一种电池装置及其被设置于设备的方法与流程

本技术涉及一种电能装置，具体而言，涉及一种电池装置。

背景技术：

1、近年来，随着科学技术的发展进步，用电设备摆脱供电线束缚的需求与日俱增，电池的应用越来越广泛。随之，为了减少非可充电池的更换次数，或是为了减少可充电池的充电次数，增加电池的单次服务时长，大容量电池的应用越来越多；在一些大功率的应用场景中，高功率电池的应用越来越多。然而因电池燃烧的危险造成设备损坏和人身危害的问题，随着电池的广泛使用，却越来越突出，特别是大容量、高功率电池尤为严重。

2、电池燃烧，可能是自燃导致，也可能是被其他燃烧物引燃导致，其他燃烧物也包括其他燃烧的电池等；电池燃烧的危险，不仅会造成设备损坏，而且引发人身危害。

3、电池燃烧的危险，可能发生于电池短路、破损、高温、变形、遇火等场景。比如： 电池短路时，电流作用在内阻上，内部瞬时产生高温，内压增大电池膨胀，电池内部本来隔 离的氧化剂与还原剂受到挤压接触，发生燃烧；或者内压增大电池膨胀，电池包装破损，内 部可燃物接触空气燃烧；或者电池遇火，高温破坏包装，内部可燃物泄露，遇空气燃烧；或 者电池包装被外力损坏，内部可燃物泄露，遇空气燃烧。

4、导致电池燃烧的危险，有内在原因，也有外在原因。

5、导致电池燃烧的危险的内在原因，有电池自身缺陷因素，也有电池自身老化因素。电池自身缺陷因素：设计缺陷和生产缺陷都比较常见，如生产缺陷造成的内部偶发型短路等。电池自身老化因素：有的因为使用或放置时间老化，有的因为环境高温，造成内部析晶现象偶发型短路等。

6、导致电池燃烧的危险的外在原因，有电池不当使用因素，也有电池意外事故因素。电池不当使用因素：有的因为使用过程中外部短路；也有可充电池，使用过程中过充等。电池意外事故因素：比如使用中发生电池碰撞事故、电池穿刺事故、电池受到挤压、或者事故造成的电池高温、电池破损等。

7、电池燃烧前，会有一个持续蓄热升温的过程，该升温可持续至电池燃烧熄灭；电池正常使用过程中，虽然温度也会升高，但是被动散热量会随温度升高、温差增大而增大，或者主动散热的介入，总会被限制在一个合理的温度范围；上述合理的温度范围的具体参数一 般由电池供应商提供，用户应该在上述合理的温度范围最高温度以下使用电池；上述合理的 温度范围的最高温度被称之为正常工作最高温度；当持电池续蓄热升温，超过上述合理的温 度范围，被称之为电池异常高温，或被称之为电池过热。

8、电池异常高温，直至超过燃点，电池会发生一般的燃烧、爆炸、爆燃。区别于一般的燃烧，所谓爆炸就是电池极其剧烈的燃烧，期间电池体积瞬间增大而破裂。区别于一般的燃烧、爆炸，爆燃就是电池一般的燃烧、爆炸交替的发生。电池一般的燃烧、爆炸、爆燃， 都属于广义的燃烧。本技术所述燃烧指广义的燃烧。

9、电池燃烧，过程可能是：一般的燃烧、爆炸、先一般的燃烧再爆炸、先爆炸再一般的燃烧、先一般的燃烧再爆炸后继续一般的燃烧等。

10、电池燃烧，可能造成设备的损坏，甚至人身危害。尤其是，当使用多个电池时，由于一个电池的燃烧，蔓延至其他电池燃烧，会造成更严重的设备损坏、人身危害。

11、现有的电池装置中，为了减少电池燃烧的危险造成的设备损坏、人身危害，采用：将电池原材料全部替换为新型难燃、阻燃材料，此方法尚存在诸如电池能量密度、电池材料成本等研发推广困难，且目前上述难燃、阻燃材料的性能尚不能全部达到不可燃的程度。

