电池诊断装置及方法制造方法及图纸

根据本发明专利技术的一种电池诊断装置，包括：感测单元，其用于测量电池的电流和电压；以及处理器，其用于基于借助所述感测单元测得的电流来估计所述电池的充电状态；根据预定条件从借助所述感测单元测得的电压和所估计的充电状态彼此映射的充电状态‑电压数据中选择多个充电状态；基于所选择的所述多个充电状态的大小将预设充电状态区域划分为多个子区域；基于划分的所述多个子区域中的每个子区域的大小和预设基准区域的大小计算所述多个子区域中的每个子区域的大小；根据所述多个子区域中的每个子区域的所计算的变化值诊断所述电池的活性材料表面面积、放电深度和充电深度中的一个或多个变化；并且基于诊断结果确定所述电池的模式是正常模式还是故障模式。

Battery diagnosis device and method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池诊断装置及方法
本申请要求2018年4月10日在大韩民国提交的韩国专利申请10-2018-0041690的优先权，其公开内容通过引用合并于此。本公开涉及一种电池诊断装置及方法，更具体地，涉及一种用于诊断电池的活性材料面积、放电深度和充电深度中的至少一者的变化的电池诊断装置和方法。
技术介绍
二次电池通过电化学氧化和还原反应产生电能，并且被广泛用于各种应用中。例如，二次电池的使用领域逐渐扩展到能够用人手携带的便携式装置，例如蜂窝电话、膝上型计算机、数字相机、摄像机、平板计算机或动力工具；各种电动工具，例如电动自行车、电动摩托车、电动车辆、混合动力电动车辆、电动船或电动飞机；用于存储产生的多余电力或可再生能源产生的电力的电力存储装置；用于稳定地向包括服务器计算机和用于通信的基站的各种信息通信装置供应电力的电源装置；等等。二次电池包括三个基本部件，即，负极(阳极)，其含有在放电过程中放出电子时被氧化的物质；正极(阴极)，其含有在放电过程中接受电子时被还原的物质；以及电解质，其允许离子在负极与正极之间转移。该电池可分类为一次电池和二次电池，一次电池在放电后不可重复使用，二次电池由于电化学反应至少部分可逆而允许重复充电和放电。本领域已知的二次电池的实施例包括铅酸电池、镍镉电池、镍锌电池、镍铁电池、氧化银电池、镍金属氢化物电池、锌锰氧化物电池、溴化锌电池、金属-空气电池、锂二次电池等。其中，与其它二次电池相比，锂二次电池由于其高能量密度、高电池电压和长寿命而引起了极大的商业关注。同时，采用二次电池的电子装置通常具有通过使用二次电池的SOC(充电状态)来通知剩余使用量的功能。通常根据由二次电池的电压变化引起的关于SOC的变化模式的SOC-电压数据来获得二次电池的SOC。在此，二次电池的电压可以是二次电池的开路电压。SOC-电压数据不仅取决于所应用的二次电池的类型和容量，而且即使指定了二次电池的类型或容量还取决于由于使用导致的退化。更具体地，SOC-电压数据取决于二次电池的正极和负极中每一者的退化、容量设计和活性材料的类型。在通过使用SOC-电压数据诊断二次电池的常规技术中，仅诊断二次电池的退化，并且无法诊断二次电池的活性材料面积、放电深度和充电深度。
技术实现思路
技术问题本公开旨在提供一种电池诊断装置及方法，用于基于根据电池状态计算出的预设SOC区域的区域大小的变化来诊断电池的活性材料面积、放电深度和充电深度中的至少一者的变化。从以下详细描述中可以理解本公开的这些和其它目的以及优点，并且根据本公开的示例性实施方式，本公开的这些和其它目的以及优点将变得更加显而易见。而且，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中示出的装置及其组合来实现。技术方案在本公开的一个方面中，提供了一种电池诊断装置，所述电池诊断装置包括：感测单元，所述感测单元配置成测量电池的电流和电压；以及处理器，所述处理器配置成基于由所述感测单元测得的电流来估计所述电池的SOC(充电状态)；根据预定条件从所述感测单元测得的电压和所估计的SOC彼此映射的SOC-电压数据中选择多个SOC；基于所选择的所述多个SOC的大小将预设SOC区域划分为多个子区域；基于划分的所述多个子区域中的每个子区域的大小和预设基准区域的大小计算所述多个子区域中的每个子区域的大小；根据所述多个子区域中的每个子区域的所计算的大小的变化值诊断所述电池的活性材料面积、放电深度和充电深度中的至少一者的变化；并且基于诊断结果确定所述电池的模式是正常模式还是故障模式。所述处理器可以配置成从所述SOC-电压数据中获得SOC-电压曲线，提取所获得的所述SOC-电压曲线中的多个拐点，并且选择在根据所述预定条件从所提取的所述多个拐点中选择的一些拐点处的SOC。