CN118104098A - 安全调控机构、方法、电池***和用电装置 - Google Patents

安全调控机构、方法、电池***和用电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN118104098A
CN118104098A CN202280070172.9A CN202280070172A CN118104098A CN 118104098 A CN118104098 A CN 118104098A CN 202280070172 A CN202280070172 A CN 202280070172A CN 118104098 A CN118104098 A CN 118104098A
Authority
CN
China
Prior art keywords
safety
battery
voltage difference
battery cell
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280070172.9A
Other languages
English (en)
Inventor
陈小波
蒲玉杰
李耀
柯剑煌
杨飘飘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Publication of CN118104098A publication Critical patent/CN118104098A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本申请实施例提供一种安全调控机构、方法、电池***和用电装置，能够提升电池的安全性能。该安全调控机构用于对电池进行安全调控，该安全调控机构包括：电压产生模块和安全构件；电压产生模块用于在安全构件与电池之间建立电压差，在电池发生异常的情况下，电压差使得安全构件进行安全调控。通过该技术方案，安全调控机构除了包括安全构件以外，还可包括电压产生模块，其可用于在安全构件与电池之间主动建立电压差，该主动建立的电压差能够根据实际需求生成，并使得安全构件及时对电池进行安全调控，以消除或预防电池中的安全隐患，从而对电池进行及时且有效的安全调控以提升电池的安全性能。

Description

安全调控机构、方法、电池***和用电装置 技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种安全调控机构、方法、电池***和用电装置。
背景技术
随着电池技术的不断进步，各种以电池作为储能设备的新能源产业得到了迅速发展。在电池技术的发展中，除了提高电池的性能外，安全问题也是一个不可忽视的问题。如果电池的安全问题不能保证，那该电池就无法使用。因此，如何提升电池的安全性能，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种安全调控机构、方法、电池***和用电装置，能够提升电池的安全性能。
第一方面，提供一种安全调控机构，用于对电池进行安全调控，安全调控机构包括：电压产生模块和安全构件；电压产生模块用于在安全构件与电池之间建立电压差，在电池发生异常的情况下，电压差使得安全构件进行安全调控。
通过本申请实施例的技术方案，安全调控机构除了包括安全构件以外，还可包括电压产生模块，其可用于在安全构件与电池之间主动建立电压差，该主动建立的电压差能够根据实际需求生成，并使得安全构件及时对电池进行安全调控，以消除或预防电池中的安全隐患，从而对电池进行及时且有效的安全调控以提升电池的安全性能。
在一些可能的实施方式中，安全构件容纳有安全物质；电压差使得安全构件进行安全调控，包括：电压差用于在安全构件与电池之间形成电弧以击穿安全构件，使得安全构件释放安全物质以进行安全调控。
通过该实施方式的技术方案，安全构件中容纳有安全物质，在电池产生异常的情况下，电压产生模块在安全构件与电池之间主动建立的电压差能够主动在安全构件与电池之间形成电弧。通过该具有较大能量的电弧，可以较为有效且快速的击穿破坏安全构件，从而释放安全构件中容纳的安全物质以对电池起到安全调控作用，以进一步提升电池的安全性能。
在一些可能的实施方式中，电池包括第一电池单体；在电池发生异常的情况下，电压差使得安全构件进行安全调控，包括：在第一电池单体发生异常的情况下，电压差使得安全构件进行安全调控。
通过该实施方式的技术方案，电压产生模块可在电池与安全构件之间建立电压 差，在第一电池单体异常时，通过该电压差，可使得安全构件对电池进行安全调控。该技术方案能够针对电池中第一电池单体的异常，对电池进行安全调控，从而能够较为可靠且有针对性的保障电池的安全性能。
在一些可能的实施方式中，在安全构件与电池之间建立电压差，包括：在安全构件与第一电池单体之间建立电压差；电压差用于在安全构件与电池之间形成电弧以击穿安全构件，使得安全构件释放安全物质以进行安全调控，包括：电压差用于在安全构件与第一电池单体之间形成电弧以击穿安全构件，使得安全构件释放安全物质以对第一电池单体的所在空间和/或第一电池单体的附近空间进行安全调控。
通过该实施方式的技术方案，电压产生模块在第一电池单体与安全构件之间主动形成的电弧可使得安全构件中的安全物质对第一电池单体的所在空间和/或第一电池单体的附近空间起到精准且可靠的调控作用，防止该第一电池单体在异常状态下产生的热量蔓延传递电池中的其它部位，有效保证电池的安全性能。
在一些可能的实施方式中，电压差用于在安全构件与第一电池单体之间形成电弧以击穿安全构件以及第一电池单体的壳体，使得安全构件释放安全物质对第一电池单体的内部空间进行安全调控。
通过该实施方式的技术方案，在安全构件以及第一电池单体之间形成的电弧不仅可以击穿破坏安全构件的容器壁，还可以击穿破坏第一电池单体的壳体。当第一电池单体发生异常，其内部的温度较高时，电弧破坏了第一电池单体的壳体，可以便于从安全构件中释放的安全物质对第一电池单体的内部进行精准且有效的降温，防止该第一电池单体在异常状态下产生的热量蔓延至其它电池单体，进一步提升电池的安全性能。
在一些可能的实施方式中，电压差与如下至少一种参数相关：安全构件的壁厚、安全构件与第一电池单体之间的距离、以及安全构件与第一电池单体之间的对应面积。
通过本申请实施例的技术方案，在设计安全构件和第一电池单体之间的电压差时，可以综合考虑安全构件、第一电池单体以及二者所在环境中的相关参数，得到较为合适的电压差，从而产生较为稳定且可控的电弧。
在一些可能的实施方式中，电压差与安全构件的壁厚满足如下关系：1≤U/T≤5000，其中，U为电压差，单位为V，T为安全构件的壁厚，单位为mm；和/或，电压差与安全构件和第一电池单体之间的距离满足如下关系：U/d≥2，其中，U为电压差，单位为V，d为安全构件和第一电池单体之间的距离，单位为mm；和/或，电压差与安全构件和第一电池单体之间的对应面积满足如下关系：U/S≥0.00008，其中，U为电压差，单位为V，S为安全构件和第一电池单体之间的对应面积，单位为mm 2。
通过本申请实施例的技术方案，利用电压差与至少一种参数的相关关系，可以较为便捷且较为准确的得到产生电弧所需的电压差，保证电池的安全性能。
在一些可能的实施方式中，电压差的范围为4V至1000V之间。
通过该实施方式的技术方案，将电压差控制在4V至1000V或者更为精准的压差范围内，该电压差可以在安全构件与第一电池单体之间形成电弧，该电弧可击穿安全构件的容器壁以释放安全物质，综合保证电池的安全性能。
在一些可能的实施方式中，第一电池单体与安全构件相互绝缘；在第一电池单体发生异常的情况下，第一电池单体与安全构件之间绝缘失效，第一电池单体与安全构件之间的电压差使得安全构件进行安全调控。
通过该实施方式的技术方案，在电池中，第一电池单体与安全构件之间的相互绝缘可保障安全构件对第一电池单体的影响较小且保障第一电池单体在正常运行状态下的安全性能。在此基础上，第一电池单体发生异常可引发其与安全构件之间的绝缘失效，进而使得安全构件对第一电池单体所在的电池进行安全调控，整体实现方式具有较高的针对性以及可靠性。
在一些可能的实施方式中，在第一电池单体发生异常的情况下，第一电池单体与安全构件之间的绝缘层状态改变，以使得第一电池单体与安全构件之间绝缘失效。
在该实施方式的技术方案中，第一电池单体与安全构件之间绝缘层的绝缘设计易于在电池中实现且能够保证绝缘性能。进一步地，该绝缘层能够响应于第一电池单体发生热失控等异常状态，使得第一电池单体与安全构件之间形成有效的绝缘失效以使得安全构件对第一电池单体所在的电池进行安全调控，防止或消除第一电池单体产生的热量对电池造成的安全影响。
在一些可能的实施方式中，安全构件对应于第一电池单体设置。
通过该实施方式的技术方案，安全构件对应于至少一个电池单体中的第一电池单体设置，而不对应于其它电池单体设置，可以防止安全构件对其它电池单体造成影响，从而保障电池中其它正常的电池单体的运行性能。
在一些可能的实施方式中，电压产生模块用于获取电池的特征信号，电池的特征信号用于指示电池发生异常；电压产生模块用于根据电池的特征信号，在安全构件与电池之间建立电压差。
通过该实施方式的技术方案，电压产生模块能够获取并根据用于指示电池异常的特征信号，在安全构件与电池之间建立电压差，进而使得电压产生模块能够对处于异常状态下的电池进行及时且较为可靠的安全调控。
在一些可能的实施方式中，电压产生模块包括：控制子模块和电压子模块；控制子模块用于获取电池的特征信号，并根据电池的特征信号，控制电压子模块在安全构件与电池之间建立电压差。
通过该实施方式的技术方案，在电压产生模块中设置有控制子模块，该控制子模块能够灵活控制电压子模块在安全构件与电池之间建立电压差。相比于电压产生模块持续在安全构件与电池之间建立电压差的技术方案，该技术方案可以降低安全构件与电池持续存在的电压差对于电池的安全性能的影响，进一步提升安全调控机构对电池的安全管理性能。
在一些可能的实施方式中，电压产生模块还包括：监测子模块；监测子模块用于监测电池的特征信号，并将电池的特征信号发送至控制子模块。
通过该实施方式的技术方案，在安全调控机构中设置独立的监测子模块，可用于主动且实时的监测电池的特征信号，从而使得安全调控机构对电池起到更为及时且有效的安全管理，以进一步提升电池的安全性能。
在一些可能的实施方式中，电压子模块包括：电压产生器和通断结构，电压产生器通过通断结构连接于安全构件；控制子模块用于根据电池的特征信号控制通断结构连通，以使得电压产生器在安全构件与电池之间建立电压差。
通过该实施方式的技术方案，电压子模块包括电压产生器和通断结构，该通断结构能够在控制子模块的控制下实现安全构件与电压产生器之间的连通，整体方案实现方式简单且可靠性较高，且不会为安全调控机构带来过多额外的成本。
在一些可能的实施方式中，电压产生器包括：电池中的第二电池单体。
通过该实施方式的技术方案，复用电池中的第二电池单体作为电压产生器，则不需要在电池所在的***增加额外的电压产生器，从而节省安全调控机构在电池所在***中占用的空间，有利于降低电池所在***整体的体积以及生产所需成本。
在一些可能的实施方式中，电池的特征信号用于指示电池处于热失控状态和/或处于热失控状态前预设时间段内的临界状态。