12、或采用：为电池设置灭火装置，考虑到灭火装置的体积、重量、成本等因素，都对灭火装置和其容纳的灭火剂的容量有限制，此方法很难将火彻底熄灭，并且灭火剂释放后电 池留在原位，灭火后仍有复燃的危险，进而造成设备损坏和人身危害。

13、或采用：为电池设置包覆阻燃材料装置，考虑到材料的厚度、重量、成本等因素，都对阻燃效果有限制，此方法电池留在原位燃烧，有可能期间发生爆炸破坏阻燃材料，或者有可能烧透阻燃材料，进而造成设备损坏和人身危害。

技术实现思路

1、本技术的目的包括：提供一种电池装置，其能够减少电池燃烧的危险导致的设备损 坏和人身危害。

2、本技术的目的还包括：提供一种设备设置所述电池装置的方法，其能够减少电池燃 烧的危险导致的设备损坏和人身危害。

3、本技术的实施例提供了一种电池装置，包括：装置主体，所述装置主体包括第一电池安装位，所述第一电池安装位用于安装至少一个电池；所述电池；所述第一电池安装位包括安装位主体、爆炸装置；所述爆炸装置设置于所述安装位主体与所述电池之间，并与所述电池接触或接近，用于将所述电池从所述第一电池安装位炸离；所述爆炸装置包括炸药和/或引爆装置；所述炸药可被以下其中至少一个引爆，使所述爆炸装置爆炸：所述电池燃烧、所述电池变形导致的挤压、所述电池异常高温、所述电池破损导致的泄漏物；所述引爆装置用于在以下其中一个单独发生和/或以下其中多个共同发生于所述第一电池安装位时引爆所 述爆炸装置：火花、温度变化超过预设值、气压改变超出预设范围、亮度变化超过预设值、 安装的所述电池变形、安装的所述电池泄露、安装的所述电池燃烧、安装的所述电池爆炸、 安装的所述电池电压改变超出预设范围、安装的所述电池电流改变超出预设范围、设置的所 述引爆装置收到电子引爆信号。

4、在本技术的实施例所述爆炸装置设置所述炸药被所述电池燃烧引爆，所述爆炸装置 爆炸技术方案中，一旦所述电池发生燃烧，所述爆炸装置设置所述炸药将被所述电池燃烧直 接引爆；所述爆炸装置爆炸，将燃烧的所述电池炸离；可实现燃烧的所述电池被炸离所述第 一电池安装位，避免对所述电池装置的继续破坏，减少设备损坏和人身危害。

5、在本技术的实施例所述爆炸装置设置所述炸药被所述电池变形导致的挤压引爆，所 述爆炸装置爆炸的技术方案中，一旦所述电池发生变形导致所述炸药挤压，所述爆炸装置因 设置所述炸药被所述电池变形导致的挤压引爆；所述爆炸装置爆炸，将变形的所述电池炸 离；可实现变形的所述电池被炸离所述第一电池安装位，避免所述电池变形后发生燃烧对所 述电池装置的破坏，减少设备损坏和人身危害。

6、在本技术的实施例所述爆炸装置设置所述炸药被所述电池异常高温引爆，所述爆炸 装置爆炸的技术方案中，一旦发生所述电池异常高温，所述爆炸装置因设置所述炸药被所述 电池异常高温引爆；所述爆炸装置爆炸，将异常高温的所述电池炸离；可实现异常高温的所 述电池被炸离所述第一电池安装位，避免所述电池异常高温后发生燃烧对所述电池装置的破 坏，减少设备损坏和人身危害。

7、在本技术的实施例所述爆炸装置设置所述炸药被所述电池破损导致的泄漏物引爆， 所述爆炸装置爆炸的技术方案中，一旦所述电池发生破损导致的泄漏，所述爆炸装置因设置 所述炸药被所述电池破损导致的泄漏物引爆；所述爆炸装置爆炸，将破损导致的泄漏的所述 电池炸离；可实现破损导致的泄漏的所述电池被炸离所述第一电池安装位，避免所述电池破 损导致的泄漏后发生燃烧对所述电池装置的破坏，减少设备损坏和人身危害。

