具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

本申请的实施例提供一种电池，包括电池包。电池还包括姿态检测单元、判断单元和处理单元。姿态检测单元连接电池包，用于检测电池包的姿态参数。姿态参数包括加速度值、倾斜角度值及角加速度值中的至少一个。判断单元用于根据加速度值、倾斜角度值及角加速度值中的至少一个，判断电池包的姿态。处理单元连接判断单元，用于当电池包的姿态处于异常状态时，电池启动自动保护或计算电池健康状态。

本申请的实施例还提供一种电池姿态检测方法，方法包括：获取电池包的姿态参数；将姿态参数中的数值与预设阈值对比，并判断电池包的姿态；在判断结果为电池包的姿态异常时，启动电池自动保护或计算电池健康状态。

本申请的实施例还提供一种用电装置，用电装置装载上述电池，判断单元判断用电装置的姿态。

本申请实施例提供的电池、电池姿态检测方法及用电装置中，通过姿态检测单元检测电池包的姿态参数，通过判断单元判断电池包的姿态。当电池包和/或装载有电池的用电装置的姿态处于异常状态时，通过处理单元使电池启动自动保护或计算电池健康状态，用以提高电池的安全性能。电池还可以将判断单元判断的电池包的姿态检测数据传输至外部设备，进而使电池和装在有电池的用电装置共享姿态数据，以使用电装置具备姿态检测能力，进而减少用电装置姿态检测单元的使用，减少资源浪费并降低生产成本。

下面将结合附图对一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，本申请提供一种电池100，包括电池包10、姿态检测单元20、判断单元30和处理单元40。姿态检测单元20连接电池包10，用于检测电池包10的姿态参数。姿态参数包括加速度值、倾斜角度值及角加速度值中的至少一个。判断单元30用于根据加速度值、倾斜角度值及角加速度值中的至少一个判断电池包10和/或装载有电池100的用电装置的姿态。处理单元40连接判断单元30，用于当电池包10的姿态处于异常状态时，电池100启动自动保护或计算电池健康状态，进而提高电池100的安全性能。

在一些实施例中，电池包10的加速度值和角加速度值可分别通过加速度计和陀螺仪直接检测获取。电池包10的倾斜角度值可通过检测到的角加速度值，或陀螺仪检测获取的角速度值计算获取。

在一些实施例中，姿态检测单元20连接电池包10并与电池包10同步运动，用于检测电池包10的姿态参数。

请继续参阅图1，在一些实施例中，电池100还包括通讯单元50，通讯单元50用于将判断单元30判断的电池包10的姿态检测数据传输至外部设备，使原本不具备姿态检测的用电装置，在使用电池100后，可以获取姿态检测数据，进而使电池100与用电装置共享姿态数据，以使用电装置具备姿态检测能力。通过用电装置中的电池100使用电装置具备姿态检测能力，以减少用电装置姿态检测单元(即传感器，陀螺仪，加速度器，角加速度器等)的使用，进而减少资源浪费并降低生产成本。

在一些实施例中，电池包10和/或装载有电池100的用电装置的姿态的异常状态至少包括：碰撞、跌落、倾斜、倒置中的任意一种。根据不同的异常状态设置不同的保护措施，用以提高电池100的安全性能。具体地，当电池包10和/或装载有电池100的用电装置的姿态发生碰撞或跌落时，电池100启动自动保护。当电池包10和/或装载有电池100的用电装置的姿态发生倾斜或倒置时，电池100计算电池包10的电池健康状态，用于故障报警或作为售后依据。

在一些实施例中，通讯单元50可以但不限于为CΑN通讯单元、RS485通讯单元、WIFI通讯单元、蓝牙通讯单元、2G通讯单元、3G通讯单元、4G通讯单元、5G通讯单元中的一种或多种。