通过该实施方式的技术方案，电池的特征信号能够用于指示电池中常见且对电池损伤程度较大的热失控状态和/或热失控的临界状态，通过该电池的特征信号，能够有效对电池的热失控状态和/或临界状态进行调控，保障电池的安全性能。
在一些可能的实施方式中，电池的特征信号包括以下信号中的至少一项：电气参数、温度、压强、特征气体或应力。
通过该实施方式的技术方案，该电气参数、温度、压强、特征气体或应力等信号便于检测且能够有效反映电池的运行状态，根据该至少一种信号能够有效判断电池处于异常状态，从而便于安全调控机构对异常状态的电池进行安全调控。
在一些可能的实施方式中，电池的特征信号包括：电池中第一电池单体的特征信号；电压产生模块用于根据第一电池单体的特征信号，在安全构件与第一电池单体之间建立电压差。
通过该实施方式的技术方案，电压产生模块能够根据该第一电池单体的特征信号，较为准确且及时的在安全构件与第一电池单体之间形成电压差，从而使得安全构件能够迅速针对第一电池单体进行精准的安全调控。进一步地，在第一电池单体的特征信号用于指示第一电池单体处于热失控状态和/或在热失控状态前预设时间段内的临界状态时，该安全调控机构中的电压产生模块以及安全构件相互配合，可以及时乃至提前对处于热失控状态和/或临界状态的第一电池单体进行消防，防止第一电池单体的内部热量在电池中扩散影响其它电池单体的性能，快速对该第一电池单体所在的电池进行安全调控，从而能够大幅提升电池的安全性能。
第二方面，提供一种安全调控方法，用于对电池进行安全调控，该安全调控方法包括：在安全构件与电池之间建立电压差，在电池发生异常的情况下，电压差使得安全构件进行安全调控。
在一些可能的实施方式中，安全构件容纳有安全物质；上述电压差使得安全构件进行安全调控，包括：电压差用于在安全构件与电池之间形成电弧以击穿安全构件，使得安全构件释放安全物质以进行安全调控。
在一些可能的实施方式中，电池包括第一电池单体；上述在电池发生异常的情 况下，电压差使得安全构件进行安全调控，包括：在第一电池单体发生异常的情况下，电压差使得安全构件进行安全调控。
在一些可能的实施方式中，上述在安全构件与电池之间建立电压差，包括：在安全构件与第一电池单体之间建立电压差；上述电压差用于在安全构件与电池之间形成电弧以击穿安全构件，使得安全构件释放安全物质以进行安全调控，包括：电压差用于在安全构件与第一电池单体之间形成电弧以击穿安全构件，使得安全构件释放安全物质以对第一电池单体的所在空间和/或第一电池单体的附近空间进行安全调控。
在一些可能的实施方式中，上述电压差用于在安全构件与第一电池单体之间形成电弧以击穿安全构件，使得安全构件释放安全物质以对第一电池单体的所在空间进行安全调控，包括：电压差用于在安全构件与第一电池单体之间形成电弧以击穿安全构件以及第一电池单体的壳体，使得安全构件释放安全物质对第一电池单体的内部空间进行安全调控。
在一些可能的实施方式中，电压差与如下至少一种参数相关：安全构件的壁厚、安全构件与第一电池单体之间的距离、以及安全构件与第一电池单体之间的对应面积。
在一些可能的实施方式中，电压差与安全构件的壁厚满足如下关系：1≤U/T≤5000，其中，U为电压差，单位为V，T为安全构件的壁厚，单位为mm；和/或，电压差与安全构件和第一电池单体之间的距离满足如下关系：U/d≥2，其中，U为电压差，单位为V，d为安全构件和第一电池单体之间的距离，单位为mm；和/或，电压差与安全构件和第一电池单体之间的对应面积满足如下关系：U/S≥0.00008，其中，U为电压差，单位为V，S为安全构件和第一电池单体之间的对应面积，单位为mm 2。
在一些可能的实施方式中，电压差的范围为4V至1000V之间。
在一些可能的实施方式中，第一电池单体与安全构件相互绝缘；在第一电池单体发生异常的情况下，第一电池单体与安全构件之间绝缘失效，第一电池单体与安全构件之间的电压差使得安全构件安全调控。
在一些可能的实施方式中，在第一电池单体发生异常的情况下，第一电池单体与安全构件之间的绝缘层状态改变，以使得第一电池单体与安全构件之间绝缘失效。
在一些可能的实施方式中，安全构件对应于至少一个电池单体中的第一电池单体设置。
在一些可能的实施方式中，上述在安全构件与电池之间建立电压差，包括：获取电池的特征信号，电池的特征信号用于指示电池发生异常；根据电池的特征信号，在安全构件与电池之间建立电压差。
在一些可能的实施方式中，安全调控方法应用于电压产生模块，电压产生模块包括：控制子模块和电压子模块；其中，上述获取电池的特征信号包括：控制子模块获取电池的特征信号；上述根据电池的特征信号，在安全构件与电池之间建立电压差，包括：控制子模块根据电池的特征信号，控制电压子模块在安全构件与电池之间建立电压差。
在一些可能的实施方式中，电压产生模块还包括：监测子模块；安全调控方法还包括：监测子模块监测电池的特征信号，并将电池的特征信号发送至控制子模块。
在一些可能的实施方式中，电压子模块包括：电压产生器和通断结构，电压产生器通过通断结构连接于安全构件；其中，上述控制子模块根据电池的特征信号，控制电压子模块在安全构件与电池之间建立电压差，包括：控制子模块根据电池的特征信号控制通断结构连通，以使得电压产生器在安全构件与电池之间建立电压差。
在一些可能的实施方式中，电压产生器包括：电池中的第二电池单体。
在一些可能的实施方式中，电池的特征信号用于指示电池处于热失控状态和/或处于热失控状态前预设时间段内的临界状态。
在一些可能的实施方式中，电池的特征信号包括以下信号中的至少一项：电气参数、温度、压强、特征气体或应力。
在一些可能的实施方式中，电池的特征信号包括：电池中第一电池单体的特征信号；其中，上述获取电池的特征信号，包括：获取第一电池单体的特征信号，上述根据电池的特征信号，在安全构件与电池之间建立电压差，包括：根据第一电池单体的特征信号，在安全构件与第一电池单体之间建立电压差。
第三方面，提供一种电池***，包括：电池，以及，第一方面或第一方面中任一可能的实施方式中的安全调控机构，该安全调控机构用于对电池进行安全调控。
第四方面，提供一种用电装置，包括：第三方面中的电池***，该电池***用于为用电装置提供电能。
通过本申请实施例的技术方案，安全调控机构除了包括安全构件以外，还可包括电压产生模块，其可用于在安全构件与电池之间主动建立电压差，该主动建立的电压差能够根据实际需求生成，并使得安全构件及时对电池进行安全调控，以消除或预防电池中的安全隐患，从而对电池进行及时且有效的安全调控以提升电池的安全性能。
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是本申请一实施例提供的一种车辆的结构示意图；
图2是本申请一实施例提供的一种电池的结构示意图；
图3是本申请一实施例提供的安全调控机构的一种示意性结构框图；
图4是本申请一实施例提供的安全调控机构的另一示意性结构框图；
图5是本申请一实施例提供的安全调控机构的另一示意性结构框图；
图6是本申请一实施例提供的安全调控机构的另一示意性结构框图；
图7是本申请一实施例提供的安全调控机构的另一示意性结构框图；
图8是本申请一实施例提供的安全调控机构的另一示意性结构框图；
图9是本申请一实施例提供的安全调控机构的另一示意性结构框图；
图10是本申请一实施例提供的安全调控机构的另一示意性结构框图；
图11是本申请一实施例提供的安全调控机构的另一示意性结构框图；
图12是本申请一实施例提供的安全调控机构的另一示意性结构框图；
图13是本申请一实施例提供的一种安全调控方法的示意性流程框图；
图14是本申请一实施例提供的另一安全调控方法的示意性流程框图；
图15是本申请一实施例提供的另一安全调控方法的示意性流程框图；
图16是本申请一实施例提供的一种电池***的示意性结构框图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请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；本申请中在申请的说明书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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“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，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请的描述中，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”、“附接”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，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。
本申请中术语“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，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请中提及“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，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请中，电池是指包括一个或多个电池单体以提供电能的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
可选地，电池单体可以是化学类电池或物理类电池，作为示例，可以是锂离子二次电池、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，燃料电池等，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。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。可选地，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔膜的材质可以为聚丙烯(Polypropylene，PP)或聚乙烯(Polyethylene，PE)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池的安全性。
在一些相关技术中，为了保证电池的安全性，电池单体一般会设置泄压机构。泄压机构是指电池单体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。泄压机构可以采用诸如对压力敏感或温度敏感的元件或部件，即，当电池单体发生热失控，其内部压力或温度达到预定阈值时，泄压机构致动，从而形成可供内部压力或温度泄放的通道。泄压机构在致动后，电池单体内部的高温高压物质作为排放物会从泄压机构向外排出。其中，电池单体内部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、火焰，等等。