8、在本技术的实施例所述爆炸装置设置所述炸药可被设置为只被所述电池燃烧、所述 电池变形导致的挤压、所述电池异常高温、所述电池破损导致的泄漏物其一引爆所述炸药， 使爆炸装置爆炸，或可被设置为被所述电池燃烧、所述电池变形导致的挤压、所述电池异常 高温、所述电池破损导致的泄漏物其中多个都能引爆所述炸药，使所述爆炸装置爆炸。

9、本技术的实施例所述炸药调整感度的方式，不限于：更换感度更低或更高的成分、使用混合成分、调整密度、增加或减少内部空穴等达到目标感度；设置所述炸药被所述电池变形导致的挤压引爆，则调整所述炸药机械感度满足所述挤压引爆即可；设置所述炸药被所 述电池异常高温引爆，则调整所述炸药热感度满足所述高温引爆即可；设置所述炸药被所述 电池破损导致的泄漏物引爆，则调整所述炸药对泄漏物中其一的化学感度满足所述泄漏物引 爆即可。

10、本技术的实施例设置所述炸药被所述电池异常高温引爆的方案中：所述电池异常高 温，又称为电池过热，指超过所述电池正常工作最高温度；所述电池正常工作最高温度，即 电池正常的使用温度范围的最大值，该范围的具体参数一般由电池供应商按照电池型号及其 应用场景等提供，用户应该在上述合理的温度范围的最高温度以下使用电池，以防电池发生 燃烧危险。

11、本技术的实施例设置所述炸药被所述电池破损导致的泄漏物引爆的方案中：通常电 池泄漏物包含铝、铅或者碱金属等易于实现化学引爆的物质；但如果电池自身泄漏物不包含 常见的触发所述炸药化学感度爆炸的物质，则可以在电池包装内置常见的触发所述炸药化学 感度爆炸的物质，使其随所述电池破损泄露后引爆所述炸药，例如：所述炸药使用雷酸汞， 将电池包装内预置少许锌铝镁粉，包装破损后雷酸汞遇到泄露的锌铝镁粉会爆炸等。

12、发明人研究发现，所述电池燃烧前后常伴随有火花、温度异常升高、气压异常改变、亮度异常变亮、安装的所述电池变形、安装的所述电池泄露、安装的所述电池燃烧、安装的所述电池爆炸、安装的所述电池电压异常改变、安装的所述电池电流异常改变等发生于 所述第一电池安装位等征兆或现象，可将这些征兆或现象用来触发所述爆炸装置，实现提前 或更精准的引爆所述爆炸装置，达到进一步减少设备损坏和人身危害的目的。

13、在本技术的实施例所述爆炸装置设置引爆装置的技术方案中：

14、所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生火花时引爆所述爆炸装置；

15、或者所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生温度变化超过预设值时引爆所述爆炸 装置，预设值可以是所述引爆装置在包括：机械或机构层面的、物理或化学层面的、硬件或 软件层面的、模拟或数字电路层面的、软件配置或程序层面的等预设对应的触发引爆的温度 值，预设值根据实际情况和具体需求设定，也就是说，设定方式有很多种：预设值可以在所 述电池燃烧发生时的温度范围，也可以在所述电池燃烧即将发生时的温度范围，预设值可以 针对温度变化中的温度瞬时值，也可以针对温度值在时间维度上的变化，如温度变化速度、 加速度等的值，预设值可以针对未经处理的原始值，也可以针对经过处理的处理值，如平均 值、移动滑差值、滤波值、修正值、降噪值等，预设值可以针对具体的所述电池燃烧情况减 少设备损坏和人身危害，也可以针对统计的所述电池燃烧大量样本减少发生的设备损坏和人 身危害的概率；

16、或者所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生气压改变超出预设范围时引爆所述爆 炸装置，预设范围可以是所述引爆装置在包括：机械或机构层面的、物理或化学层面的、硬 件或软件层面的、模拟或数字电路层面的、软件配置或程序层面的等预设对应的触发引爆的 气压范围，预设范围根据实际情况和具体需求设定，也就是说，设定方式有很多种：预设范 围可以针对相对封闭环境所述电池燃烧发生时的气压的改变，也可以针对相对开放环境所述 电池燃烧发生时的气压的改变，预设范围可以针对气压变化中的气压瞬时值，也可以针对气 压值在时间维度上的变化，如气压变化速度、加速度等的值，预设范围可以针对未经处理的 原始值，也可以针对经过处理的处理值，如平均值、移动滑差值、滤波值、修正值、降噪值 等，预设范围可以针对具体的所述电池燃烧情况减少设备损坏和人身危害，也可以针对统计 的所述电池燃烧大量样本减少发生的设备损坏和人身危害的概率；