在一些实施例中，用电装置可以但不限于为电子设备及交通工具等，电子设备例如手机、电脑、无人机等。交通工具例如电动汽车、电动自行车等。

上述电池100中，通过姿态检测单元20检测电池包10的姿态参数，通过判断单元30判断电池包10的姿态。当电池包10和/或装载有电池100的用电装置的姿态处于异常状态时，通过处理单元40使电池100启动自动保护或计算电池包10的电池健康状态，用以提高电池100的安全性能。通过通讯单元50将判断单元30判断的电池包10的姿态检测数据传输至外部设备，进而使电池100与用电装置共享姿态数据，以使用电装置具备姿态检测能力，进而减少用电装置姿态检测单元的使用，减少资源浪费并降低生产成本。

请参阅图2，判断单元30包括获取模块31、判断模块32及记录模块33，判断单元30执行以下步骤：

获取模块31用于获取电池包10的姿态参数；

判断模块32用于将姿态参数中的数值与预设阈值对比，并判断电池包10的姿态；

记录模块33用于记录电池包10的姿态参数。

上述电池100中，获取模块31与判断模块32配合判断电池包10的姿态，以便于电池100启动自动保护或计算电池健康状态。记录模块33记录的电池包10的姿态参数用于故障报警或作为售后依据。

请参阅图3，在一些实施例中，姿态参数包括加速度值α1或角加速度值α2，判断单元30还用于当加速度值α1大于第一阈值时或角加速度值α2大于第二阈值时，判断电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生碰撞。

判断单元30判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生碰撞的流程包括：

S11，判断是否产生第一加速度值α1或角加速度值α2，如果是则执行步骤S12，否则返回步骤S11；

S12，判断第一加速度值α1是否大于第一阈值或角加速度值α2是否大于第二阈值，如果是则执行步骤S13，否则返回步骤S11；

S13，判定发生碰撞并记录碰撞事件及碰撞参数。

具体地，在步骤S11中，通过判断模块32判断获取模块31获取电池包10的姿态参数中是否具有第一加速度值α1或角加速度值α2。

当判断模块32判断具有第一加速度值α1或角加速度值α2时，执行步骤S12。否则返回步骤S11。

在步骤S12中，当判断模块32判断具有第一加速度值α1时，通过判断模块32将第一加速度值α1与第一阈值对比。当第一加速度值α1大于第一阈值时，执行步骤S13。当第一加速度值α1小于等于第一阈值时，返回步骤S11。

当判断模块32判断具有角加速度值α2时，通过判断模块32将加速度值α2与第二阈值对比。当角加速度值α2大于第二阈值时，执行步骤S13。当角加速度值α2小于等于第二阈值时，返回步骤S11。

在步骤S13中，通过判断模块32判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生碰撞并记录碰撞事件及碰撞参数，以便于电池100进行自动保护和故障追溯。

上述电池100中，第一加速度值α1是指电池包10和/或装载有电池100的用电装置在设定的时间内发生的速度的变化量，角加速度值α2是指电池包10和/或装载有电池100的用电装置在设定的时间内发生的角速度的变化量。当电池包10和/或装载有电池100的用电装置在发生碰撞时会产生移动或角度偏转，进而产生第一加速度值α1或角加速度值α2。通过设置第一阈值及第二阈值，降低电池包10和/或装载有电池100用电装置在外力作用下正常移动或角度偏转时(例如开始移动或暂停移动时)产生的加速度或角加速度导致判断单元30误判的风险，进而提高检测精度。通过判断第一加速度值α1是否大于第一阈值时，或角加速度值α2是否大于第二阈值，用以提高判断电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生碰撞的准确性。

请参阅图4，在一些实施例中，姿态参数包括第二加速度值α3，判断单元30还用于当电池包10的第二加速度值α3大于第三阈值并且电池包10的加速度持续时间值T1大于第一预设时间值时，判断电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生跌落。

