电池监控系统与其方法技术方案

一种电池监控系统与其方法在此揭露，其中电池监控系统包括电池模块与电池管理系统，其中电池模块包含一或多个电芯单元，独立运作或彼此电性连接。每一电芯单元均具有第一电极、第二电极与壳体。电池管理系统电性耦接至电池模块。电池管理系统用以判断每一电芯单元的第一电极与壳体之间，或第二电极与壳体之间的电位差是否均落于预设电压范围。当一或多个电芯单元中有至少一者的第一电极与壳体之间，或第二电极与壳体之间的电位差未落于预设电压范围时，电池管理系统对电池模块启动保护机制。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
本专利技术是一种监控技术，且特别是有关于一种。 【
技术介绍
】 应用于储能系统的电池模块（Battery module)内，常见的设计为通过多个电池 芯（Battery cell)组装而成，并且电池模块与电池芯之间以及电池芯彼此之间必须绝缘隔 离，以维持电池模块的正常运作。然而，若绝缘功能的结构因老化、膨胀、受到碰撞而损坏， 使得电池模块与电池芯、电池芯彼此之间、电池芯本身电极与壳体的电性接触短路时，可能 造成电池模块漏电、热失控或电位差腐蚀（Galvanic correction)的危险。 近年来对于电池模块的监控技术大致上可分成下列三种：（1)对串联的电池芯进 行电压监控，当电池模块当中的其中一串电池芯发生大幅电压降时，再进行保护及警示。 (2)利用温度传感器（Thermal sensor)对电池芯或电池模块进行温度监控，当上述短路状 况发生，造成电池芯温度上升时，温度传感器检测到温度异常，再进行保护及警示。（3)利用 压力传感器对电池芯膨胀进行监控，当电池芯短路膨胀时，传感器检测到膨胀，再进行保护 及警示。然而，以上三种监控方式都不是在检测到异常的当下立即进行保护及警示，而是通 过短路状况发生后所造成的现象（例如电压、温度、压力）来判断短路状况是否发生，因此 无法在电池模块发生短路异常的第一时间直接进行保护。 【
技术实现思路
】 为了即时检测电池模块内部是否发生短路状况，本揭示内容的一态样是提供一种 电池监控系统，包含电池模块与电池管理系统（Battery Management System，BMS)，其中电 池模块包含一或多个电芯单元，独立运作或彼此电性连接，每一电芯单元均具有第一电极、 第二电极与壳体，电池管理系统电性耦接至电池模块。电池管理系统用以判断每一电芯单 元的任一电极与壳体之间的电位差是否均落于预设电压范围，或第二电极与壳体之间的电 位差是否均落于预设电压范围，当一或多个电芯单元中有至少一者的第一电极与壳体之间 或第二电极与壳体之间的电位差未落于预设电压范围时，对电池模块启动保护机制。 本揭示内容的又一态样为一种电池监控方法，包含：监测电池模块中独立运作或 电性连接的一或多个电芯单元，其中每一电芯单元均具有第一电极、第二电极与壳体，进而 判断每一电芯单元的第一电极与壳体之间或第二电极与壳体之间的电位差是否均落于预 设电压范围；当一或多个电芯单元中有至少一者的第一电极与壳体之间或第二电极与壳体 之间的电位差未落于预设电压范围时，对电池模块启动保护机制。 综上所述，本揭示内容是以通过监测电池模块内部每一个电芯单元的正电极与壳 体之间的电位差或者负电极与壳体之间的电位差，若电芯单元发生短路异常时受监测的电 位差超出预设范围之外，则立即对电池模块启动保护机制，例如停止电力输出。因此，本发 明可即时检测短路情形，以减少因短路情形造成的损害，并且得知发生短路异常的电芯单 元位置，进一步改善后续短路异常情形的排除流程。 以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本揭示内容的技术方案提供 更进一步的解释。 【【附图说明】】 为让本揭示内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图示 的说明如下： 图1是说明本揭示内容一实施例的电池监控系统示意图； 图2是说明本揭示内容一实施例的电池监控系统示意图； 图3是说明本揭示内容一实施例的电池监控系统的电芯单元示意图； 图4是说明电芯单元的正电极与负电极电位差与金属壳体电位差的示意图； 图5是说明电芯单元的正电极电位、负电极电位与金属壳体电位与预设电压范围示意 图； 图6是说明电芯单元的电位检测位置示意图；以及 图7是说明本揭示内容另一实施例的电池监控方法流程图。 