17、或者所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生亮度变化超过预设值时引爆所述爆炸 装置，预设值可以是所述引爆装置在包括：机械或机构层面的、物理或化学层面的、硬件或 软件层面的、模拟或数字电路层面的、软件配置或程序层面的等预设对应的触发引爆的亮度 值，预设值根据实际情况和具体需求设定，也就是说，设定方式有很多种：预设值一般在所 述电池燃烧发生时的亮度范围，预设值可以针对亮度变化中的亮度瞬时值，也可以针对亮度 值在时间维度上的变化，如亮度变化速度、加速度等的值，预设值可以针对未经处理的原始 值，也可以针对经过处理的处理值，如平均值、移动滑差值、滤波值、修正值、降噪值等， 预设值可以针对具体的所述电池燃烧情况减少设备损坏和人身危害，也可以针对统计的所述 电池燃烧大量样本减少发生的设备损坏和人身危害的概率；

18、或者所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生安装的所述电池变形时引爆所述爆炸 装置；

19、或者所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生安装的所述电池泄露时引爆所述爆炸 装置；

20、或者所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生安装的所述电池燃烧时引爆所述爆炸 装置；

21、或者所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生安装的所述电池爆炸时引爆所述爆炸 装置；

22、或者所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生安装的所述电池电压改变超出预设范 围时引爆所述爆炸装置，预设范围可以是所述引爆装置在包括：机械或机构层面的、物理或 化学层面的、硬件或软件层面的、模拟或数字电路层面的、软件配置或程序层面的等预设对 应的触发引爆的电压范围，预设范围根据实际情况和具体需求设定，也就是说，设定方式有 很多种：预设范围可以不包括所述电池燃烧发生时的电压范围，也可以不包括所述电池燃烧 即将发生时的电压范围，预设范围可以针对电压变化中电压瞬时值，也可以针对电压值在时 间维度上的变化，如电压变化速度、加速度等的值，预设范围可以针对未经处理的原始值， 也可以针对经过处理的处理值，如平均值、移动滑差值、滤波值、修正值、降噪值等，预设 范围可以针对具体的所述电池燃烧情况减少设备损坏和人身危害，也可以针对统计的所述电 池燃烧大量样本减少发生的设备损坏和人身危害的概率；

23、或者所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生安装的所述电池电流改变超出预设范 围时引爆所述爆炸装置，预设范围可以是所述引爆装置在包括：机械或机构层面的、物理或 化学层面的、硬件或软件层面的、模拟或数字电路层面的、软件配置或程序层面的等预设对 应的触发引爆的电流范围，预设范围根据实际情况和具体需求设定，也就是说，设定方式有 很多种：预设范围可以不包括所述电池燃烧发生时的电流范围，也可以不包括所述电池燃烧 即将发生时的电流范围，预设范围可以针对电流变化中电流瞬时值，也可以针对电流值在时 间维度上的变化，如电流变化速度、加速度等的值，预设范围可以针对未经处理的原始值， 也可以针对经过处理的处理值，如平均值、移动滑差值、滤波值、修正值、降噪值等，预设 范围可以针对具体的所述电池燃烧情况减少设备损坏和人身危害，也可以针对统计的所述电 池燃烧大量样本减少发生的设备损坏和人身危害的概率；

24、或者所述引爆装置可被设置为所述第一电池安装位发生所述引爆装置收到电子引爆信号时引 爆所述爆炸装置，所述电池燃烧发生或即将发生时，或者有可能导致所述电池燃烧时，还可 以通过向所述引爆装置发送电子引爆信号引爆所述爆炸装置；

25、或者火花、温度变化超过预设值、气压改变超出预设范围、亮度变化超过预设值、安装的所 述电池变形、安装的所述电池泄露、安装的所述电池燃烧、安装的所述电池爆炸、安装的所 述电池电压改变超出预设范围、安装的所述电池电流改变超出预设范围、所述引爆装置收到 电子引爆信号其中多个共同发生于所述第一电池安装位时引爆所述爆炸装置；此种情况下所 述的预设值、预设范围可能是独立设置，也可能是联动设置；所述联动设置，例如温度变化 与变形与否联动设置：安装的所述电池未变形且温度高于ta或安装的所述电池已变形且温 度高于tb或安装的所述电池已变形且温度升高速度每秒高于tc则引爆所述爆炸装置；所述 联动设置，又例如压强变化、温度变化与亮度变化联动设置：安装的所述电池压强高于pa 且亮度高于la且温度高于ta或安装的所述电池压强高于pb且亮度高于la且温度高于tb 或安装的所述电池压强高于pc且亮度高于lc且温度高于tc则引爆所述爆炸装置。

26、本技术的实施例所述爆炸装置设置引爆装置的技术方案，在所述电池燃烧发生或即 将发生时，或者有可能导致所述电池燃烧时，所述引爆装置引爆所述爆炸装置，将所述电池 炸离所述第一电池安装位，提前消除所述电池对所述电池装置的损害或避免所述电池继续对 所述电池装置的损害，减少设备损坏和人身危害。

27、本技术的实施例所述引爆装置引爆所述爆炸装置的方式，不限于：火花起爆、电力起爆、冲击波起爆、机械力起爆、爆轰波起爆、炸药起爆等。

28、具体应用时，针对上述本技术的实施例所述引爆装置引爆所述爆炸装置的炸药起爆 方式，如果设置所述引爆装置的所述爆炸装置包括的炸药如果仅有一种，且通过该炸药可将 所述电池炸离，虽然所述炸药爆炸时间非常短，但是应该仅将所述炸药最先爆炸的部分视为 属于所述引爆装置，该炸药其余部分被最先爆炸的部分引爆，即所述引爆装置引爆所述爆炸 装置；此种情况，不应视作超出要求保护的本技术的范围。

29、本技术的实施例所述电池装置设置所述爆炸装置，所述爆炸装置设置所述炸药被所 述电池燃烧直接引爆，较为电池设置灭火装置、设置包覆阻燃材料装置，可以将燃烧的所述 电池炸离，避免所述电池继续燃烧造成设备损坏和人身危害；所述爆炸装置设置被所述电池 变形导致的挤压引爆的所述炸药、被所述电池异常高温引爆的所述炸药、被所述电池破损导 致的泄漏物引爆的所述炸药，或者所述引爆装置，都可以提前将燃烧的所述电池炸离，提前 避免所述电池燃烧造成设备损坏和人身危害；所述爆炸装置炸离所述电池，较其他单纯使用 机械运动方式释放、推开燃烧的电池，结构简单可靠、快速高效、体积小重量轻成本低。

30、可选的，所述电池装置，还包括：控制器模块，与所述第一电池安装位的所述爆炸装置的所述引爆装置相连；所述装置主体包括至少一个第二电池安装位，所述第二电池安装 位用于安装至少一个电池；所述第二电池安装位包括传感器模块，所述传感器模块与所述控 制器模块相连，用于检测所述第二电池安装位和其安装的所述电池的状态参数，并将所述状 态参数传给所述控制器模块；所述控制器模块，用于接受所述状态参数，判断是否向所述第 一电池安装位的所述爆炸装置的所述引爆装置发送所述电子引爆信号，将其引爆，将所述第 一电池安装位安装的所述电池炸离所述装置主体。

31、可选的，所述传感器模块，包括以下至少一种传感器：爆炸检测传感器，用于检测所述电池是否爆炸的状态参数；冲击波传感器，用于检测所述电池爆炸冲击波的状态参数；温度传感器，用于检测温度的状态参数；压力传感器，用于检测压力的状态参数；气压传感器，用于检测气压的状态参数；亮光传感器，用于检测所述电池燃烧亮光的状态参数；电池泄露物质传感器，用于检测所述电池泄露物质的状态参数；电池燃烧产物传感器，用于检测所述电池燃烧产物的状态参数；电压传感器，用于检测所述电池电压的状态参数；电流传感器，用于检测所述电池电流的状态参数。

32、本技术的实施例还提供了一种设备设置所述电池装置的方法：步骤s10：判断所述电 池被所述爆炸装置从所述电池装置炸离后的运动路径；步骤s20：判断所述电池被所述爆炸 装置从所述电池装置炸离后的燃烧波及区域；步骤s30：设置所述电池装置时，所述设备避 开所述路径和所述区域。

33、本技术的实施例的有益效果，还包括：

34、通过所述爆炸装置将燃烧的，或可能燃烧的所述第一电池安装位安装的所述电池，从所述第 一电池安装位炸离。爆炸装置普遍爆炸能量密度高，方案的有助于实现装置体积小、成本低 的有益效果；爆炸装置普遍爆炸能量释放迅速，方案的有助于实现解除所述电池燃烧的危 险、速度快、损失小的有益效果。

35、在所述爆炸装置设置所述炸药的技术方案中，所述炸药可以被所述电池燃烧直接引 爆；一旦所述电池发生燃烧，引爆所述爆炸装置，将所述电池从所述第一电池安装位炸离， 避免了所述电池继续燃烧对所述电池装置的危害。同时，方案的有助于实现引爆机制快速、 简单且直接，可靠性高的有益效果。

36、在所述爆炸装置设置被所述电池变形导致的挤压引爆的所述炸药、被所述电池异常 高温引爆的所述炸药或被所述电池破损导致的泄漏物引爆的所述炸药的技术方案中，所述炸 药被与所述电池燃烧伴随的变形、高温或泄漏所引爆；所述电池即将发生燃烧，引爆所述爆 炸装置，将所述电池从所述第一电池安装位炸离，避免了所述电池燃烧对所述电池装置的危 害。同时，方案的有助于实现引爆机制快速、简单且直接，可靠性高的有益效果。

37、在所述爆炸装置设置所述引爆装置的技术方案中，所述引爆装置在所述第一电池安 装位出现：火花、温度变化超过预设值、气压变化超过预设值、亮度变化超过预设值、安装 的所述电池变形、安装的所述电池泄露、安装的所述电池燃烧、安装的所述电池爆炸、安装 的所述电池电压改变超出预设范围、安装的所述电池电流改变超出预设范围，上述一个条件 单独满足时或者多个条件共同满足时，引爆所述爆炸装置将所述电池从所述第一电池安装位 炸离，通过条件合理的组合和条件的具体预设值、预设范围合理的设定，方案既有助于实现 避免燃烧的电池继续对所述电池装置的危害的效果，方案也有助于实现对即将燃烧的电池对 所述电池装置潜在危险的解除的效果；所述引爆装置收到电子引爆信号时，引爆所述爆炸装 置，将所述电池从所述第一电池安装位炸离，方案有助于实现提高灵活度的有益效果。上述 可选条件的若多个组合设定，较单一条件设定，方案不仅有助于实现可以提高触发的可靠 度、降低失效率的有益效果，方案而且有助于实现可以提高触发的精准度、提高灵敏度降低 误触发率的有益效果；另外可以通过灵活的条件搭配，也有助于实现具体应用该技术方案 时，降低研发工作的难度和制造的物料成本的有益效果。

38、在所述电池装置设置所述控制器模块的可选方案中，通过所述传感器模块对所述第 二电池安装位和所述第二电池安装位安装的所述电池的状态参数的监控，判断所述第二电池 安装位安装的所述电池是否发生燃烧，进一步判断该燃烧是否会对所述第一电池安装位安装 的所述电池产生燃烧蔓延的威胁，预判是否需要将所述第一电池安装位安装的所述电池从所 述第一电池安装位炸离。方案的有助于实现更高安全性的有益效果。同时若电池安装位采用 第一电池安装位、第二电池安装位……的模块单元化设计，将电池分组安装，方案有助于提 高整体安全性、灵活性，并降低需要炸离的燃烧的或有燃烧隐患的所述电池数量，方案也有 助于实现降低具体应用该技术的复杂度的有益效果。