电池、用电装置和辅助设备的制作方法

本技术涉及电池，特别是涉及电池、用电装置和辅助设备。

背景技术：

1、随着电池技术的发展，电池单体应用于越来越多的领域，并在汽车动力领域逐渐替代传统的石化能源。电池单体可存储有化学能并将化学能可控地转化为电能。在可循环利用的电池单体中，在放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用。

2、在电池的生产、运输和使用过程中，电池有发生不良问题的风险，需要在电池内部设置传感组件对电池的不良问题进行检测。现有的电池中，设置传感组件对电池的不良问题进行检测的成本较高，有待于降低。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术提供电池、用电装置和辅助设备，能够对壳体内部的状态进行检测，有利于降低电池的制造成本。

2、第一方面，本技术提供了一种电池，电池包括壳体、电池单体和光纤传感组件。电池单体容纳于壳体内部。光纤传感组件包括接口端和与接口端耦接的光纤。接口端与壳体相对固定，且暴露于外界，用于接收外界光源发出的入射光信号并将入射光信号传入光纤。光纤设置于壳体内部且位于电池单体外，用于对壳体内部的压力、温度和气体以及电池单体的应变中的至少一者进行检测，以得到检测光信号。接口端还用于耦接外界解调设备，以将光纤反馈的检测光信号发送给外界解调设备，使得外界解调设备用于对检测光信号进行解调，以获取光纤的检测信息。光纤包括光纤本体和设置于光纤本体上的光栅，光栅用于对输入到光纤本体的入射光信号进行调制，使得光纤本体产生检测光信号。光栅为反射光栅。接口端具有一个接口，接口耦接光纤本体的一端。光纤本体用于通过接口接收入射光信号，还用于通过接口将检测光信号发送给外界解调设备。或，光栅为透射光栅。接口端具有两个接口，两个接口分别耦接光纤本体的两端。光纤本体通过两个接口中的一者接收入射光信号，还用于通过两个接口中的另一者将检测光信号发送给外界解调设备。

3、通过上述方式，便于对壳体内部的状态进行检测，从而监控电池单体对壳体内部状态的影响，在电池单体对壳体内部状态产生不良影响时能够及时进行预警并采取应对措施，从而降低电池的不良问题所引发的风险。光纤传感组件可不具备对检测光信号的解调功能，有利于降低电池的制造成本，减少光纤传感组件在电池内的占用空间，提高电池的能量密度。

4、光栅在光纤本体上具有良好的稳定性，通过设置光栅的方式对输入到光纤本体的入射光信号进行调制，有利于光纤传感组件的小型化，便于光纤传感组件的安装。

5、光栅为反射光栅，入射光信号和检测光信号在光纤内的传播可形成由接口出发又返回到接口的回路，如此设置，有利于节省光纤用量。

6、光栅为透射光栅，入射光信号和检测光信号在光纤内的传播可形成由一个接口出发又返回到另一个接口的通路。如此设置，有利于增加光纤与外界部件连接结构的灵活性，便于进行结构排布。

7、在一些实施例中，光纤具有沿光纤的延伸方向间隔设置的第一检测光纤段和第二检测光纤段。第一检测光纤段用于检测壳体内部的温度。第二检测光纤段用于检测电池单体的应变。

8、通过上述方式，便于在壳体内部进行多点检测，有利于以较少数量的光纤获取到壳体内部较为全面的状态信息，有利于减少光纤在壳体内的排布数量与占用空间，便于进行光纤的装配。

9、在一些实施例中，第一检测光纤段在入射光信号的传输方向上位于第二检测光纤段的上游。第二检测光纤段紧贴且固定于电池单体的表面，第一检测光纤段与电池单体的表面间隔设置。

10、通过上述方式，可使得第二检测光纤段对电池单体产生的应变更加敏感，有利于及时检测到电池单体的应变的变化，并提高第二检测光纤段检测电池单体的应变的准确度，同时可减少电池单体的应变对第一检测光纤段检测壳体内温度的干扰，有利于提高第一检测光纤段检测壳体内温度的准确度。

11、在一些实施例中，光纤具有沿光纤的延伸方向间隔设置的第一检测光纤段和第二检测光纤段。其中，第一检测光纤段设置于电池单体的外侧。和/或，第二检测光纤段设置于电池单体的内部。

12、通过上述方式，有利于及时检测到电池单体的内部的变化，在电池单体的内部发生不良变化时能够及时发现并采取应对措施。

13、在一些实施例中，光纤包括光纤本体和谐振腔体，光纤本体的一端耦接接口端，谐振腔体设置于光纤本体的另一端。谐振腔体具有连通壳体内部的谐振腔以及设置于谐振腔内的反射膜，反射膜上设置有敏感材料涂层。反射膜用于反射入射光信号。敏感材料涂层用于响应于预设气体或压力而使得反射膜发生变化，以对入射光信号进行调制。