当电池单体发生短路、过充等现象时，可能会导致电池单体内部发生热失控从而压力或温度骤升。这种情况下通过泄压机构致动可以将内部压力及温度向外释放，以防止电池单体***、起火，从而保证电池单体的安全性能。
除了在电池单体上设置泄压机构以保障电池的安全性以外，用于容纳电池单体的箱体中还可设置有喷淋管道等消防部件，该喷淋管道中可容纳有消防介质，该消防介质可为消防液体、消防气体或者还可以为消防固体。可选地，在一些实施方式中，喷淋管道可与电池单体中的泄压机构对应设置。当该泄压机构致动时，从电池单体内泄放的排放物会破坏喷淋管道的壁，使得消防介质从喷淋管道中流出，消防介质可以对电池单体的高温排放物进行降温，降低排放物的危险性，从而提升电池单体以及电池整体的安全性能。
在该技术方案中，在电池单体的内部已发生热失控的情况下，喷淋管道才能被动的被电池单体内部的排放物破坏，进而才能实现对已发生热失控的电池单体进行降 温。在电池单体的内部已发生热失控时，该电池单体的温度较高，其产生的热量可能已经传递至与其相邻的多个电池单体，使得热量已经在电池内的多个电池单体之间发生蔓延，此时，即使喷淋管道能够对已发生热失控的电池单体进行降温，该降温效果也会较为有限，喷淋管道对于电池整体的安全调控性能也相对较差。另外，在不同容量或不同能量密度的电池失控时，从其泄压机构排放出的排放物温度有显著差异，进而对喷淋管道的破坏程度不同，从该喷淋管道中液体流出的效果也有差异，因而，该喷淋管道被动破坏产生的消防效果不稳定。
鉴于此，本申请提供一种安全调控机构，用于对电池进行安全调控。该安全调控机构包括：电压产生模块和安全构件。其中，该电压产生模块用于在安全构件与电池之间建立电压差，在电池发生异常的情况下，该电压差使得安全构件对电池进行安全调控。在本申请实施例提供的技术方案中，安全调控机构除了包括安全构件以外，还可包括电压产生模块，其可用于在安全构件与电池之间主动建立电压差，该主动建立的电压差能够根据实际需求生成，并使得安全构件及时对电池进行安全调控，以消除或预防电池中的安全隐患，从而对电池进行及时且有效的安全调控以提升电池的安全性能。
本申请实施例描述的技术方案适用于各种使用电池的装置，例如，便携式用电设备、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶、航天器、和储能***等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
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装置，还可以适用于所有使用电池的装置，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
例如，如图1所示，为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图，车辆1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1的内部可以设置马达11，控制器12以及电池10，控制器12用来控制电池10为马达11的供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路***，例如，用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，电池10可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池10也可以称为电池包(battery pack)。可选地，多个电池单体可以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组成电池10。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池10，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池10。
例如，如图2所示，为本申请一个实施例的一种电池10的结构示意图，电池10可以包括多个电池单体20。电池10还可以包括箱体100(或称罩体)，箱体100内部为中空结构，多个电池单体20容纳于箱体100内。如图2所示，箱体100可以包括两部分，这里分别称为第一部分111和第二部分112，第一部分111和第二部分112扣 合在一起。第一部分111和第二部分112的形状可以根据多个电池单体20组合的形状而定，第一部分111和第二部分112可以均具有一个开口。例如，第一部分111和第二部分112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一部分111的开口和第二部分112的开口相对设置，并且第一部分111和第二部分112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体100。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于第一部分111和第二部分112扣合后形成的箱体100内。
可选地，电池10还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，该电池10还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体20之间的电连接，例如并联或串联或混联。具体地，汇流部件可通过连接电池单体20的电极端子实现电池单体20之间的电连接。进一步地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。可选地，导电机构也可属于汇流部件。
根据不同的电力需求，电池单体20的数量可以设置为任意数值。多个电池单体20可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池10中包括的电池单体20的数量可能较多，为了便于安装，可以将电池单体20分组设置，每组电池单体20组成电池模块。电池模块中包括的电池单体20的数量不限，可以根据需求设置。
图3示出了本申请一实施例提供的安全调控机构300的一种示意性结构框图。具体地，该安全调控机构300用于对电池进行安全调控，例如，该安全调控机构300可对上述图1和图2所示的电池10进行安全调控。
如图3所示，该安全调控机构300包括：电压产生模块310和安全构件320。电压产生模块310用于在安全构件320与电池10(图3中未示出)之间建立电压差，在电池10发生异常的情况下，该电压差使得安全构件320对电池10进行安全调控。
具体地，在本申请实施例中，电压产生模块310可以为能够形成目标电压的模块，例如，该电压产生模块310可以包括电源、电压产生电路或者其它携带有电能的模块。作为一种示例，该电压产生模块310可以包括电池10中任意一个电池单体20，即在该示例中，电池10中的电池单体20除了可为电池10外部的用电装置提供电能以外，还可复用为本申请实施例中的电压产生模块310。作为另一种示例，该电压产生模块310也可以为独立于电池10以外的其它电学模块，本申请实施例对该电压产生模块310的具体实现方式不做限定。
安全构件320为一种用于消除隐患或预防灾患的构件，具体地，该安全构件320可用于消除或预防电池10中可能发生的隐患或灾患。作为一种示例，该安全构件320包括但不限于是一种用于实现消防功能的消防构件，该消防构件中容纳有消防介质，该消防介质能够对电池10中即将发生热失控或者已经发生热失控的电池单体20和/或其它部件进行消防。当然，在其它示例中，该安全构件320还可以为其它形式的部件，旨在能够实现安全调控功能即可，本申请实施例对其具体实现不做限定。
具体地，电压产生模块310用于在该安全构件320与电池10之间建立电压差，在该电池10发生异常的情况下，该电压差可驱动安全构件320或者该电压差使得安全 构件320发生致动，从而可使得安全构件320对电池10进行安全调控，以消除或预防电池10中的安全隐患。
可选地，该电压产生模块310可用于在该安全构件320与电池10中任一部件之间建立电压差，在该电池10中的任一部件发生异常的情况下，该电压差可使得安全构件320对该电池10中的任一部件进行安全调控。
需要说明的是，对于电池或部件是否发生异常应采用本领域技术人员的常规理解，例如当电池或者部件的运行状态不属于常规状态和/或不属于预设状态即可理解为电池或者部件发生异常，还例如当电池或者部件的参数不属于正常范围和/或不属于预设范围即可理解为电池或者部件发生异常。作为示例，在电池10的运行状态异于正常状态时，即可理解为电池10发生了异常，其中，电池10处于正常状态时，该电池10的各种运行参数处于预设的正常参数范围内。当电池10处于异常状态时，该电池10的至少一种运行参数会超出预设的正常参数范围之外，根据该至少一种异常的运行参数，可以判断电池10发生了异常。作为一种示例，该电池10处于热失控状态或者处于即将发生热失控状态的临时状态时，该电池10的温度、电学参数、应力等至少一种运行参数会超出正常参数范围，此时，可判断电池10处于异常状态。
还需要说明的是，在电池10处于正常运行状态下，电压产生模块310在安全构件320与电池10之间建立电压差不会对电池10造成影响，而当电池10发生异常的情况下，电压产生模块310在安全构件320与电池10之间建立电压差才会驱动安全构件320或者该电压差使得安全构件320发生致动，从而可使得安全构件320对电池10进行安全调控，以消除或预防电池10中的安全隐患。
综上，通过本申请实施例的技术方案，安全调控机构除了包括安全构件320以外，还可包括电压产生模块310，其可用于在安全构件320与电池10之间主动建立电压差，该主动建立的电压差能够根据实际需求生成，并使得安全构件320及时对电池10进行安全调控，以消除或预防电池10中的安全隐患，从而对电池10进行及时且有效的安全调控以提升电池10的安全性能。
图4示出了本申请一实施例提供的安全调控机构300的另一种示意性结构框图。
如图4所示，在本申请实施例中，安全构件320容纳有安全物质，上述电压产生模块310在安全构件320与电池10之间建立的电压差用于在安全构件320与电池10之间形成电弧以击穿安全构件320，使得安全构件320释放安全物质以进行安全调控。
具体地，该安全构件320容纳的安全物质可为用于实现对电池10进行安全调控的物质。作为一种示例，该安全物质可以为流体，具有一定的流动性，其可以对电池10中产生的热量进行传递和交换，实现对电池10的安全调控。该安全物质可以为液态流体或者气态流体，例如该流体包括但不限于是水、水和乙二醇的混合液或者空气等等。或者，作为另一种示例，该安全物质也可以通过化学反应或者其它方式实现对电池10的安全调控，本申请实施例对此不做具体限定。
可选地，容纳有安全物质的安全构件320可以为管状容器、板状容器或者其它任意形状的容器。该安全构件320在一些相关实施例中也可以称之为消防管道、冷却板等用于对至少一个电池单体20执行热管理的部件。或者，在另一些实施例中，该安全 构件320也可以为专用于对电池10进行安全调控的部件。
