘失效点的电池单体100的数量，从而增加相邻绝缘失效点之间的分压，此时箱体组件201与部分电池单体100之间仍存在电连接，会对操作者取下报废的电池包200带来操作风险。该实施例在电池包200的安全风险降低后，通过主动使安全保护机构1恢复至第一状态，能降 低操作者取下报废电池包200时的操作风险，提高操作安全性。

本公开中所描述的控制器204可以为用于执行本公开所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称：PLC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称：FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

另外，本申请还提供了一种电池包200的安全控制装置，包括：存储器，用于存储指令；和处理器，用于执行所述指令，使得所述安全控装置执行实现上述实施例所述的电池包200的安全控制方法。

图19为本申请电池包200的安全控制装置的一些实施例的结构示意图。计算机装置包括存储器401和处理器402。

存储器401用于存储指令，处理器402耦合到存储器401，处理器402被配置为基于存储器存储的指令执行实现上述实施例涉及的方法。

如图19所示，该计算机装置还包括通信接口403，用于与其它设备进行信息交互。同时，该计算机装置还包括总线404，处理器402、通信接口403、以及存储器401通过总线404完成相互间的通信。

存储器401可以包含高速RAM存储器，也可还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。存储器401也可以是存储器阵列。存储器401还可能被分块，并且块可按一定的规则组合成虚拟卷。

此外，处理器402可以是一个中央处理器CPU，或者可以是专用集成电路ASIC，或是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

此外，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述实施例所述的电池包200的安全控制方法。

在另一些实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上述实施例中安全控制方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形 式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。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 (23)

1. 一种电池包(200)，包括：

   箱体组件(201)；

   多个电池单体(100)，设在所述箱体组件(201)内，所述电池单体(100)包括外壳(100’)；和

   安全保护机构(1)，设在所述箱体组件(201)内，且具有第一状态和第二状态，在所述安全保护机构(1)处于所述第一状态的情况下，所述多个电池单体(100)与所述箱体组件(201)绝缘；在满足预设触发条件的情况下所述安全保护机构(1)处于所述第二状态，在所述安全保护机构(1)处于所述第二状态的情况下，至少部分所述电池单体(100)的所述外壳(100’)与所述箱体组件(201)电连接。
2. 根据权利要求1所述的电池包(200)，其中，在所述安全保护机构(1)处于所述第二状态的情况下，与所述箱体组件(201)电连接的所述电池单体(100)的数量至少为三个。
3. 根据权利要求1或2所述的电池包(200)，其中，在所述安全保护机构(1)处于所述第二状态的情况下，所有的电池单体(100)的所述外壳(100’)均与所述箱体组件(201)电连接。
4. 根据权利要求1～3任一项所述的电池包(200)，其中，所述安全保护机构(1)包括多个子保护部件(1’)，多个所述子保护部件(1’)与多个所述电池单体(100)一一对应地设置，所述子保护部件(1’)均具有所述第一状态和所述第二状态，所述子保护部件(1’)被配置为在所述第一状态下使相应的所述电池单体(100)与所述箱体组件(201)绝缘，并在所述第二状态下使相应的所述电池单体(100)与所述箱体组件(201)电连接。
5. 根据权利要求1～4任一项所述的电池包(200)，其中，所述安全保护机构(1)设在所述电池单体(100)与所述箱体组件(201)的底壁或顶壁之间。
6. 根据权利要求1～5任一项所述的电池包(200)，所述预设触发条件包括以下至少一个：所述箱体组件(201)内部的温度达到预设温度，所述箱体组件(201)内的气压达到预设压力，所述箱体组件(201)内的烟雾浓度达到预设浓度和所述电池包(200)的电池管理***(205)发出电池单体(100)异常的电信号。
7. 根据权利要求1～6任一项所述的电池包(200)，其中，所述安全保护机构(1)被配置为在处于所述第二状态，且在所述预设触发条件不复存在的情况下恢复至所述第一 状态。
8. 根据权利要求1～7任一项所述的电池包(200)，其中，所述安全保护机构(1)被配置为在满足所述预设触发条件的情况下，通过机械动作从所述第一状态变化至所述第二状态。
9. 根据权利要求1～8任一项所述的电池包(200)，还包括控制器(204)，被配置为在接收到满足所述预设触发条件的信号的情况下，向所述安全保护机构(1)发出启动信号，以使所述安全保护机构(1)从所述第一状态变化至所述第二状态。
10. 根据权利要求9所述的电池包(200)，其中，所述安全保护机构(1)包括多个子保护部件(1’)，分别与不同的电池单体(100)对应设置，所述电池包(200)还包括控制线束(202)和开关(206)，所述控制线束(202)将多个所述子保护部件(1’)串联，所述开关(206)串设在所述控制线束(202)中；