判断单元30判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生跌落的流程包括：

S21，判断是否产生第二加速度值α3，如果是则执行步骤S22，否则返回步骤S21；

S22，判断第二加速度值α3是否大于第三阈值，如果是则执行步骤S23，否则执行步骤S24后返回步骤S21；

S23，判断加速度持续时间值T1是否大于第一预设时间值，如果是则执行步骤S25，否则返回步骤S22；

S24，将第二加速度值α3清零；

S25，判定发生跌落并记录跌落事件及跌落参数。

具体地，在步骤S21中，通过获取模块31判断获取模块31获取电池包10的姿态参数中是否具有第二加速度值α3及加速度持续时间值T1。

当获取模块31判断具有第二加速度值α3时，将第二加速度值α3传输至判断模块32，执行步骤S22。否则返回步骤S21。

在步骤S22中，当判断模块32接收到第二加速度值α3时，通过判断模块32将第二加速度值α3与第三阈值对比。当第二加速度值α3大于第三阈值时，执行步骤S23。当第二加速度值α3小于等于第三阈值时，执行步骤S24后返回步骤S21。

在步骤S23中，当判断模块32接收到加速度持续时间值T1时，通过判断模块32将加速度持续时间值T1与第一预设时间值对比。当加速度持续时间值T1大于第一预设时间值时，执行步骤S25。当加速度持续时间值T1小于等于第一预设时间值时，执行步骤S24。

在步骤S24中，通过获取模块31将小于等于第三阈值的第二加速度值α3清零，以便于获取模块31重新获取姿态参数。

在步骤S25中，通过判断模块32判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生跌落并记录跌落事件及跌落参数，以便于电池100进行自动保护和故障追溯。

上述电池100中，第二加速度值α3是指电池包10和/或装载有电池100的用电装置在设定的时间内发生的速度的变化量。当电池包10和/或装载有电池100的用电装置在发生跌落时，在重力的作用下会持续加速下落，在理想状态(即不考虑电池包10和/或装载有电池100的用电装置空气阻力)的情况下第二加速度值α3与重力加速度相等。但由于空气阻力的存在，在实际检测过程中，第二加速度值α3小于重力加速度值。通过设置第三阈值和第一预设时间值，降低电池包10和/或装载有电池100用电装置在外力作用下正常移动时(例如开始移动或暂停移动时)产生的加速度导致判断单元30误判的风险，进而提高检测精度。通过判断第二加速度值α3是否大于第三阈值，和加速度持续时间值T1是够大于第一预设时间值，用以提高判断电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生跌落的准确性。

请参阅图5，在一些实施例中，姿态参数包括第一倾斜角度值θ1，判断单元30还用于当电池包10的第一倾斜角度值θ1大于第四阈值并且电池包10的倾斜持续时间值大于第二预设时间值时，判断电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生倾斜。

判断单元30判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生倾斜的流程包括：

S31，判断第一倾斜角度值θ1是否大于第四阈值，如果是则执行步骤S32，否则执行步骤S33后返回步骤S31；

S32，判断倾斜持续时间值T2是否大于第二预设时间值，如果是则执行步骤S34，否则返回步骤S32；

S33，将第一倾斜角度值θ1清零；

S34，判定发生倾斜并记录倾斜事件及倾斜参数。

具体地，在步骤S31中，通过获取模块31获取电池包10的姿态参数中的第一倾斜角度值θ1及加倾斜持续时间值T2，并将第一倾斜角度值θ1及加倾斜持续时间值T2传输至判断模块32。通过判断模块32将第一倾斜角度值θ1与第四阈值对比。当第一倾斜角度值θ1大于第四阈值时，执行步骤S33。当第一倾斜角度值θ1小于等于第四阈值时，执行步骤S34后返回步骤S31。

在步骤S32中，通过判断模块32将倾斜持续时间值T2与第二预设时间值对比。当倾斜持续时间值T2大于第二预设时间值时，执行步骤S34。当加速度持续时间值T1小于等于第一预设时间值时，执行步骤S31。

在步骤S33中，通过获取模块31将小于等于第四阈值的第一倾斜角度值θ1清零，以便于获取模块31重新获取姿态参数。

在步骤S34中，通过判断模块32判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生倾斜并记录倾斜事件及倾斜参数，以便于电池100进行自动保护和故障追溯。