在电池10发生异常的情况下，电压产生模块310在安全构件320与电池10之间建立的电压差可用于在二者之间产生电弧效应从而形成电弧。具体地，在电压产生模块310在安全构件320与电池10之间建立电压差后，该电压差可以用于在安全构件320与电池10之间形成一定的电流，该电流可击穿安全构件320与电池10之间某些绝缘介质(例如空气等)产生瞬间火花从而形成电弧。该电弧携带有较大的能量，能够击穿安全构件320的容器壁，该容器壁被击穿后，其中的安全物质被释放以使得该安全物质对电池10进行安全调控。
通过本申请实施例的技术方案，安全构件320中容纳有安全物质，在电池10产生异常的情况下，电压产生模块310在安全构件320与电池10之间主动建立的电压差能够主动在安全构件320与电池10之间形成电弧。通过该具有较大能量的电弧，可以较为有效且快速的击穿破坏安全构件320，从而释放安全构件320中容纳的安全物质以对电池10起到安全调控作用，以进一步提升电池10的安全性能。
图5示出了本申请一实施例提供的安全调控机构300的另一种示意性结构框图。
如图5所示，在本申请实施例中，电池10包括第一电池单体210，电压产生模块310用于在安全构件320与电池10之间建立电压差U；在第一电池单体210发生异常的情况下，该电压差U使得安全构件320进行安全调控。
可选地，如图5所示，电池10可包括至少一个电池单体20，该至少一个电池单体20通过汇流部件201相互串联、并联或混联，以向外部输出电能。第一电池单体210可以为至少一个电池单体20中的任意一个电池单体。在该第一电池单体210发生异常的情况下，例如该第一电池单体210的运行参数超出预设的参数范围的情况下，电压产生模块310在该第一电池单体210所在的电池10与安全构件320之间建立电压差U可使得安全构件320对电池10进行安全调控。
可选地，在本申请实施例中，安全调控机构300可设置于电池10的箱体100的内部，以对该电池10中的内部空间进行安全调控，例如，安全调控机构300可对电池10中至少部分电池单体20和/或电池单体20之间的空间进行安全调控，从而保障该电池10的安全性能。
通过本申请实施例的技术方案，电压产生模块310可在电池10与安全构件320之间建立电压差，在第一电池单体210异常时，通过该电压差U，可使得安全构件320对电池10进行安全调控。该技术方案能够针对电池10中第一电池单体210的异常，对电池10进行安全调控，从而能够较为可靠且有针对性的保障电池10的安全性能。
图6示出了本申请一实施例提供的安全调控机构300的另一示意性结构框图。
可选地，如图6所示，电压产生模块310用于在安全构件320与第一电池单体210之间建立电压差U；上述电压差U用于在安全构件320与第一电池单体210之间形成电弧以击穿安全构件320，使得安全构件320释放安全物质以对第一电池单体210的所在空间和/或第一电池单体210的附近空间进行安全调控。
如图6所示，在本申请实施例中，上述安全构件320可容纳有安全物质(例如流体)，在第一电池单体210发生异常的情况下，上述电压差用于在第一电池单体210 与安全构件320之间形成电弧以击穿该安全构件320，使得该安全构件320释放安全物质以对电池10进行安全调控。为了方便描述，下文中以安全物质为流体作为示例对其安全调控功能进行了说明。
可选地，该安全构件320可以通过其内部容纳的流体对电池10中至少一个电池单体20实现温度调控功能，在其内部的流体为温度较低的流体时，其可用于对至少一个电池单体20进行降温防止电池单体20的温度过高引发安全隐患；在其内部的流体为温度较高的流体时，其可用于对电池单体20进行升温防止电池单体20在低温环境下运行影响其电学性能。
在第一电池单体210发生异常的情况下，电压产生模块310在安全构件320与第一电池单体210之间建立的电压差U可用于在二者之间产生电弧效应从而形成电弧。具体地，在电压产生模块310在安全构件320与第一电池单体210之间建立电压差U后，该电压差U可以用于在安全构件320与第一电池单体210之间形成一定的电流，该电流可击穿安全构件320与第一电池单体210之间某些绝缘介质(例如空气等)产生瞬间火花从而形成电弧。该电弧携带有较大的能量，能够击穿安全构件320的容器壁，该容器壁被击穿后，其中的流体流出对电池10进行温度等相关状态调控。
通过本申请实施例的技术方案，安全构件320中容纳有流体，在安全构件320没有被击穿的情况下，该安全构件320本身能够通过流体对至少一个电池单体20起到一定的温度调控作用。在此基础上，电压产生模块310在安全构件320与第一电池单体210之间主动建立的电压差U能够主动在安全构件320与第一电池单体210之间形成电弧。通过该具有较大能量的电弧，可以较为有效且快速的击穿破坏安全构件320，从而使得安全构件320中容纳的流体流出进一步对至少一个电池单体20起到调控作用，以进一步提升电池10的安全性能。
在本申请实施例的一些实施方式中，上述电压差U用于在安全构件320与第一电池单体210之间形成电弧以击穿安全构件320，使得该安全构件320中的流体流出对第一电池单体210的所在空间和/或该第一电池单体210的附近空间进行安全调控。
可选地，在该实施方式中，在安全构件320以及第一电池单体210之间形成的电弧可击穿破坏安全构件320中正对于第一电池单体210的区域，此时，从安全构件320中流出的流体可对第一电池单体210的所在空间起到较好的调控作用。
例如，在第一电池单体210即将发生热失控或者已经发生热失控时，其内部温度较高，此时电压产生模块310在该第一电池单体210与安全构件320之间主动形成的电弧可使得安全构件320中的流体对第一电池单体210起到精准且可靠的降温作用，防止该第一电池单体210产生的热量蔓延传递电池10中的其它电池单体，有效保证电池10的安全性能。
另外，在流体对第一电池单体210的所在空间起到安全调控作用的同时，该流体还可以流动至该第一电池单体210附近的空间，以对该第一电池单体210的附近空间进行安全调控，其中，该第一电池单体210附近的空间是指：以第一电池单体210为中心的预设范围空间。该第一电池单体210附近的空间包括与第一电池单体210相邻的电池单体20的所在空间以及相邻电池单体20之间的空间，该“与第一电池单体210相 邻”并不特指与第一电池单体210直接相邻，也可指与第一电池单体210间接相邻。
具体地，在本申请实施例中，从安全构件320中流出的流体除了可对第一电池单体210的所在空间进行安全调控以外，该流体还可以对第一电池单体210附近的电池单体20进行安全调控，和/或，对第一电池单体210与附近电池单体20之间的空间进行安全调控。
或者，作为一种可能的替代实施方式，在安全构件320以及第一电池单体210之间形成的电弧也可击穿破坏安全构件320中靠近于与第一电池单体210相邻的电池单体20的区域。此时，从安全构件320中流出的流体可对与第一电池单体210相邻的电池单体20起到较好的安全调控作用。
又或者，作为另一种可能的替代实施方式，在安全构件320以及第一电池单体210之间形成的电弧也可同时击穿破坏安全构件320中正对于第一电池单体210的区域，以及靠近于与第一电池单体210相邻的电池单体20的区域。此时，从安全构件320中流出的流体可对第一电池单体210以及与第一电池单体210相邻的电池单体均起到较好的安全调控作用。
通过该实施方式的技术方案，电压产生模块310在第一电池单体210与安全构件320之间主动形成的电弧可使得安全构件320中的流体对第一电池单体210的所在空间和/或第一电池单体210的附近空间起到精准且可靠的调控作用，防止该第一电池单体210在异常状态下产生的热量蔓延传递电池10中的其它部位，有效保证电池10的安全性能。
在本申请实施例的一些实施方式中，上述电压差U用于在安全构件320与第一电池单体210之间形成电弧以击穿安全构件320以及第一电池单体210的壳体，使得安全构件320中的流体流出对第一电池单体210的内部空间进行调控。
具体地，在该实施方式中，在安全构件320以及第一电池单体210之间形成的电弧不仅可以击穿破坏安全构件320的容器壁，还可以击穿破坏第一电池单体210的壳体。作为示例，当第一电池单体210发生异常，且其内部的温度较高时，电弧破坏了第一电池单体210的壳体，可以便于从安全构件320中流出的流体对第一电池单体210的内部进行精准且有效的降温，防止该第一电池单体210在异常状态下产生的热量蔓延至其它电池单体，进一步提升电池10的安全性能。
具体地，在本申请实施例中，可通过调整电压产生模块310在安全构件320与第一电池单体210之间建立的电压差U，从而调整安全构件320与第一电池单体210之间形成的电弧的能量，使得该电弧仅击穿安全构件320的容器壁或者同时击穿安全构件320的容器壁以及第一电池单体210的壳体。
可选地，上述电压差U与如下至少一种参数相关：安全构件320的壁厚、安全构件320与第一电池单体210之间的距离、以及安全构件320与第一电池单体210之间的对应面积。
在一些实施方式中，可通过上述至少一种参数确定用于形成电弧的电压差U。
作为一种示例，上述电压差U与安全构件320的壁厚T可满足如下关系：1≤U/T≤5000，其中，电压差U的单位为V，安全构件320的壁厚T的单位为mm。
作为另一种示例，上述电压差U与安全构件320和第一电池单体210之间的距离d满足如下关系：U/d≥2，其中，电压差U的单位为V，安全构件320和第一电池单体210之间的距离d的单位为mm。
作为第三种示例，上述电压差与安全构件320和第一电池单体210之间的对应面积满足如下关系：U/S≥0.00008，其中，电压差U的单位为V，安全构件320和第一电池单体210之间的对应面积S的单位为mm 2。
通过本申请实施例的技术方案，在设计安全构件320和第一电池单体210之间的电压差U时，可以综合考虑安全构件320、第一电池单体210以及二者所在环境中的相关参数，得到较为合适的电压差，从而产生较为稳定且可控的电弧。
可选地，在一些实施方式中，上述电压差U的范围可为4V至1000V之间。进一步地，上述电压差U的范围可为10V至500V之间。更进一步地，上述电压差U的范围可为20V至200V之间。再进一步地，上述电压差U的范围可为20V至100V之间。或者，再更进一步地，上述电压差U的范围可为30V至60V之间。
通过该实施方式的技术方案，将电压差U控制在4V至1000V或者更为精准的压差范围内，该电压差U可以在安全构件320与第一电池单体210之间形成电弧，该电弧可击穿破坏安全构件320的容器壁以释放安全物质，综合保证电池10的安全性能。
具体地，在上述申请实施例中，安全构件320与电池10之间的电压差U在第一电池单体210发生异常时驱动安全构件320或者使得安全构件320致动。该电压差U可在第一电池单体210发生异常之前建立，但对该未发生异常的第一电池单体210不构成影响，或者，该电压差U可在第一电池单体210发生异常时同步建立，以使得第一电池单体210在正常运行时，电压差U对其不造成影响，从而保障电池10的运行性能。
另外，安全构件320可不与电池10中其它电池单体20之间建立电压差，或者，在其它电池单体20正常运行时，该安全构件320与其它电池单体20之间的电压差不会对该其它电池单体20造成影响，以保障电池10的正常运行。
可选地，在上述图6所示实施例中，第一电池单体210可与安全构件320相互绝缘，在第一电池单体210发生异常的情况下，第一电池单体210与安全构件320之间绝缘失效，该第一电池单体210与安全构件320之间的电压差U使得安全构件320进行安全调控。
在该情况下，图7示出了本申请一实施例提供的安全调控机构300的另一示意性结构框图。
如图7所示，在本申请实施例中，在电池10中，至少一个电池单体20中每个电池单体20均与安全构件320相互绝缘；在第一电池单体210发生异常的情况下，第一电池单体210与安全构件320之间绝缘失效，第一电池单体210与安全构件320之间的电压差U使得安全构件320对电池10进行安全调控。
如图7所示，安全构件320与至少一个电池单体20之间可具有绝缘设计，该绝缘设计使得该安全构件320与每个电池单体20之间形成绝缘等效电阻R 0，该绝缘等效电阻R 0具有较大的阻值，在人体对至少一个电池单体20所在的电池10误触时，该绝缘等效电阻R 0可以防止电池10对人体造成伤害，从而保证人体安全。可选地，该绝缘 等效电阻R 0可根据相关标准或者是实际需求进行设计，本申请实施例对该绝缘等效电阻R 0的具体电阻值不做限定。
在至少一个电池单体20中的第一电池单体210与安全构件320之间的绝缘设计受到第一电池单体210或者其它部件的影响时，该第一电池单体210与安全构件320之间的绝缘等效电阻R 0大幅降低，此时该第一电池单体210与安全构件320之间的绝缘性能降低，或者说，该第一电池单体210与安全构件320之间产生了绝缘失效。
如图7所示，在该第一电池单体210与安全构件320之间产生绝缘失效的情况下，该第一电池单体210与安全构件320之间的等效电阻由绝缘等效电阻R 0降低为绝缘失效等效电阻R 1。
当电压产生模块310在安全构件320与第一电池单体210之间建立电压差U的情况下，当第一电池单体210与安全构件320之间绝缘性能良好时，该第一电池单体210与安全构件320之间具有较大的绝缘等效电阻R 0，因此，该第一电池单体210与安全构件320之间的电流十分微小乃至几乎为零。而在第一电池单体210与安全构件320之间产生绝缘失效的情况下，该第一电池单体210与安全构件320之间的电阻会大幅降低形成绝缘失效等效电阻R 1，因而第一电池单体210与安全构件320之间会在电压差U的作用下形成一定的电流，从而驱动安全构件320或者该使得安全构件320发生致动，以对电池10进行安全调控。
通过本申请实施例的技术方案，在电池10中，第一电池单体210与安全构件320之间的相互绝缘可保障安全构件320对第一电池单体210的影响较小且保障该第一电池单体210在正常运行状态下的安全性能。在此基础上，第一电池单体210发生异常可引发其与安全构件320之间的绝缘失效，进而使得安全构件320对第一电池单体210所在的电池10进行安全调控，整体实现方式具有较高的针对性以及可靠性。
可选地，在一些实施方式中，第一电池单体210与安全构件320之间设置有绝缘层以实现第一电池单体210与安全构件320之间的相互绝缘。在该实施方式中，在第一电池单体210发生异常的情况下，第一电池单体210与安全构件320之间的绝缘层状态改变，以使得第一电池单体210与安全构件320之间绝缘失效。
可选地，在第一电池单体210发生热失控或者即将发生热失控的情况下，该第一电池单体210的温度较高。受到该较高温度的影响，该第一电池单体210与安全构件320之间的绝缘层受热熔化，以使得第一电池单体210与安全构件320之间绝缘等效电阻R 0变小，形成绝缘失效。
可选地，为了保障绝缘层能够响应于第一电池单体210的异常状态，在第一电池单体210温度较高的时候受热熔化，该绝缘层的熔点可低于800℃。
或者，在其它实施方式中，该第一电池单体210与安全构件320之间的绝缘层可受其它因素的控制或影响，使得其状态改变。例如，在第一电池单体210发生异常的情况下，其与安全构件320之间的绝缘层可受到外部作用，使得发生破损或者其它类型的物理状态改变，造成第一电池单体210与安全构件320之间绝缘等效电阻R 0变小，形成绝缘失效。
因此，在该实施方式的技术方案中，第一电池单体210与安全构件320之间绝 缘层的绝缘设计易于在电池10中实现且能够保证绝缘性能。进一步地，该绝缘层能够响应于第一电池单体210发生热失控等异常状态，使得第一电池单体210与安全构件320之间形成有效的绝缘失效以使得安全构件320对第一电池单体210所在的电池10进行安全调控，防止或消除第一电池单体210产生的热量对电池10造成的安全影响。
需要说明的是，在上文图7所示实施例中，安全构件320与至少一个电池单体20之间除了可形成绝缘等效电阻R 0以外，还可以形成其它数值的等效电阻，该等效电阻的电阻值可能未到达绝缘电阻值的数量级，其可以为其它阻值较大的电阻，当电压产生器3121在第一电池单体210发生异常之前即在第一电池单体210与安全构件320之间建立电压差U时，该安全构件320与第一电池单体210之间的等效电阻可使得该电压差U对安全构件320以及第一电池单体210的影响较小。
或者，在上文图7所示实施例中，安全构件320与至少一个电池单体20之间的等效电阻也可设计的较小乃至为零，在该情况下，电压产生器3121可在第一电池单体210发生异常时，在第一电池单体210与安全构件320之间建立电压差U。
在该情况下，为了防止安全构件320对其它电池单体20造成影响，该安全构件320对应于至少一个电池单体20中的第一电池单体210设置，而不对应于其它电池单体20设置，从而保障电池10中其它正常的电池单体20的运行性能。
或者，在安全构件320与至少一个电池单体20之间的等效电阻为绝缘等效电阻R 0或者其它具有较大阻值的电阻的情况下，该安全构件320也可对应于第一电池单体210设置，而不对应于其它电池单体20设置。
对于上文各申请实施例，在一些实施方式中，电压产生模块310可直接连接于安全构件320，使得该安全构件320与电池10之间形成电压差。在该实施方式中，电压差可在电池10发生异常之前建立。
或者，在另一些实施方式中，电压产生模块310也可用于获取电池10的特征信号，该电池10的特征信号用于指示电池10发生异常，电压产生模块310用于根据该电池10的特征信号，在安全构件320与电池10之间建立电压差。在该实施方式中，电压差可在电池10发生异常时同步建立。
具体地，在该实施方式的技术方案中，电池10的特征信号可以包括：反映电池10异常状态的状态信号。例如，该电池10的特征信号可以包括：电池10中至少一个电池单体20的特征信号，和/或，电池10中其它部件的特征信号。该特征信号包括但不限于是电气参数(例如：电流或电压等)、温度、压强、特征气体或应力等等。当电池10处于异常状态时，该电池10的特征信号的信号值区别于电池10在正常状态下的信号值。通过该电池10的特征信号的信号值，可以判定电池10处于异常状态。
作为示例而非限定，该电池10的特征信号可用于指示电池10处于热失控状态和/或处于热失控状态前预设时间段内的临界状态。具体的，当电池10中的任意一个电池单体20发生热失控或即将发生热失控时，该电池10的电气参数、该电池10内部的温度、压强、特征气体以及该电池10的箱体上的局部应力等特征信号相比于正常状态均可能会发生变化，电压产生模块310可通过获取电池10的特征信号，确定该电池10内部的电池单体20发生热失控或即将发生热失控，从而在安全构件320与电池10之间 建立电压差，进而使得安全构件320对电池10进行安全调控。
通过本申请实施例的技术方案，电压产生模块310能够获取并根据用于指示电池10异常的特征信号，在安全构件320与电池10之间建立电压差，进而使得电压产生模块310能够对处于异常状态下的电池10进行及时且较为可靠的安全调控。
可选地，上述电池10的特征信号可以包括：电池10中第一电池单体210的特征信号，该第一电池单体210的特征信号用于指示该第一电池单体210处于异常状态。
在该实施方式下，图8示出了本申请一实施例提供的安全调控机构300的另一示意性结构框图。
可选地，如图8所示，电压产生模块310可以通过通信部件202连接于电池10中的至少一个电池单体20，从而获取该至少一个电池单体20的信号。其中，该通信部件202包括但不限于是信号采集线束或者是其它用于信号传输的通信器件。另外，该电压产生模块310除了可通过通信部件202连接于至少一个电池单体20以外，还可以通过该通信部件202连接于电池10中的其它部件，从而获取其它部件的信号。
具体地，电压产生模块310可用于获取电池10中第一电池单体210的特征信号，且根据该第一电池单体210的特征信号，在安全构件320与第一电池单体210之间建立电压差U。其中，第一电池单体210的特征信号用于指示第一电池单体210发生异常。
在该实施方式中，第一电池单体210的特征信号可以包括以下第一电池单体210的至少一项参数：电气参数、温度、压强、特征气体或应力。
在该第一电池单体210发生异常时，该第一电池单体210处于异常状态，该异常状态可以为区别于正常运行状态的其它状态，例如，该第一电池单体210的异常状态可以为热失控状态和/或热失控状态前预设时间段内的临界状态。或者，第一电池单体210的异常状态除了可以为热失控状态和/或热失控状态的临界状态以外，还可以为其它可监测的异常状态，本申请实施例对该异常状态的类型不做具体限定。
通过本申请实施例的技术方案，电压产生模块310能够根据该第一电池单体210的特征信号，较为准确且及时的在安全构件320与第一电池单体210之间形成电压差，从而使得安全构件320能够迅速针对第一电池单体210进行精准的安全调控。
进一步地，在第一电池单体210的特征信号用于指示第一电池单体210处于热失控状态和/或在热失控状态前预设时间段内的临界状态时，该安全调控机构300中的电压产生模块310以及安全构件320相互配合，可以及时乃至提前对处于热失控状态和/或临界状态的第一电池单体210进行消防，防止第一电池单体210的内部热量在电池10中扩散影响其它电池单体的性能，快速对该第一电池单体210所在的电池10进行安全调控，从而能够大幅提升电池10的安全性能。
可选地，电压产生模块310除了可获取电池10中第一电池单体210的特征信号以外，在其它替代实施方式中，该电压产生模块310还可以获取电池10中与第一电池单体210相邻电池单体的特征信号，且根据第一电池单体210的特征信号和/或与该第一电池单体210相邻电池单体的特征信号，在安全构件320与第一电池单体210之间建立电压差U。
可选地，电压产生模块310获取电池10中第一电池单体210和/或与该第一电池单体210相邻电池单体的特征信号后，除了可在安全构件320与第一电池单体210之间建立电压差U以外，还可以在安全构件320和相邻电池单体(与第一电池单体210相邻)之间建立电压差。
图9示出了本申请一实施例提供的安全调控机构300的另一示意性结构框图。