所述处理器可以配置成在所选择的所述多个SOC中选择最小的SOC作为第一SOC，选择最大的SOC作为第二SOC，并基于所述预设SOC区域中的与所述第一SOC和所述第二SOC对应的点将所述预设SOC区域划分为第一子区域、第二子区域和第三子区域。所述处理器可以配置成基于所述第二子区域的大小与所述预设基准区域的第二基准区域的大小之差计算第二区域变化值，并根据计算出的所述第二区域变化值诊断所述电池的活性材料面积的变化。所述处理器可以配置成基于根据下面的等式计算的所述第二区域变化值诊断所述电池的活性材料面积的变化：其中，Qvp-p是所述第二区域变化值，Qp-p是所述第二子区域的大小，并且Qrp-p是所述第二基准区域的大小。所述处理器可以配置成根据预设的预定活性材料面积变化范围中的对应于计算出的所述第二区域变化值的区域，诊断所述电池的活性材料面积的变化，并且当诊断出所述活性材料面积发生变化时，确定所述电池的模式为故障模式。所述处理器可以配置成基于所述第一子区域的大小、所述预设基准区域的第一基准区域的大小和所计算的所述第二区域变化值计算第一区域变化值，并且根据所计算的所述第一区域变化值诊断所述电池的放电深度的变化。所述处理器可以配置成基于根据下面的等式计算的所述第一区域变化值来诊断所述电池的放电深度的变化：其中，Qveod是所述第一区域变化值，Qeod是所述第一子区域的大小，Qreod是所述第一基准区域的大小，并且Qvp-p是所述第二区域变化值。所述处理器可以配置成根据预设的预定放电深度变化范围中的对应于计算出的所述第一区域变化值的区域，诊断所述电池的放电深度的变化，并且当诊断出所述放电深度发生变化时确定所述电池的模式为故障模式。所述处理器可以配置成基于所述第三子区域的大小、所述预设基准区域的第三基准区域的大小和所计算的所述第二区域变化值计算第三区域变化值，并且根据所计算的所述第三区域变化值诊断所述电池的充电深度的变化。所述处理器可以配置成基于根据下面的等式计算出的所述第三区域变化值来诊断所述电池的充电深度的变化：其中，Qveoc是所述第三区域变化值，Qeoc是所述第三子区域的大小，Qreoc是所述第三基准区域的大小，并且Qvp-p是所述第二区域变化值。所述处理器可以配置成根据预设的预定充电深度变化范围中的对应于计算出的所述第三区域变化值的区域，诊断所述电池的充电深度的变化，并且当诊断出所述充电深度发生变化时确定所述电池的模式为故障模式。根据本公开的另一实施方式的一种电池管理系统可以包括根据本公开的实施方式的电池诊断装置。根据本公开的另一实施方式的一种电池组可以包括根据本公开的实施方式的电池诊断装置。根据本公开的另一实施方式的一种电池诊断方法可以包括：SOC估计步骤，所述SOC估计步骤测量电池的电流和电压并基于测得的电流来估计所述电池的SOC；SOC选择步骤，所述SOC选择步骤根据预定条件从测得的电压和估计的所述SOC彼此映射的SOC-电压数据中选择多个SOC；子区域划分步骤，所述子区域划分步骤基于所选择的所述多个SOC的大小将预设S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池诊断装置，该电池诊断装置包括：/n感测单元，所述感测单元配置成测量电池的电流和电压；以及/n处理器，所述处理器配置成基于由所述感测单元测得的电流来估计所述电池的充电状态；根据预定条件从所述感测单元测得的电压和所估计的充电状态彼此映射的充电状态-电压数据中选择多个充电状态；基于所选择的所述多个充电状态的大小将预设充电状态区域划分为多个子区域；基于划分的所述多个子区域中的每个子区域的大小和预设基准区域的大小计算所述多个子区域中的每个子区域的大小；根据所述多个子区域中的每个子区域的所计算的大小的变化值诊断所述电池的活性材料面积、放电深度和充电深度中的至少一者的变化；并且基于诊断结果确定所述电池的模式是正常模式还是故障模式。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180410 KR 10-2018-00416901.一种电池诊断装置，该电池诊断装置包括：
感测单元，所述感测单元配置成测量电池的电流和电压；以及
处理器，所述处理器配置成基于由所述感测单元测得的电流来估计所述电池的充电状态；根据预定条件从所述感测单元测得的电压和所估计的充电状态彼此映射的充电状态-电压数据中选择多个充电状态；基于所选择的所述多个充电状态的大小将预设充电状态区域划分为多个子区域；基于划分的所述多个子区域中的每个子区域的大小和预设基准区域的大小计算所述多个子区域中的每个子区域的大小；根据所述多个子区域中的每个子区域的所计算的大小的变化值诊断所述电池的活性材料面积、放电深度和充电深度中的至少一者的变化；并且基于诊断结果确定所述电池的模式是正常模式还是故障模式。


