[发明专利]智能电池有效
申请号: | 202110342606.3 | 申请日: | 2021-03-30 |
公开(公告)号: | CN113258147B | 公开(公告)日: | 2022-04-01 |
发明(设计)人: | 秦宇迪;王烁祺;宋昌明;欧阳明高;韩雪冰 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | H01M10/42 | 分类号: | H01M10/42;H01M10/48 |
代理公司: | 北京华进京联知识产权代理有限公司 11606 | 代理人: | 魏朋 |
地址: | 10008*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 智能 电池 | ||
1.一种智能电池,其特征在于,包括:
第一壳体,包围形成第一空间;
电芯,收纳于所述第一空间;
检测装置,收纳于所述第一空间,所述检测装置用于生成检测信号;
控制装置,设置于所述第一壳体,且与所述电芯间隔设置,所述控制装置与所述检测装置连接,所述控制装置用于根据所述检测信号得到智能电池的电压、温度及压力并计算健康状态值;
电池正极极耳和电池负极极耳,间隔设置于所述第一壳体;
电芯正极极耳和电芯负极极耳,间隔设置于所述电芯;
第一控制电路,被配置为:第一端连接所述电池正极极耳,第二端连接所述电池负极极耳,第三端连接所述电芯正极极耳,第四端连接所述电芯负极极耳,控制端连接所述控制装置;
所述控制装置用于在所述智能电池处于第一健康状态时控制所述第一控制电路动作,使得所述电池正极极耳和所述电芯正极极耳断开,所述电池负极极耳和所述电芯负极极耳断开;以及所述控制装置还用于在所述智能电池处于正常健康状态时控制所述第一控制电路动作,使得所述电池正极极耳和所述电芯正极极耳连接,所述电池负极极耳和所述电芯负极极耳连接;
所述第一健康状态包括当电池的可用容量低于正常工作允许容量时。
2.如权利要求1所述的智能电池,其特征在于,所述第一控制电路还包括:
第一开关,所述第一开关的一端与所述电池正极极耳连接,所述第一开关的另一端与所述电芯正极极耳连接,所述第一开关的控制端与所述控制装置连接;
第二开关,所述第二开关的一端与所述电池负极极耳连接,所述第二开关的另一端与所述电芯负极极耳连接,所述第二开关的控制端与所述控制装置连接;
第三开关,所述第三开关的一端连接于所述第一开关的一端和所述电池正极极耳之间,所述第三开关的另一端连接于所述第二开关的一端和所述电池负极极耳之间,所述第三开关的控制端与所述控制装置连接;
所述控制装置用于在所述智能电池处于第一健康状态时控制所述第一开关断开、所述第二开关断开和所述第三开关闭合,所述控制装置用于在所述智能电池处于正常健康状态时控制所述第一开关闭合、所述第二开关闭合和所述第三开关断开。
3.如权利要求2所述的智能电池,其特征在于,所述检测装置包括第一参比电极,所述第一参比电极设置于所述电芯内,用于测量所述智能电池的负极电位和正极电位,所述智能电池还包括:
第四开关,所述第四开关的一端与所述第一参比电极连接,所述第四开关的另一端与所述电芯正极或负极极耳连接,所述第四开关的控制端与所述控制装置连接,所述控制装置还用于在所述智能电池处于第二健康状态时,控制所述第四开关闭合、所述第一开关闭合和所述第二开关闭合;
所述第二健康状态包括当锂离子电池的可用容量到达需要补锂容量时。
4.如权利要求3所述的智能电池,其特征在于,所述检测装置还包括:
温度传感器,所述温度传感器设置于所述电芯的表面,所述温度传感器与所述控制装置连接,所述温度传感器用于生成温度信号,所述控制装置用于接收所述温度信号;
第一压力传感器,所述第一压力传感器设置于所述第一空间,所述第一压力传感器与所述控制装置连接,所述第一压力传感器用于生成第一压力信号,以测量所述智能电池内部的压力数值,所述控制装置用于接收所述第一压力信号;
电压传感器,所述电压传感器的一端与所述电芯正极极耳连接,所述电压传感器的另一端与所述电芯负极极耳连接,所述电压传感器与所述控制装置连接,所述电压传感器用于生成电压信号,所述控制装置用于接收所述电压信号。
5.如权利要求4所述的智能电池,其特征在于,所述检测装置还包括:
第二压力传感器,所述第二压力传感器设置于所述电芯的表面,所述第二压力传感器与所述控制装置连接,所述第二压力传感器用于生成第二压力信号,所述控制装置用于根据所述第二压力信号监测所述电芯的变形程度,所述控制装置用于根据所述温度信号、所述第一压力信号、所述第二压力信号和所述电压信号得到所述电池健康状态值;
所述第一健康状态还包括第一及第二压力传感器测量的电压高于正常工作压力时或电压值超出正常范围时。
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