上述电池100中，通过设置第四阈值及第二预设时间值，降低电池包10和/或装载有电池100用电装置在短时间内小幅度倾斜产生的倾斜角度导致判断单元30误判的风险，进而提高检测精度。通过判断第一倾斜角度值θ1是否大于第四阈值，和倾斜持续时间值T2是否大于第二预设时间值，用以提高判断电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生倾斜的准确性。

请参阅图6，在一些实施例中，姿态参数包括第二倾斜角度值θ2，判断单元30还用于当电池包的第二倾斜角度值θ2大于90°时，判断电池包和/或装载有电池的用电装置发生倒置。

判断单元30判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生倒置的流程包括：

S41，判断第二倾斜角度值θ2是否大于90°，如果是则执行步骤S42，否则执行步骤S43后返回步骤S41；

S42，判定发生倒置并记录倒置事件及倒置参数；

S43，将第二倾斜角度值θ2清零。

具体地，在步骤S41中，通过获取模块31获取电池包10的姿态参数中的第二倾斜角度值θ2，并将第二倾斜角度值θ2传输至判断模块32。通过判断模块32将第二倾斜角度值θ2与90°对比。当第二倾斜角度值θ2大于90°时，执行步骤S42。当第二倾斜角度值θ2小于等于90°时，执行步骤S43后返回步骤S41。

在步骤S42中，通过判断模块32判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生倒置并记录倒置事件及倒置参数，以便于电池100进行自动保护和故障追溯。

在步骤S43中，通过获取模块31将小于等于90°的第二倾斜角度值θ2清零，以便于获取模块31重新获取姿态参数。

上述电池100中，通过判断第二倾斜角度值θ2是否大于90°，用以提高判断电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生倒置的准确性。

电池包10和/或装载有电池100的用电装置的姿态处于异常状态时，电池100启动自动保护或计算电池健康状态，用于提高电池100的安全性能。

具体地，当电池包10和/或装载有电池100的用电装置的姿态发生碰撞或跌落时，电池100启动自动保护。

请参阅图7，在一些实施例中，电池100启动自动保护的流程包括：

S51，判断是否发生碰撞或跌落，如果是则依次执行步骤S52、步骤S53、步骤S54和步骤S55，否则执行步骤S43后返回步骤S55；

S52，累计碰撞或跌落的次数，并记录碰撞或跌落发生时的时间数据；

S53，断开电池的充放电功能；

S54，在无人接触的情况下禁止电池再开启电池的充放电功能；

S55，是否检测到故障解除指令，如果是则执行步骤S56，如果不是则结束流程；

S56，开启电池的充放电功能。

具体地，在步骤S51中，当电池包10和/或装载有电池100的用电装置的姿态发生碰撞或跌落时，会产生碰撞发生标志或跌落发生标志。

在步骤S52中，清除碰撞发生标志或跌落发生标志。

在步骤S53中，通过强制断开电池的充放电MOS管断开电池的充放电功能。

在步骤S54中，在无人接触的情况下通过电池100的管理系统禁止电池再执行充放电MOS的控制动作，用于自动禁止电池再开启电池的充放电功能，并产生故障锁死标志。

在步骤S56中，清除故障锁死标志。

上述电池100中，通过断开电池100的充放电功能以降低电池100在碰撞或跌落时发生燃烧或爆炸的风险，以提高电池100的安全性。通过检测故障解除指令，使电池100保持断开电池100的充放电功能或开启电池100的充放电功能，进一步提高电池100的安全性。

另外，如果电池长期处于不佳的姿态，例如大角度倾斜或倒置，会造成电解液的长期沉积，缩短电池的使用寿命。当电池包10和/或装载有电池100的用电装置的姿态发生倾斜或倒置时，电池100计算电池包10的电池健康状态，用于故障报警或作为售后依据。

在一些实施例中，通过收集电池100在不同温度、电压等级、放置倾斜角度、放置时长下搁置后的健康状态数据，建立相应数据模型。将姿态数据作为一个影响因子引入模型进行计算，以计算电池包10的电池健康状态。