2.根据权利要求1所述的电池诊断装置，
其中，所述处理器配置成从所述充电状态-电压数据中获得充电状态-电压曲线，提取所获得的所述充电状态-电压曲线中的多个拐点，并且选择在根据所述预定条件从所提取的所述多个拐点中选择的一些拐点处的充电状态。


3.根据权利要求1所述的电池诊断装置，
其中，所述处理器配置成在所选择的所述多个充电状态中选择最小的充电状态作为第一充电状态，选择最大的充电状态作为第二充电状态，并基于所述预设充电状态区域中的与所述第一充电状态和所述第二充电状态对应的点将所述预设充电状态区域划分为第一子区域、第二子区域和第三子区域。


4.根据权利要求3所述的电池诊断装置，
其中，所述处理器配置成基于所述第二子区域的大小与所述预设基准区域的第二基准区域的大小之差计算第二区域变化值，并根据计算出的所述第二区域变化值诊断所述电池的活性材料面积的变化。


5.根据权利要求4所述的电池诊断装置，
其中，所述处理器配置成基于根据下面的等式计算的所述第二区域变化值诊断所述电池的活性材料面积的变化：



其中，Qvp-p是所述第二区域变化值，Qp-p是所述第二子区域的大小，并且Qrp-p是所述第二基准区域的大小。


6.根据权利要求4所述的电池诊断装置，
其中，所述处理器配置成根据预设的预定活性材料面积变化范围中的对应于计算出的所述第二区域变化值的区域，诊断所述电池的活性材料面积的变化，并且当诊断出所述活性材料面积发生变化时，确定所述电池的模式为故障模式。


7.根据权利要求4所述的电池诊断装置，
其中，所述处理器配置成基于所述第一子区域的大小、所述预设基准区域的第一基准区域的大小和所计算的所述第二区域变化值计算第一区域变化值，并且根据所计算的所述第一区域变化值诊断所述电池的放电深度的变化。


8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：裵允玎，金大洙，金志妍，金东规，李在宪，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR