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本申请提供了一种电芯热失控的防护方法、装置、主控单元及系统，适用于电芯热失控技术领域。该方法包括：获取电芯的各监测参数；各监测参数包括电阻变化率、温度变化率以及壳体膨胀形变中的至少一个；基于各监测参数，从多级预警级别中，确定电芯的的目标预警级别；多级预警级别是按照电芯的热失控程度依次设定的多个级别；基于电芯的的目标预警级别，执行目标预警级别对应的防护策略。本申请实施例可以根据电芯的热失控程度采用对应的防护策略，且能够在电芯的热失控早期就及时采取相应的防护策略，通过多级渐进式防护可以避免轻微异常直接强制断电的问题，有利于保持电芯的循环寿命测试连续性。