电池监测设备、电池监测方法、电池组和电动车辆与流程

本公开涉及监测电池是否损坏的技术。本申请要求于2020年9月14日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请no.10-2020-0117920的权益，其公开内容通过引用整体并入本文中。

背景技术：

1、近来，对于诸如膝上型计算机、摄像机和移动电话的便携式电子产品的需求已经快速增加，并且随着电动车辆、用于能量存储的蓄能器、机器人和卫星的广泛发展，正在对可以重复地再充电的高性能电池进行许多研究。

2、目前，商业上可获得的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等，并且在它们之中，锂电池几乎没有或没有记忆效应，并且因此它们比镍基电池获得更多的关注，因为锂电池的优点是，无论何时方便都可以进行再充电、自放电速率非常低并且能量密度高。

3、电池组包括壳体和位于壳体的内部空间中的至少一个电池电芯。通过在壳体中容纳电极堆叠件和电解液并且密封壳体来制造电池电芯。由于壳体将电极组件和电解液与外部环境隔离，所以可以保持电池电芯安全。

4、在电池电芯的壳体损坏的情况下，包含在壳体中的多种危险材料可能从壳体泄漏。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开被设计用于解决上述问题，并且因此本公开涉及提供一种基于来自定位在电池组中的不同类型的空气质量传感器的检测值而直接监测电池电芯的壳体是否损坏的设备和方法、包括该设备的电池组和包括该电池组的电动车辆。

3、本公开还涉及提供一种基于来自不同类型的空气质量传感器的检测值来识别电池电芯的壳体的损坏原因的设备和方法、包括该设备的电池组和包括该电池组的电动车辆。

4、本公开还涉及提供根据另一空气质量传感器的检测值选择性地操作不同类型的空气质量传感器中的任一者以与当不同类型的空气质量传感器总是运行时相比降低功耗的设备和方法、包括该设备的电池组和包括该电池组的电动车辆。

5、本公开的这些和其他目的和优点可以通过以下描述理解，并且将从本公开的实施方式显而易见。另外，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过在所附权利要求及其组合中阐述的手段来实现。

6、技术方案

7、根据本公开的一个方面的一种用于电池组件的电池监测设备，所述电池组件具有内部空间，至少一个电池电芯被定位在所述内部空间中。所述电池监测设备包括：第一空气质量传感器，所述第一空气质量传感器被配置为生成指示所述内部空间中的第一材料的浓度的第一检测信号；第二空气质量传感器，所述第二空气质量传感器被配置为生成指示所述内部空间中的第二材料的浓度的第二检测信号；以及控制单元，所述控制单元被配置为响应于操作开始命令执行第一监测模式，所述第一监测模式按时间序列收集所述第一检测信号。所述控制单元被配置为响应于在所述第一监测模式的执行期间由所述第一检测信号指示的所述第一材料的浓度超过第一阈值而执行第二监测模式，所述第二监测模式用于按所述时间序列收集所述第二检测信号。所述第一材料是通过蒸发所述电池电芯的充电反应/放电反应所需的反应物而产生的气体材料。所述第二材料是作为电池电芯的充电反应/放电反应的副产物而产生的气体材料。

8、控制单元可以被配置为响应于在所述第一监测模式的执行期间由所述第一检测信号指示的所述第一材料的浓度超过所述第一阈值而确定所述电池电芯的壳体损坏。

9、电池监测设备还可以包括电源电路，所述电源电路被配置为生成所述第一空气质量传感器和所述第二空气质量传感器的操作所需的电源电压。

10、控制单元可以被配置为响应于所述操作开始命令控制所述电源电路向所述第一空气质量传感器供应电源电压。

11、控制单元可以被配置为响应于由所述第一检测信号指示的所述第一材料的浓度超过所述第一阈值，而控制所述电源电路向所述第二空气质量传感器供应所述电源电压。

12、控制单元可以被配置为响应于在所述第二监测模式的执行期间由所述第二检测信号指示的所述第二材料的浓度等于或小于第二阈值，而确定所述电池电芯的壳体由于外部原因损坏。

13、控制单元可以被配置为响应于在所述第二监测模式的执行期间由所述第二检测信号指示的所述第二材料的浓度超过第二阈值，而确定所述电池电芯的壳体由于内部原因损坏。

14、根据本公开的另一方面的电池组包括电池监测设备。

15、根据本公开的又一方面的电动车辆包括电池组。

16、根据本公开的又一方面的一种电池监测方法，所述电池监测方法使用第一空气质量传感器和第二空气质量传感器，所述第一空气质量传感器被配置为生成指示电池组件的内部空间中的第一材料的浓度的第一检测信号，至少一个电池电芯被定位在所述电池组件的所述内部空间中，所述第二空气质量传感器被配置为生成指示所述内部空间中的第二材料的浓度的第二检测信号。所述电池监测方法包括以下步骤：响应于操作开始命令执行第一监测模式，所述第一监测模式用于按时间序列收集第一检测信号；以及响应于在所述第一监测模式的执行期间由所述第一检测信号指示的所述第一材料的浓度超过第一阈值而执行第二监测模式，所述第二监测模式用于按时间序列收集所述第二检测信号。所述第一材料是通过蒸发包括在所述电池组件中的所述电池电芯的充电反应/放电反应所需的反应物而产生的气体材料。所述第二材料是作为所述电池电芯的充电反应/放电反应的副产物而产生的气体材料。

17、电池监测方法还可以包括响应于在所述第二监测模式的执行期间由所述第二检测信号指示的第二材料的浓度等于或小于第二阈值，而确定所述电池电芯的壳体由于外部原因损坏。

18、电池监测方法还可以包括响应于在所述第二监测模式的执行期间由所述第二检测信号指示的第二材料的浓度超过第二阈值，而确定所述电池电芯的壳体由于内部原因损坏。

19、有益效果

20、根据本公开的至少一个实施方式，可以基于来自定位在电池组中的不同类型的空气质量传感器的检测值来直接监测电池电芯的壳体是否损坏。

21、另外，根据本公开的至少一个实施方式，可以基于来自不同类型的空气质量传感器的检测值来识别电池电芯的壳体的损坏原因。

22、此外，根据本公开的至少一个实施方式，与当不同类型的空气质量传感器总是运行时相比，可以通过根据另一空气质量传感器的检测值选择性地操作不同类型的空气质量传感器中的任一者来降低功耗。

23、本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员根据所附权利要求将清楚地理解这些和其他效果。

技术特征：

1.一种用于电池组件的电池监测设备，所述电池组件具有内部空间，至少一个电池电芯位于所述内部空间中，所述电池监测设备包括：

2.根据权利要求1所述的电池监测设备，其中，所述控制单元被配置为响应于在所述第一监测模式的执行期间由所述第一检测信号指示的所述第一材料的浓度超过所述第一阈值而确定所述电池电芯的壳体损坏。

3.根据权利要求1所述的电池监测设备，所述电池监测设备还包括：

4.根据权利要求3所述的电池监测设备，其中，所述控制单元被配置为响应于由所述第一检测信号指示的所述第一材料的浓度超过所述第一阈值，而控制所述电源电路向所述第二空气质量传感器供应所述电源电压。

5.根据权利要求1所述的电池监测设备，其中，所述控制单元被配置为响应于在所述第二监测模式的执行期间由所述第二检测信号指示的所述第二材料的浓度等于或小于第二阈值，而确定所述电池电芯的壳体由于外部原因损坏。

6.根据权利要求1所述的电池监测设备，其中，所述控制单元被配置为响应于在所述第二监测模式的执行期间由所述第二检测信号指示的所述第二材料的浓度超过第二阈值，而确定所述电池电芯的壳体由于内部原因损坏。

7.一种电池组，所述电池组包括根据权利要求1至6中任一项所述的电池监测设备。

8.一种电动车辆，所述电动车辆包括根据权利要求7所述的电池组。

9.一种电池监测方法，所述电池监测方法使用第一空气质量传感器和第二空气质量传感器，所述第一空气质量传感器被配置为生成指示电池组件的内部空间中的第一材料的浓度的第一检测信号，至少一个电池电芯位于所述电池组件的所述内部空间中，所述第二空气质量传感器被配置为生成指示所述内部空间中的第二材料的浓度的第二检测信号，所述电池监测方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的电池监测方法，所述电池监测方法还包括以下步骤：

11.根据权利要求9所述的电池监测方法，所述电池监测方法还包括以下步骤：

技术总结
根据本发明的电池监测设备包括：第一空气质量传感器，其用于生成指示电池组件的内部空间中存在的第一物质的浓度的第一检测信号，至少一个电池电芯布置在所述电池组件的内部空间中；第二空气质量传感器，其用于生成指示所述内部空间中存在的第二物质的浓度的第二检测信号；以及控制单元，其响应于操作开始命令来执行用于按时间序列方式收集所述第一检测信号的第一监测模式。控制单元响应于在第一监测模式的执行期间由第一检测信号指示的第一物质的浓度超过第一阈值而执行用于按时间序列方式收集第二检测信号的第二监测模式。第一物质是蒸发电池电芯的充电/放电反应所需的反应物而产生的气体物质。第二物质是作为电池电芯的充电/放电反应的副产物而产生的气体物质。

技术研发人员：金源坤
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15