如图9所示，在本申请实施例中，电压产生模块310包括：控制子模块311和电压子模块312，该控制子模块311用于获取电池10(图9中未示出)的特征信号，并根据电池10的特征信号控制电压子模块312在安全构件320与电池10之间建立电压差。
具体地，在本申请实施例中，控制子模块311可根据电池10的特征信号可向电压子模块312发送第一控制信号，该电压子模块312可在该第一控制信号的控制下，在安全构件320与电池10之间建立电压差。另外，控制子模块311也根据电池10的其它信号向电压子模块312发送第二控制信号，该电压子模块312也可在该第二控制信号的控制下，撤销在安全构件320与电池10之间建立的电压差，降低安全构件320对于电池10的安全性能的影响，进一步提升安全调控机构300对电池10的安全调控性能。
可选地，在图9所示实施例中，控制子模块311可以通过通信部件202连接于电池10中的至少一个电池单体20，从而获取该至少一个电池单体20的信号。在至少一个电池单体20中第一电池单体210发生异常时，该控制子模块311用于获取并根据该第一电池单体210的特征信号控制电压子模块312在安全构件320与第一电池单体210之间建立电压差U。
可选地，在一些实施方式中，该控制子模块311可以是用于管理电池10的电池管理***(Battery Management System，BMS)，或者，在另一些实施方式中，该控制子模块311还可以是其它类型的控制器件，本申请实施例对该控制子模块311的具体实现方式不做限定。
通过本申请实施例的技术方案，在电压产生模块310中设置有控制子模块311，该控制子模块311能够灵活控制电压子模块312在安全构件320与电池10之间建立电压差。相比于电压产生模块310持续在安全构件320与电池10之间建立电压差的技术方案，该技术方案可以降低安全构件320与电池10持续存在的电压差对于电池10的安全性能的影响，进一步提升安全调控机构300对电池10的安全管理性能。
图10示出了本申请一实施例提供的安全调控机构300的另一示意性结构框图。
如图10所示，在本申请实施例中，电压产生模块310还包括：监测子模块313，用于监测电池10的特征信号且将电池10(图10中未示出)的特征信号发送至控制子模块311。该控制子模块311用于接收监测子模块313发送的电池10的特征信号，并根据该特征信号控制电压子模块312在安全构件320与电池10之间建立电压差。
具体地，本申请实施例提供独立的监测子模块313，用于实时监测电池10的运行状态，例如，该监测子模块313用于实时监测电池10中每个电池单体20的信号和/或监测电池10中其它部件的信号。可选地，该监测子模块313包括但不限于是电池监控电路(Cell Supervision Circuit，CSC)或者其它用于监测电池10运行状态的模块。
可选地，在图10所示实施例中，监测子模块313可用于实时监测电池10中至少一个电池单体20，在至少一个电池单体20中的第一电池单体210发生异常时，该监测子模块313将该第一电池单体210的特征信号发送至控制子模块311，该控制子模块311用于根据该第一电池单体210的特征信号控制电压子模块312在安全构件320与第一电池单体210之间建立电压差U。
可选地，该监测子模块313的数量可以为一个或多个，在监测子模块313的数量为多个的情况下，其可分布设置于电池10的箱体内，以便于通过该多个监测子模块313全面监测电池10内部至少一个电池单体20以及其它部件的特征信号。
通过本申请实施例的技术方案，在安全调控机构300中设置独立的监测子模块313，可用于主动且实时的监测电池10的特征信号，从而使得安全调控机构300对电池10起到更为及时且有效的安全管理，以进一步提升电池10的安全性能。
图11示出了本申请一实施例提供的安全调控机构300的另一示意性结构框图。
如图11所示，在本申请实施例中，电压子模块312(图中未示出)包括：电压产生器3121和通断结构3122，该电压产生器3121通过通断结构3122连接于安全构件320。控制子模块311用于根据电池10(图中未示出)的特征信号控制通断结构3122连通，以使得电压产生器3121在安全构件320与电池10之间建立电压差。
具体地，在本申请实施例中，该电压产生器3121可以为电源、电压产生电路或者其它携带有电能的模块，其能够使得安全构件320带电，从而在安全构件320与电池10之间建立电压差。可选地，该电压产生器3121可以为电池10内部的供电装置，例如电池10内部的电池单体20，或者，该电压产生器3121也可以为电池10外部的供电装置，本申请实施例对该电压产生器3121的具***置不做限定。
通断结构3122包括但不限于是电气开关，电压产生器3121可通过该电气开关连接于安全构件320，且该电气开关能够受控制子模块311的控制闭合或者断开。当然，除了电气开关以外，该通断结构3122还可以为其它类型的电学器件或者机械结构，该通断结构3122旨在能够在控制子模块311的控制下实现安全构件320与电压产生器3121之间的连通和断开即可，本申请实施例对该通断结构3122的具体实现方式也不做限定。
可选地，如图11所示，控制子模块311除了可通过通信部件202连接于至少一个电池单体20以外，还可以通过通信部件202与通断结构3122建立连接，该通断结构3122可接收控制子模块311的控制信号，以实现安全构件320与电压产生器3121之间的连通和断开。
具体地，控制子模块311可获取至少一个电池单体20和/或电池10中其它部件的特征信号，且控制子模块311可根据该特征信号判断电池10处于区别于正常状态的异常状态，在该情况下，控制子模块311控制通断结构3122连通，从而连通安全构件320与电压产生器3121，以使得电压产生器3121在安全构件320与电池10之间建立电压差。
可选地，在图11所示实施例中，在至少一个电池单体20中第一电池单体210发生异常时，该控制子模块311用于获取并根据该第一电池单体210的特征信号控制通 断结构3122连通，以使得电压产生器3121在安全构件320与第一电池单体210之间建立电压差U。
需要说明的是，控制子模块311除了可如图11所示，直接通过通信部件202连接于至少一个电池单体20以外，还可以通过监测子模块313连接于至少一个电池单体20，该控制子模块311用于接收监测子模块313发送的至少一个电池单体20的特征信号。
通过本申请实施例的技术方案，电压子模块312包括电压产生器3121和通断结构3122，该通断结构3122能够在控制子模块311的控制下实现安全构件320与电压产生器3121之间的连通，整体方案实现方式简单且可靠性较高，且不会为安全调控机构300带来过多额外的成本。
图12示出了本申请一实施例提供的安全调控机构300的另一示意性结构框图。
如图12所示，在本申请实施例中，上述电压产生器3121包括：电池10中的第二电池单体220。
即在本申请实施例中，可以复用电池10中的第二电池单体220作为电压产生器3121，该第二电池单体220可以为电池10中除第一电池单体210以外的其它任意电池单体，该第二电池单体220能够向外部提供电能。
可选地，如图12所示，在本申请实施例中，在第二电池单体220与安全构件320之间连接通断结构3122，以实现第二电池单体220通过通断结构3122在安全构件320与第一电池单体210之间建立电压差U。
通过本申请实施例的技术方案，复用电池10中的第二电池单体220作为电压产生器3121，则不需要在电池10所在的***增加额外的电压产生器，从而节省安全调控机构300在电池10所在***中占用的空间，有利于降低电池10所在***整体的体积以及生产所需成本。
上文结合图3至图12描述了本申请实施例的安全调控机构300。下面将结合图13至图15描述本申请实施例的安全调控方法，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。
图13示出了本申请一实施例提供的一种安全调控方法400的示意性流程框图。该安全调控方法400可用于对电池，例如上述电池10进行安全调控。
如图13所示，在本申请实施例中，该安全调控方法400可包括以下步骤。
S410：在安全构件与电池之间建立电压差，在电池发生异常的情况下，电压差使得安全构件进行安全调控。
具体地，在本申请实施例中，上述步骤S410的执行主体可以为上文装置实施例中电压产生模块310，且该步骤S410中的安全构件可以为上文装置实施例中的安全构件320。即，在本申请实施例中，电压产生模块310在安全构件320与电池10之间建立电压差。其中，该电压产生模块310、安全构件320以及电压差的相关技术方案可以参见上文装置实施例的相关描述，此处不做过多赘述。
可选地，在一些实施方式中，安全构件容纳有安全物质；上述电压差使得安全构件进行安全调控，包括：电压差用于在安全构件与电池之间形成电弧以击穿安全构 件，使得安全构件释放安全物质以进行安全调控。
可选地，在一些实施方式中，电池包括第一电池单体，上述在电池发生异常的情况下，电压差使得安全构件进行安全调控，包括：在第一电池单体发生异常的情况下，电压差使得安全构件进行安全调控。
图14示出了本申请一实施例提供的另一安全调控方法500的示意性流程框图。
如图14所示，在本申请实施例中，该安全调控方法500可包括以下步骤。
S510：在安全构件与至少一个电池单体中的第一电池单体之间建立电压差，在第一电池单体发生异常的情况下，电压差用于在安全构件与第一电池单体之间形成电弧以击穿安全构件，使得安全构件释放安全物质以对第一电池单体的所在空间和/或第一电池单体的附近空间进行安全调控。
在一些可能的实施方式中，电压差用于在安全构件与第一电池单体之间形成电弧以击穿安全构件以及第一电池单体的壳体，使得安全构件释放安全物质对第一电池单体的内部空间进行安全调控。
在一些可能的实施方式中，上述电压差与如下至少一种参数相关：安全构件的壁厚、安全构件与第一电池单体之间的距离、以及安全构件与第一电池单体之间的对应面积。
在一些可能的实施方式中，上述电压差与安全构件的壁厚满足如下关系：1≤U/T≤5000，其中，U为电压差，单位为V，T为安全构件的壁厚，单位为mm；和/或，电压差与安全构件和第一电池单体之间的距离满足如下关系：U/d≥2，其中，U为电压差，单位为V，d为安全构件和第一电池单体之间的距离，单位为mm；和/或，电压差与安全构件和第一电池单体之间的对应面积满足如下关系：U/S≥0.00008，其中，U为电压差，单位为V，S为安全构件和第一电池单体之间的对应面积，单位为mm 2。
在一些可能的实施方式中，上述电压差的范围为4V至1000V之间。
在一些可能的实施方式中，第一电池单体与安全构件相互绝缘；在第一电池单体发生异常的情况下，第一电池单体与安全构件之间绝缘失效，第一电池单体与安全构件之间的电压差使得安全构件进行安全调控。
在一些可能的实施方式中，在第一电池单体发生异常的情况下，第一电池单体与安全构件之间的绝缘层受热熔化，以使得第一电池单体与安全构件之间绝缘失效。
在一些可能的实施方式中，安全构件对应于至少一个电池单体中的第一电池单体设置。
图15示出了本申请一实施例提供的另一安全调控方法600的示意性流程框图。该安全调控方法600可用于对包括至少一个电池单体20的电池10进行安全调控。