上述电池100中，通过将姿态数据作为一个影响因子引入模型进行计算，提高电池健康状态的计算精度。

在一些实施例中，姿态检测单元20包括陀螺仪和加速度计中的至少一个。陀螺仪用于检测电池包10的角速度值和/或角加速度值，加速度计用于检测电池包10的加速度值。姿态检测单元20还通过角速度值或角加速度值计算获取电池包10的倾斜角度值。具体地，在一些实施例中，姿态检测单元20还包括处理模块，通过处理模块计算角速度值或角加速度值，以获取电池包10的倾斜角度值。

请参阅图8，在一些实施例中，电池100与用电装置共享姿态数据的流程包括：

S61，获取电池姿态检测数据；

S62，通过通讯单元外发电池姿态检测数据。

具体地，在步骤61中，电池姿态检测数据包括电池在X、Y、Z轴加速度及倾斜角度，以及加速度持续时间值和倾斜角度持续时间值。

上述电池100中，通过陀螺仪和加速度计中的至少一个获取电池100姿态检测数据，用以提高姿态检测精度。

请参阅图9，本申请还提供一种电池姿态检测方法，方法包括：

S71，获取电池包的姿态参数；

S72，将姿态参数中的数值与预设阈值对比，并判断电池包的姿态；

S73，在判断结果为电池包的姿态异常时，启动电池自动保护或计算电池健康状态。

电池包10的姿态包括碰撞、跌落、倾斜和倒置，电池包的姿态参数包括跌落参数、碰撞参数、倾斜参数和倒置参数。

在一些实施例中，当获取电池包10的第一加速度值α1时，将第一加速度值α1与第一阈值对比，如果第一加速度值α1大于第一阈值，则判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置处于碰撞状态。当获取电池包10的角加速度值α2时，将角加速度值α2与第二阈值对比，如果角加速度值α2大于第二阈值，则判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置处于碰撞状态。碰撞参数包括碰撞距离、碰撞时间、碰撞时长和碰撞强度。

在一些实施例中，获取电池包10的第二加速度值α3和加速度持续时间值T1。如果第二加速度值α3大于第三阈值，并且加速度持续时间值T1大于第一预设时间值时，则判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置处于跌落状态。跌落参数包括跌落距离、跌落时间、跌落时长和跌落强度。

在一些实施例中，获取电池包10的第一倾斜角度值θ1和倾斜持续时间值T2。如果第一倾斜角度值θ1大于第四阈值，和倾斜持续时间值T2大于第二预设时间值，则判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生倾斜。倾斜参数包括倾斜角度、倾斜时间和倾斜时长。

在一些实施例中，获取电池包10的第二倾斜角度值θ2。如果第二倾斜角度值θ2大于90°，则判定电池包10和/或装载有电池100的用电装置发生倒置。倒置参数包括倒置角度、倒置时间和倒置时长。

在一些实施例中，电池姿态检测方法还包括：

S74，记录电池包的姿态参数。

通过记录电池包的姿态参数，用于故障报警或作为售后依据。

上述电池姿态检测方法中，当判断电池包10的姿态参数满足碰撞或跌落的条件时，电池包10启动自保护。电池100启动自动保护的流程如上文所示，再次不作赘述。

当判断电池包10的姿态处于倾斜时，根据倾斜参数计算电池包10的电池健康状况。电池包10的电池健康状态计算方法如上文所示，再次不作赘述。

上述电池姿态检测方法中，通过姿态参数中的数值与预设阈值对比，并判断电池包10的姿态，以便于电池100启动自动保护或计算电池包10的电池健康状态，用以提高电池的安全性能。通过电池100与用电装置共享姿态数据，以使用电装置具备姿态检测能力，进而减少用电装置姿态检测单元的使用，减少资源浪费并降低生产成本。

本申请还提供一种用电装置(未示出)，用电装置装载上述任一电池100，判断单元30用于判断用电装置的姿态。

上述用电装置中，通过电池100与用电装置共享姿态数据，以使用电装置具备姿态检测能力，进而减少用电装置姿态检测单元的使用，减少资源浪费并降低生产成本。

另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围之内。