【符号说明】 为让本揭示内容的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附符号 的说明如下： 100 :电池监控系统 110 :电池模块 112 :电芯单元 120 :电池管理系统 200 :电池监控系统 222 :检测装置 224 :处理装置 310 :正电极 320 :负电极 330 :金属壳体 410、420、430 :电芯单元 Va :正电极与金属壳体之间的电位差 Vb :负电极与金属壳体之间的电位差 610、620、630、640、650、660 :电芯单元 670 :导线 Vpcisltlre :正电极电位 Vnegative· 负电极电位 Vshell. 金属壳体电位 700 :电池监控方法 S702~S706 :步骤 【【具体实施方式】】 为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，可参照附图及以下所述的各种实施 例。但所提供的实施例并非用以限制本专利技术所涵盖的范围；步骤的描述亦非用以限制其执 行的顺序，任何由重新组合，所产生具有均等功效的装置，皆为本专利技术所涵盖的范围。 于实施方式与申请专利范围中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则「一」与 「该」可泛指单一个或多个。 另外，关于本文中所使用的「耦接」及「连接」，均可指二或多个元件相互直接作实 体接触或电性接触，或是相互间接作实体接触或电性接触，而「耦接」还可指二或多个元件 相互操作或动作。 如图1所绘示，其为本揭示内容一实施例的电池监控系统100示意图。电池监控系 统100包含电池模块110与电池管理系统120 (Battery Management System，BMS)，其中电 池模块110包含一或多个电芯单元112,独立运作或彼此电性连接，每一电芯单元112均具 有第一电极、第二电极与壳体，电池管理系统120电性耦接至该电池模块110。实作上，电芯 单元112经串联（Series connection)、并联（Parallel connection)或串联并联组合连接 以达到系统规格需求。电芯单元112可以是圆柱型（Cylinder type)、方罐型（Prismatic type)、软包型（Pouch type)或其他合适型态的二次电池，上述二次电池可以是锂猛电池、 锂钴电池、锂三元电池、镍铬电池、高分子聚合物电池或其他可进行重复充放电的电池。 电池管理系统120用以判断每一电芯单元112的任一电极与壳体之间的电位差是 否均落于预设电压范围，当一或多个电芯单元112中有至少一者的第一电极与壳体之间或 第二电极与壳体之间的电位差落于预设电压范围时，表示电池模块110中的电芯单元112 均正常运作，电池管理系统120持续监控电芯单元以即时掌握电芯单元112是否维持正常 运作。反之，当一或多个电芯单元112中有至少一者的第一电极与壳体之间或第二电极与 壳体之间的电位差未落于预设电压范围时，电池管理系统120对电池模块110启动保护机 制。举例而言，保护机制为电池管理系统120停止电池模块110输出电力，因此可以在当电 芯单元112发生短路的时候停止损坏范围扩大，减少因短路情形进一步造成电池模块110 其他元件或是电池模块110连接的系统（未绘示）发生损坏。 为了进一步描述电池管理系统120内部组成，请参考图2,图2是说明本揭示内容 一实施例的电池监控系统200示意图。电池监控系统200硬件架构与电池监控系统100大 致上相同，除了电池管理系统120包含检测装置222与处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池监控系统，其特征在于，包含：一电池模块，包含：一或多个电芯单元，独立运作或彼此电性连接，其中每一该电芯单元均具有一第一电极、一第二电极与一壳体；以及一电池管理系统，电性耦接至该电池模块，用以判断每一该电芯单元的该第一电极与该壳体之间或该第二电极与该壳体之间的一电位差是否均落于一预设电压范围，当该一或多个电芯单元中有至少一者的该第一电极与该壳体之间或该第二电极与该壳体之间的该电位差未落于该预设电压范围时，对该电池模块启动一保护机制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吕学宪，陈建铭，陈煜儒，欧懿夫，
申请(专利权)人：友达光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71