    其中，所述控制器(204)被配置为通过使所述开关(206)闭合向多个所述子保护部件(1’)发出启动信号。
11. 根据权利要求1～8任一项所述的电池包(200)，其中，所述安全保护机构(1)被配置为直接在所述预设触发条件的作用下从所述第一状态变化至所述第二状态。
12. 根据权利要求1～8任一项所述的电池包(200)，其中，安全保护机构(1)包括导电部分(11’)，所述导电部分(11’)被配置为在满足所述预设触发条件的情况下，通过自身运动与所述外壳(100’)接触，以使所述安全保护机构(1)处于所述第二状态，在所述第二状态下，所述导电部分(11’)与所述箱体组件(201)电连接。
13. 根据权利要求1～12任一项所述的电池包(200)，其中，所述安全保护机构(1)包括多个子保护部件(1’)，分别与不同的电池单体(100)对应设置，所述子保护部件(1’)具有所述第一状态和所述第二状态；所述子保护部件(1’)包括导电元件(11)，所述导电元件(11)被配置为在满足所述预设触发条件的情况下，通过自身运动与所述外壳(100’)接触，以使所述子保护部件(1’)处于所述第二状态，在所述第二状态下，所述导电元件(11)与所述箱体组件(201)电连接。
14. 根据权利要求13所述的电池包(200)，其中，所述子保护部件(1’)还包括施力控制部件(12)，在所述子保护部件(1’)处于所述第一状态的情况下，所述施力控制部件(12)被配置为向所述导电元件(11)施力，以将所述导电元件(11)限位于脱离所述外壳(100’)的位置；在所子保护部件(1’)处于第二状态的情况下，所述施力控制部件(12)被配置为向所述导电元件(11)施力，以使所述导电元件(11)运动至与所述外壳(100’)接触。
15. 根据权利要求14所述的电池包(200)，其中，所述导电元件(11)为导电磁铁，所述施力控制部件(12)为金属件，且在所述子保护部件(1’)处于所述第一状态下通电形成与所述导电磁铁极性相反的电磁铁，并在所述子保护部件(1’)处于所述第二状态下通电形成与所述导电磁铁极性相同的电磁铁。
16. 根据权利要求14所述的电池包(200)，其中，所述施力控制部件(12)包括电动驱动件，被配置为在所述子保护部件(1’)处于所述第一状态下驱动所述导电元件(11)处于脱离所述外壳(100’)的位置，并在所述子保护部件(1’)处于所述第二状态下驱动所述导电元件(11)运动至与所述外壳(100’)接触。
17. 根据权利要求14所述的电池包(200)，其中，所述施力控制部件(12)包括限位件(13)和弹性元件(14)，所述限位件(13)被配置为在所述子保护部件(1’)处于所述第一状态下将所述导电元件(11)限位于脱离所述外壳(100’)，所述弹性元件(14)被配置为在所述子保护部件(1’)处于所述第二状态下向所述导电元件(11)施加弹性力，以使所述所述导电元件(11)运动至与所述外壳(100’)接触。
18. 根据权利要求13所述的电池包(200)，其中，所述安全保护机构(1)包括多个子保护部件(1’)，分别与不同的电池单体(100)对应设置，所述子保护部件(1’)包括：

    平衡件(15)，其第一端连接所述导电元件(11)；

    支座(16)，被配置为支撑所述平衡件(15)；

    致动件(17)，连接于所述平衡件(15)的第二端，被配置为在所述箱体组件(201)内的气压达到预设压力的情况下移动，以使所述平衡件(15)绕支撑点摆动，从而使所述导电元件(11)运动至与所述外壳(100’)接触，以使所述子保护部件(1’)从所述第一状态变化至所述第二状态。
19. 根据权利要求13～18任一项所述的电池包(200)，其中，所述导电元件(11)被配置为在满足所述预设触发条件的情况下通过移动或转动与所述外壳(100’)接触。
20. 一种用电装置，包括权利要求1～19任一项所述的电池包(200)，所述电池包(200)用于为所述用电装置提供电能。
21. 一种电池包(200)的安全控制方法，包括：

    使所述电池包(200)的箱体组件(201)内的安全保护机构(1)处于第一状态，以使所述箱体组件(201)内的多个电池单体(100)与所述箱体组件(201)绝缘；

    在满足所述预设触发条件的情况下，使所述安全保护机构(1)从所述第一状态变化至第二状态，以使至少部分电池单体(100)的外壳(100’)与所述箱体组件(201)电连 接。
22. 根据权利要求21所述的电池包(200)的安全控制方法，其中，在满足预设触发条件的情况下，使所述安全保护机构(1)从所述第一状态变化至第二状态包括：

    在控制器(204)接收到满足预设触发条件的信号的情况下，通过所述控制器(204)向所述安全保护机构(1)发出启动信号，以使所述安全保护机构(1)从所述第一状态变化至所述第二状态。
23. 根据权利要求21或22所述的电池包(200)的安全控制方法，还包括：

    若所述安全保护机构(1)处于所述第二状态，在所述预设触发条件不复存在的情况下使所述安全保护机构(1)恢复至所述第一状态。