14、通过上述方式，可使得光纤对壳体内气体或压力的变化更加敏感，能够及时检测到壳体内气体或压力的变化，并提高光纤检测壳体内气体或压力的变化的准确度。

15、在一些实施例中，敏感材料涂层包括钯，敏感材料涂层用于响应于氢气的浓度而使得反射膜发生变化，以对入射光信号进行调制。

16、通过上述方式，可使得光纤对壳体内氢气变化更加敏感，能够及时检测到壳体内氢气浓度的变化，从而提高光纤检测壳体内氢气浓度变化的准确度。

17、在一些实施例中，光纤包括光纤本体和至少一个敏感材料涂层，至少一个敏感材料涂层分别包覆于光纤本体的外周，用于响应于预设气体而使得入射光信号发生变化，以对入射光信号进行调制。

18、通过上述方式，对入射光信号进行调制得到携带有反映气体类型和浓度的检测信息的检测光信号，提高检测方式的多样化，从而提高检测可靠性。

19、在一些实施例中，光纤的数量为至少两根，至少两根光纤并排设置，其中一根光纤用于检测壳体内部的温度，另一根光纤用于检测电池单体的应变。

20、通过上述方式，有利于获取到壳体内部较为全面的状态信息，并减少应变检测结果和温度检测结果的互相干扰。

21、在一些实施例中，用于检测电池单体的应变的光纤紧贴且固定于电池单体的表面，用于检测壳体内部的温度的光纤与电池单体的表面间隔设置。

22、通过上述方式，可使得用于检测电池单体的应变的光纤对电池单体产生的应变更加敏感，有利于及时检测到电池单体的应变的变化，同时可减少电池单体的应变对用于检测壳体内部的温度的光纤检测壳体内温度的干扰，有利于提高用于检测壳体内部的温度的光纤检测壳体内温度的准确度。

23、在一些实施例中，光纤包括分别沿光纤的延伸方向延伸设置的两根纤芯，光纤用于基于两根纤芯中的一者检测壳体内部的温度和电池单体的应变中的至少一者，基于两根纤芯中的另一者检测壳体内部的温度和电池单体的应变中的至少另一者。

24、通过上述方式，通过设置两根纤芯分别检测壳体内部的温度和电池单体的应变，有利于获取到壳体内部较为全面的状态信息。

25、在一些实施例中，光纤包括前后熔接的至少两根子光纤，每根子光纤用于检测壳体内部的压力、温度和气体以及电池单体的应变中的至少一者。

26、通过上述方式，有利于以较少数量的光纤获取到壳体内部较为全面的状态信息，有利于减少光纤在壳体内的排布数量与占用空间，便于进行光纤在壳体内的装配。

27、在一些实施例中，至少其中两根子光纤的直径不同。

28、通过上述方式，有利于将光纤对壳体内部的压力、温度和气体或电池单体的应变的响应进行区分，减少光纤对壳体内部的压力、温度和气体或电池单体的应变的响应之间的干扰。

29、第二方面，本技术提供了一种用电装置，包括上述电池。

30、在一些实施例中，用电装置包括充电接口部，充电接口部设置有充电接口，充电接口耦接电池单体。充电接口部包括对接端，对接端和接口端耦接，充电接口部用于与外界设备的供电接口部对接，使得外界设备用于通过对接端向接口端输入入射光信号，以及通过对接端接收经接口端输出的检测光信号。

31、通过上述方式，可实现外界设备为电池单体充电的同时通过光纤传感组件获取到反映壳体内部的状态的检测信息，有利于在壳体内部的状态不良时及时采取应对措施，提高电池的工作稳定性。

32、在一些实施例中，用电装置还包括处理器，处理器耦接解调设备，处理器用于获取光纤的检测信息，并基于光纤的检测信息相应地得出壳体内部的压力值、温度值和气体浓度以及电池单体的应变值中的至少一者。

33、通过上述方式，处理器能够对反映壳体内部的压力、温度和气体以及电池单体的应变中的至少一者的检测信息进行处理，计算出壳体内部的压力值、温度值和气体浓度以及电池单体的应变值中的至少一者，从而提高检测结果的准确度。

34、第三方面，本技术提供了一种辅助设备，辅助设备用于与上述电池耦接。辅助设备包括光源和解调设备。光源用于向接口端输入入射光信号。解调设备用于接收接口端发送的检测光信号，并用于对检测光信号进行解调，以获取光纤的检测信息。

35、通过上述方式，辅助设备可以对多个电池进行检测，从而允许电池不具备对检测光信号的解调功能，有利于降低电池的制造成本，提高电池的能量密度。

36、在一些实施例中，辅助设备为充电设备，充电设备用于为电池充电。通过上述方式，可实现充电设备为电池单体充电的同时能够通过光纤传感组件获取到反映壳体内部的状态的检测信息，有利于在壳体内部的状态不良时及时采取应对措施，降低充电过程的风险。

37、或者，辅助设备为检修设备，检修设备用于对电池进行检查。

38、通过上述方式，检修设备能够通过光纤传感组件获取到反映壳体内部的状态的检测信息，便于检修设备用于对电池进行检查，有利于在壳体内部的状态不良时及时采取应对措施，降低充电过程的风险。

39、在一些实施例中，辅助设备还包括处理器，处理器耦接解调设备，处理器用于获取光纤的检测信息，并基于光纤的检测信息相应地得出壳体内部的压力值、温度值和气体浓度以及电池单体的应变值中的至少一者。