如图15所示，在本申请实施例中，该安全调控方法600可包括以下步骤。
S610：获取电池的特征信号，电池的特征信号用于指示电池发生异常。
S620：根据电池的特征信号，在安全构件与电池之间建立电压差，在电池发生异常的情况下，该电压差使得安全构件进行安全调控。
在一些可能的实施方式中，上述安全调控方法600应用于上文装置实施例中的电压产生模块310，该电压产生模块310包括：控制子模块311和电压子模块312。
在该情况下，上述步骤S610可以包括：控制子模块311获取电池的特征信号。上述步骤S620可以包括：控制子模块311根据电池的特征信号，控制电压子模块312在安全构件与电池之间建立电压差。
在一些可能的实施方式中，电压产生模块310还包括：监测子模块313；在该情况下，上述安全调控方法600还可以包括：监测子模块313监测电池的特征信号，并将电池的特征信号发送至控制子模块311。
在一些可能的实施方式中，上述电压子模块312包括：电压产生器3121和通断结构3122，电压产生器3121通过通断结构3122连接于安全构件。在该情况下，上述步骤S620可以包括：控制子模块311根据电池的特征信号控制通断结构3122连通，以使得电压产生器3121在安全构件与电池之间建立电压差。
在一些可能的实施方式中，上述电压产生器3121包括：至少一个电池单体中的第二电池单体。
在一些可能的实施方式中，上述电池的特征信号用于指示电池处于热失控状态和/或处于热失控状态前预设时间段内的临界状态。
在一些可能的实施方式中，上述电池的特征信号包括以下信号中的至少一项：电气参数、温度、压强、特征气体或应力。
在一些可能的实施方式中，上述电池的特征信号包括：电池中第一电池单体的特征信号。在该情况下，上述步骤S610可以包括：获取第一电池单体的特征信号。上述步骤S620可以包括：根据第一电池单体的特征信号，在安全构件与第一电池单体之间建立电压差。
图16示出了本申请实施例提供的一种电池***101的示意性结构框图。
如图16所示，该电池***101可以包括前述申请实施例中电池10以及安全调控机构300，该安全调控机构300用于对电池10进行安全调控。
本申请一个实施例还提供了一种用电装置，该用电装置可以包括前述实施例中的电池***101，该电池***101用于向该用电装置提供电能。
在一些实施例中，用电装置可以为车辆1、船舶或航天器。
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 (40)

  1. 一种安全调控机构，其特征在于，用于对电池进行安全调控，所述安全调控机构包括：电压产生模块和安全构件；
    所述电压产生模块用于在所述安全构件与所述电池之间建立电压差，在所述电池发生异常的情况下，所述电压差使得所述安全构件进行安全调控。
  2. 根据权利要求1所述的安全调控机构，其特征在于，所述安全构件容纳有安全物质；
    所述电压差使得所述安全构件进行安全调控，包括：
    所述电压差用于在所述安全构件与所述电池之间形成电弧以击穿所述安全构件，使得所述安全构件释放所述安全物质以进行安全调控。
  3. 根据权利要求2所述的安全调控机构，其特征在于，所述电池包括第一电池单体；
    所述在所述电池发生异常的情况下，所述电压差使得所述安全构件进行安全调控，包括：
    在所述第一电池单体发生异常的情况下，所述电压差使得所述安全构件进行安全调控。
  4. 根据权利要求3所述的安全调控机构，其特征在于，所述电压产生模块用于在所述安全构件与所述电池之间建立电压差，包括：
    所述电压产生模块用于在所述安全构件与所述第一电池单体之间建立所述电压差；
    所述电压差用于在所述安全构件与所述电池之间形成电弧以击穿所述安全构件，使得所述安全构件释放所述安全物质以进行安全调控，包括：
    所述电压差用于在所述安全构件与所述第一电池单体之间形成电弧以击穿所述安全构件，使得所述安全构件释放所述安全物质以对所述第一电池单体的所在空间和/或所述第一电池单体的附近空间进行安全调控。
  5. 根据权利要求4所述的安全调控机构，其特征在于，所述电压差用于在所述安全构件与所述第一电池单体之间形成电弧以击穿所述安全构件，使得所述安全构件释放所述安全物质以对所述第一电池单体的所在空间进行安全调控，包括：
    所述电压差用于在所述安全构件与所述第一电池单体之间形成所述电弧以击穿所述安全构件以及所述第一电池单体的壳体，使得所述安全构件释放所述安全物质以对所述第一电池单体的内部空间进行安全调控。
  6. 根据权利要求4或5所述的安全调控机构，其特征在于，所述电压差与如下至少一种参数相关：
    所述安全构件的壁厚、所述安全构件与所述第一电池单体之间的距离、以及所述安全构件与所述第一电池单体之间的对应面积。
  7. 根据权利要求6所述的安全调控机构，其特征在于，所述电压差与所述安全构件的壁厚满足如下关系：1≤U/T≤5000，其中，U为电压差，单位为V，T为所述安全 构件的壁厚，单位为mm；和/或，
    所述电压差与所述安全构件和所述第一电池单体之间的距离满足如下关系：U/d≥2，其中，U为电压差，单位为V，d为所述安全构件和所述第一电池单体之间的距离，单位为mm；和/或，
    所述电压差与所述安全构件和所述第一电池单体之间的对应面积满足如下关系：U/S≥0.00008，其中，U为电压差，单位为V，S为所述安全构件和所述第一电池单体之间的对应面积，单位为mm 2。
  8. 根据权利要求1至7中任一项所述的安全调控机构，其特征在于，所述电压差的范围为4V至1000V之间。
  9. 根据权利要求3至8中任一项所述的安全调控机构，其特征在于，所述第一电池单体与所述安全构件相互绝缘；
    所述在所述第一电池单体发生异常的情况下，所述电压差使得所述安全构件进行安全调控，包括：
    在所述第一电池单体发生异常的情况下，所述第一电池单体与所述安全构件之间绝缘失效，所述第一电池单体与所述安全构件之间的所述电压差使得所述安全构件进行安全调控。
  10. 根据权利要求9所述的安全调控机构，其特征在于，在所述第一电池单体发生异常的情况下，所述第一电池单体与所述安全构件之间的绝缘层状态改变，以使得所述第一电池单体与所述安全构件之间绝缘失效。
  11. 根据权利要求3至10中任一项所述的安全调控机构，其特征在于，所述安全构件对应于所述第一电池单体设置。
  12. 根据权利要求1至11中任一项所述的安全调控机构，其特征在于，所述电压产生模块用于在所述安全构件与所述电池之间建立电压差，包括：
    所述电压产生模块用于获取所述电池的特征信号，所述电池的特征信号用于指示所述电池发生异常；
    所述电压产生模块用于根据所述电池的特征信号，在所述安全构件与所述电池之间建立所述电压差。
  13. 根据权利要求12所述的安全调控机构，其特征在于，所述电压产生模块包括：控制子模块和电压子模块；
    所述控制子模块用于获取所述电池的特征信号，并根据所述电池的特征信号，控制所述电压子模块在所述安全构件与所述电池之间建立所述电压差。
  14. 根据权利要求13所述的安全调控机构，其特征在于，所述电压产生模块还包括：监测子模块；
    所述监测子模块用于监测所述电池的特征信号，并将所述电池的特征信号发送至所述控制子模块。
  15. 根据权利要求13或14所述的安全调控机构，其特征在于，所述电压子模块包括：电压产生器和通断结构，所述电压产生器通过所述通断结构连接于所述安全构件；
    所述控制子模块用于根据所述电池的特征信号控制所述通断结构连通，以使得所 述电压产生器在所述安全构件与所述电池之间建立所述电压差。
  16. 根据权利要求15所述的安全调控机构，其特征在于，所述电压产生器包括：所述电池中的第二电池单体。
  17. 根据权利要求12至16中任一项所述的安全调控机构，其特征在于，所述电池的特征信号用于指示所述电池处于热失控状态和/或处于热失控状态前预设时间段内的临界状态。
  18. 根据权利要求12至17中任一项所述的安全调控机构，其特征在于，所述电池的特征信号包括以下信号中的至少一项：电气参数、温度、压强、特征气体或应力。
  19. 根据权利要求12至18中任一项所述的安全调控机构，其特征在于，所述电池的特征信号包括：所述电池中第一电池单体的特征信号；
    所述电压产生模块用于根据所述第一电池单体的特征信号，在所述安全构件与所述第一电池单体之间建立所述电压差。
  20. 一种安全调控方法，其特征在于，用于对电池进行安全调控，所述安全调控方法包括：
    在安全构件与所述电池之间建立电压差，在所述电池发生异常的情况下，所述电压差使得所述安全构件进行安全调控。
  21. 根据权利要求20所述的安全调控方法，其特征在于，所述安全构件容纳有安全物质；
    所述电压差使得所述安全构件进行安全调控，包括：
    所述电压差用于在所述安全构件与所述电池之间形成电弧以击穿所述安全构件，使得所述安全构件释放所述安全物质以进行安全调控。
  22. 根据权利要求21所述的安全调控方法，其特征在于，所述电池包括第一电池单体；
    所述在所述电池发生异常的情况下，所述电压差使得所述安全构件进行安全调控，包括：
    在所述第一电池单体发生异常的情况下，所述电压差使得所述安全构件进行安全调控。
  23. 根据权利要求22所述的安全调控方法，其特征在于，所述在所述安全构件与所述电池之间建立电压差，包括：
    在所述安全构件与所述第一电池单体之间建立所述电压差；
    所述电压差用于在所述安全构件与所述电池之间形成电弧以击穿所述安全构件，使得所述安全构件释放所述安全物质以进行安全调控，包括：
    所述电压差用于在所述安全构件与所述第一电池单体之间形成电弧以击穿所述安全构件，使得所述安全构件释放所述安全物质以对所述第一电池单体的所在空间和/或所述第一电池单体的附近空间进行安全调控。
  24. 根据权利要求23所述的安全调控方法，其特征在于，所述电压差用于在所述安全构件与所述第一电池单体之间形成电弧以击穿所述安全构件，使得所述安全构件释放所述安全物质以对所述第一电池单体的所在空间进行安全调控，包括：
    所述电压差用于在所述安全构件与所述第一电池单体之间形成所述电弧以击穿所述安全构件以及所述第一电池单体的壳体，使得所述安全构件释放所述安全物质对所述第一电池单体的内部空间进行安全调控。
  25. 根据权利要求23或24所述的安全调控方法，其特征在于，所述电压差与如下至少一种参数相关：
    所述安全构件的壁厚、所述安全构件与所述第一电池单体之间的距离、以及所述安全构件与所述第一电池单体之间的对应面积。
  26. 根据权利要求25所述的安全调控方法，其特征在于，所述电压差与所述安全构件的壁厚满足如下关系：1≤U/T≤5000，其中，U为电压差，单位为V，T为所述安全构件的壁厚，单位为mm；和/或，
    所述电压差与所述安全构件和所述第一电池单体之间的距离满足如下关系：U/d≥2，其中，U为电压差，单位为V，d为所述安全构件和所述第一电池单体之间的距离，单位为mm；和/或，
    所述电压差与所述安全构件和所述第一电池单体之间的对应面积满足如下关系：U/S≥0.00008，其中，U为电压差，单位为V，S为所述安全构件和所述第一电池单体之间的对应面积，单位为mm 2。
  27. 根据权利要求20至26中任一项所述的安全调控方法，其特征在于，所述电压差的范围为4V至1000V之间。
  28. 根据权利要求22至27中任一项所述的安全调控方法，其特征在于，所述第一电池单体与所述安全构件相互绝缘；
    所述在所述第一电池单体发生异常的情况下，所述电压差使得所述安全构件进行安全调控，包括：
    在所述第一电池单体发生异常的情况下，所述第一电池单体与所述安全构件之间绝缘失效，所述第一电池单体与所述安全构件之间的所述电压差使得所述安全构件进行安全调控。
  29. 根据权利要求28所述的安全调控方法，其特征在于，在所述第一电池单体发生异常的情况下，所述第一电池单体与所述安全构件之间的绝缘层状态改变，以使得所述第一电池单体与所述安全构件之间绝缘失效。
  30. 根据权利要求22至29中任一项所述的安全调控方法，其特征在于，所述安全构件对应于所述第一电池单体设置。
  31. 根据权利要求20至30中任一项所述的安全调控方法，其特征在于，所述在安全构件与所述电池之间建立电压差，包括：
    获取所述电池的特征信号，所述电池的特征信号用于指示所述电池发生异常；
    根据所述电池的特征信号，在所述安全构件与所述电池之间建立所述电压差。
  32. 根据权利要求31所述的安全调控方法，其特征在于，所述安全调控方法应用于电压产生模块，所述电压产生模块包括：控制子模块和电压子模块；
    其中，所述获取所述电池的特征信号包括：
    所述控制子模块获取所述电池的特征信号；
    所述根据所述电池的特征信号，在所述安全构件与所述电池之间建立所述电压差，包括：
    所述控制子模块根据所述电池的特征信号，控制所述电压子模块在所述安全构件与所述电池之间建立所述电压差。
  33. 根据权利要求32所述的安全调控方法，其特征在于，所述电压产生模块还包括：监测子模块；所述安全调控方法还包括：
    所述监测子模块监测所述电池的特征信号，并将所述电池的特征信号发送至所述控制子模块。
  34. 根据权利要求32或33所述的安全调控方法，其特征在于，所述电压子模块包括：电压产生器和通断结构，所述电压产生器通过所述通断结构连接于所述安全构件；
    其中，所述控制子模块根据所述电池的特征信号，控制所述电压子模块在所述安全构件与所述电池之间建立所述电压差，包括：
    所述控制子模块根据所述电池的特征信号控制所述通断结构连通，以使得所述电压产生器在所述安全构件与所述电池之间建立所述电压差。
  35. 根据权利要求34所述的安全调控方法，其特征在于，所述电压产生器包括：所述电池中的第二电池单体。
  36. 根据权利要求31至35中任一项所述的安全调控方法，其特征在于，所述电池的特征信号用于指示所述电池处于热失控状态和/或处于热失控状态前预设时间段内的临界状态。
  37. 根据权利要求31至36中任一项所述的安全调控方法，其特征在于，所述电池的特征信号包括以下信号中的至少一项：电气参数、温度、压强、特征气体或应力。
  38. 根据权利要求31至37中任一项所述的安全调控方法，其特征在于，所述电池的特征信号包括：所述电池中第一电池单体的特征信号；
    其中，所述获取所述电池的特征信号，包括：
    获取所述第一电池单体的特征信号，
    所述根据所述电池的特征信号，在所述安全构件与所述电池之间建立所述电压差，包括：
    根据所述第一电池单体的特征信号，在所述安全构件与所述第一电池单体之间建立所述电压差。
  39. 一种电池***，其特征在于，包括：
    电池，以及，
    如权利要求1至19中任一项所述的安全调控机构，所述安全调控机构用于对所述电池进行安全调控。
  40. 一种用电装置，其特征在于，包括：
    如权利要求39所述的电池***，所述电池***用于为所述用电装置提供电能。
CN202280070172.9A 2022-06-17 2022-06-17 安全调控机构、方法、电池***和用电装置 Pending CN118104098A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2022/099488 WO2023240604A1 (zh) 2022-06-17 2022-06-17 安全调控机构、方法、电池***和用电装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118104098A true CN118104098A (zh) 2024-05-28

Family

ID=89192974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280070172.9A Pending CN118104098A (zh) 2022-06-17 2022-06-17 安全调控机构、方法、电池***和用电装置

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20240070606A (zh)
CN (1) CN118104098A (zh)
CA (1) CA3238320A1 (zh)
WO (1) WO2023240604A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117767509A (zh) * 2024-02-21 2024-03-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池***、控制方法、控制装置、***及存储介质

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9520619B2 (en) * 2013-11-27 2016-12-13 The Boeing Company Methods of inerting lithium-containing batteries and associated containers
KR102189549B1 (ko) * 2014-03-31 2020-12-11 삼성에스디아이 주식회사 퓨즈부를 갖는 이차 전지
EP3327817B1 (en) * 2016-11-29 2019-11-06 Samsung SDI Co., Ltd. Wall structure of a battery cell, battery submodule, battery module or battery system
CN113725547B (zh) * 2021-09-07 2022-03-01 宿迁学院 一种电池用防火防爆装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20240070606A (ko) 2024-05-21
CA3238320A1 (en) 2023-12-21
WO2023240604A1 (zh) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110199406B (zh) 电池***
CN112909398B (zh) 电池、用电设备、制备电池的方法和设备
EP3188304A1 (en) Energy storage system
CN114175378B (zh) 电池、用电装置、制备电池的方法和装置
US20230030011A1 (en) Battery pack including fire suppression means
US9214704B2 (en) Thermal decoupling of battery cells in the case of a malfunction
US10992013B2 (en) Battery system for a vehicle and method for detecting an overheat situation of the battery system
US11784371B2 (en) Box of battery, battery, power consumption device, and method and device for producing battery
US20220328901A1 (en) Battery and electric device
EP3633754A1 (en) Battery system for a vehicle and method for detecting an overheat situation of the battery system
EP4092818B1 (en) Battery box body, battery, electric device, and method for preparing box body
CN118104098A (zh) 安全调控机构、方法、电池***和用电装置
US20220320673A1 (en) Battery, power consumption device, method and device for producing battery
WO2023240605A1 (zh) 安全调控机构、方法、电池***和用电装置
JP2020042968A (ja) 蓄電装置モジュール
CN219203257U (zh) 电池单体、电池及用电装置
EP4235922A1 (en) Battery box, battery, electrical device, method and device for preparing battery
EP4016714B1 (en) Case body for battery, battery and electric device
EP4016713B1 (en) Box body for battery, battery and power consuming device
KR20230077002A (ko) 전기자동차 배터리 화재위험 감지 및 자동 소화장치
WO2023092483A1 (zh) 用电装置及其安全控制方法、制造方法和制造***
RU2799472C1 (ru) Тяговая аккумуляторная батарея на основе литий-титанат оксидных ячеек для беспилотных высокоавтоматизированных транспортных средств
WO2023245472A1 (zh) 电池包及其安全控制方法、用电装置
CN218939874U (zh) 电池及用电装置
KR102362180B1 (ko) 배터리 모듈, 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination