[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN113646650B - 电池状态估计设备以及包括其的电池组和电动车辆 - Google Patents

电池状态估计设备以及包括其的电池组和电动车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN113646650B
CN113646650B CN202080022255.1A CN202080022255A CN113646650B CN 113646650 B CN113646650 B CN 113646650B CN 202080022255 A CN202080022255 A CN 202080022255A CN 113646650 B CN113646650 B CN 113646650B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
battery cell
resistance
degradation
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202080022255.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113646650A (zh
Inventor
裵允玎
康惠辰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Publication of CN113646650A publication Critical patent/CN113646650A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113646650B publication Critical patent/CN113646650B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005—Detection of state of health [SOH]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

根据本发明的一个实施方式的电池状态估计设备，该设备包括：电压测量单元，其配置成测量电池单元的电压，并且每当所测量的电压达到参考充电电压时测量所述电池单元的开路电压；以及控制单元，其配置成接收由所述电压测量单元测量的所述开路电压，将所接收的开路电压与预先存储的参考电压进行比较以计算电压规则，基于所计算的电压规则和预先存储的电压波动率数据确定电压增减模式，并且根据所确定的电压增减模式确定所述电池单元的劣化加速程度。

Description

电池状态估计设备以及包括其的电池组和电动车辆
技术领域
本公开涉及一种电池状态估计设备，更具体地说，涉及这样一种电池状态估计设备，其用于确定电池单元的劣化是否加速，还确定劣化加速的程度。
背景技术
近来，对诸如笔记本电脑、摄像机以及便携式电话之类的便携式电子产品的需求急剧增加，并且电动车辆、储能电池、机器人、卫星等也得到了大力发展。因此，正在积极研究允许反复充放电的高性能电池。
目前可商购的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等。其中，锂电池由于与镍基电池相比几乎没有记忆效应，而且自充电率也很低，能量密度高，因此备受关注。
近年来，随着二次电池被应用到更多领域，二次电池不仅被广泛应用于诸如智能手机之类的小型便携式装置，还被广泛应用于诸如电动车辆(包括混合动力电动车辆)之类的大中型装置以及蓄电装置。
随着使用时间的增加，二次电池的性能与初始阶段相比会有所劣化。此外，估计二次电池的性能劣化程度被称为估计二次电池的健康状态(SOH)，而二次电池的SOH是确定二次电池更换时间的重要因素。
传统上，已经提出了一种测量电池的开路电压(OCV)、对流入电池中的电流进行积分直到电池被完全充电并且通过使用积分电流量和测量的OCV来计算充入电池的满电容量的装置和方法(专利文献1)。
但是，专利文献1只是公开了实际上通过测量电池的满电容量的损失来事后确定关于电池劣化情况的劣化程度的构造，并没有提供与电池的劣化相关的更具体的信息(例如电池的目前劣化率)。即，专利文献1只是提供了电池的劣化程度(用于确定电池的现在或过去状态的信息)，但并没有提供任何具体的信息(例如用于确定电池在未来时间点的状态、例如预测的劣化率或预测的电池寿命)。
(专利文献1)KR 10-2016-0011448A。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决现有技术的问题，因此，本公开旨在提供一种电池状态估计设备，其可以提供关于电池单元劣化的具体信息。
本公开的这些和其他目的和优点可以根据下面的详细描述进行理解，并且将根据本公开的示例性实施方式变得更加显而易见。另外，将很容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现。
技术方案
在本公开的一个方面中，提供一种电池状态估计设备，其包括：电压测量单元，所述电压测量单元配置成测量电池单元的电压，并且每当所测量的电压达到参考充电电压时测量所述电池单元的开路电压；以及控制单元，所述控制单元配置成接收由所述电压测量单元测量的所述开路电压，基于通过处理所接收的开路电压得到的结果计算电压波动率和电阻波动率中的至少一者，当计算所述电压波动率时，基于所计算的电压波动率和预先存储的电压波动率数据确定电压增减模式，当计算所述电阻波动率时，基于所计算的电阻波动率和预先存储的电阻波动率数据确定电阻增减模式，并且根据所确定的电压增减模式和所确定的电阻增减模式中的至少一者确定所述电池单元的劣化加速程度。
当所述电压增减模式和所述电阻增减模式两者都被确定时，所述控制单元可以配置成基于所确定的电压增减模式确定所述电池单元的第一劣化加速程度，并基于所确定的电阻增减模式确定所述电池单元的独立于所述第一劣化加速程度的第二劣化加速程度。
所述控制单元可以配置成通过将所接收的开路电压与预先存储的参考电压进行比较来计算所述电压波动率。
所述预先存储的参考电压可以配置成包括当所述电池单元的电压在预定周期达到所述参考充电电压时的开路电压。
所述预先存储的电压波动率数据可以配置成包括每当所述电压测量单元测量所述开路电压时，由所述控制单元计算的先前电压波动率。
所述控制单元可以配置成计算所述预先存储的电压波动率数据当中的距所述电池单元的当前周期的预定周期数内包括的多个电压波动率，并计算所计算的电压波动率之间的电压变化率，并且基于所计算的电压变化率确定所述电压增减模式
当所述电压增减模式被确定为电压增大模式时，所述控制单元可以配置成根据所计算出的电压变化率将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为减速劣化。
当所述电压增减模式被确定为电压减小模式时，所述控制单元可以配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种。
当所计算的电压变化率等于或大于预设参考电压变化率时，所述控制单元可以配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为线性劣化。
当所计算的电压变化率小于所述预设参考电压变化率时，所述控制单元可以配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为加速劣化。
所述控制单元可以配置成当所计算的电压波动率大于预设电压下限且小于预设电压上限时，确定所述电压增减模式。
所述控制单元可以配置成基于所接收的开路电压计算内部电阻，并通过将所计算的内部电阻与预先存储的参考电阻进行比较来计算所述电阻波动率。
所述预先存储的参考电阻可以配置成包括基于当所述电池单元的电压在预定周期达到所述参考充电电压时的开路电压计算的参考电阻。
所述预先存储的电阻波动率数据可以配置成包括每当所述电压测量单元测量所述开路电压时，由所述控制单元计算的先前的电阻波动率。
所述控制单元可以配置成计算所述预先存储的电阻波动率数据当中的距所述电池单元的当前周期的预定周期数内包括的多个电阻波动率，并计算所计算的电阻波动率之间的电阻变化率，并且基于所计算的电阻变化率确定所述电阻增减模式。
当所述电阻增减模式被确定为电阻增大模式时，所述控制单元可以配置成根据所计算的电阻变化率将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种。
当所述电阻增减模式被确定为电阻减小模式时，所述控制单元可以配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为减速劣化。
当所计算的电阻变化率等于或大于预设参考电阻变化率时，所述控制单元可以配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为加速劣化。
当所计算的电阻变化率小于所述预设参考电阻变化率时，所述控制单元可以配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为线性劣化。
所述控制单元可以配置成仅当所计算的电阻波动率大于预设的电阻下限时才确定所述电阻增减模式。
根据本公的又一方面的一种电池组可以包括根据本公开的实施方式所述的电池状态估计设备。
根据本公的再一方面的一种电动车辆可以包括根据本公开的实施方式所述的电池状态估计设备。
有益效果
根据本公开的一个方面，由于不仅估计了电池单元的劣化程度，而且还估计了电池单元的劣化加速程度，因此可以更准确地估计电池单元的当前劣化状态，并且还可以更准确地预测电池单元的未来劣化状态。
此外，根据本公开的一个方面，由于将电池单元的劣化加速程度分类为加速劣化、减速劣化和线性劣化并进行了详细确定，因此可以更具体地确定电池单元的劣化度。
此外，根据本公开的一个方面，由于电池单元的劣化加速程度是通过各种指标来测量的，因此具有可以更准确地确定或预测电池的劣化度的优点。
此外，根据本公开的一个方面，由于分别提供了关于基于电池单元的OCV的劣化加速程度信息和基于内部电阻的劣化加速程度信息，因此可以更具体地提供电池单元的状态信息。
本公开的效果并不限于以上方面，并且本领域的技术人员从所附权利要求书中可以清楚地了解本公开未提及的其他效果。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式，并与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为仅限于图示。
图1是示意性地示出包括根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备的电池组的图。
图2是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备的框图。
图3是示出由根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电压波动率的图。
图4是示出由根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备计算的第二电池单元的电压波动率的图。
图5是示出由根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电压波动率的区域的放大图。
图6是示出由根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电压波动率的另一区域的放大图。
图7是示出由根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电压波动率的又一区域的放大图。
图8是示出由根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备计算的第二电池单元的电压波动率的区域的放大图。
图9是示出由根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电阻波动率的图。
图10是示出由根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备计算的第二电池单元的电阻波动率的图。
图11是示出由根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电阻波动率的区域的放大图。
图12是以树状结构示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备在根据电压波动率确定电池单元的劣化加速程度的过程。
图13是以树状结构示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备根据电阻波动率确定电池单元的劣化加速程度的过程。
具体实施方式
应当理解，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应理解为限于一般的和字典上的含义，而是基于允许发明人对术语进行适当的定义以获得最佳解释的原则根据本公开的技术方面所对应的含义和概念进行解释。
因此，本文所提出的描述只是为了说明之目的的优选实施例，并不意图限制公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，还可以对本公开进行其他等同和变型。
此外，在本公开的描述中，当认为对相关已知元件或功能的详细描述会使本公开的关键主题模糊不清时，本文中省略这样的详细描述。
包括诸如“第一”、“第二”之类的序数的术语可以用于区分各种元件中的一个元件和另一个元件，但并非意在借助术语来限制元件。
在整个说明书中，当一个部分被称为“包含”或“包括”任何元件时，指的是该部分可以另外包括其他元件，而不排除其他元件，除非另有特别说明。此外，本说明书中描述的术语“控制单元”是指处理至少一个功能或操作的单元，并且可以由硬件、软件或硬件和软件的组合来实施。
此外，在整个说明书中，当一个部分被称为与另一个部分“连接”时，并不限于它们“直接连接”的情况，而是还包括在它们之间插设有另一个元件而“间接连接”的情况。
下面，将参考附图详细描述本公开的优选实施方式。
图1是示意性地示出包括根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备的电池组的图。
参考图1，根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100可以电连接到包括多个电池单元11的电池模块10，以估计多个电池单元11中每一者的状态。此外，电池状态估计设备100可以与电池模块10一起包括在电池组1000中。图1示出了一个实施例，其中电池组1000中包括一个电池模块10和一个电池状态估计设备100，但是电池组1000中包括的电池模块10和电池状态估计设备100的数量不限于图1中所示的数量。类似地，电池模块10中包括的电池单元11的数量也不限于图1中所示的数量。
将参考图2描述电池状态估计设备100的具体构造。图2是示意性地示出根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备的框图。
参考图2，电池状态估计设备100可以包括电压测量单元101和控制单元103。
电压测量单元101可以测量包括在电池模块10中的电池单元11的电压。即，电压测量单元101可以配置成测量包括在电池模块10中的每个电池单元11的电压。优选地，电压测量单元101可以配置成测量电池单元11的充电电压。
例如，在图1所示的实施方式中，电池状态估计设备100可以分别测量电池模块10中包括的第一电池单元C1、第二电池单元C2、第三电池单元C3和第四电池单元C4充电时的电压。具体地，电压测量单元101可以借助第一感测线SL1和第二感测线SL2测量第一电池单元C1的电压，并借助第二感测线SL2和第三感测线SL3测量第二电池单元C2的电压。此外，电压测量单元101可以借助第三感测线SL3和第四感测线SL4测量第三电池单元C3的电压，并且借助第四感测线SL4和第五感测线SL5测量第四电池单元C4的电压。
电压测量单元101可以测量电池单元11的开路电压(OCV)。即，电压测量单元101可以测量电池单元11的电压和OCV两者。特别是，每当测量的电压达到参考充电电压时，电压测量单元101可以测量每个电池单元11的OCV。在此，参考充电电压可以是由用户等预设并存储的电压，以便电压测量单元101可以通过使用该电压来测量OCV。即，参考充电电压是用于由电压测量单元101测量电池单元11的OCV的参考值，并且可以提供电压测量单元101应当测量电池单元11的OCV的时间点。例如，预定电压可以设定至4.2V。电压测量单元101可以测量多个电池单元11的电压，并且每当每个电池单元11的测量电压达到预定电压时，测量电池单元11的OCV。
例如，在图1所示的实施方式中，假设每个电池单元11的参考充电电压设定至V1[V]。此时，如果第一电池单元C1的电压通过充电达到V1[V]，则电压测量单元101可以测量第一电池单元C1的OCV。类似地，如果第二电池单元C2、第三电池单元C3或者第四电池单元C4中的至少一者的电压达到V1[V]，则电压测量单元101可以测量电压达到V1[V]的电池单元11的OCV。
控制单元103可以接收由电压测量单元101测量的OCV。控制单元103配置成与电池状态估计设备100内的电压测量单元101交换电信号，并且可以从电压测量单元101接收测量的OCV。
控制单元103可以基于处理接收到的OCV所获得的结果来计算电压波动率和/或电阻波动率。即，控制单元103可以基于接收到的OCV计算电压波动率或电阻波动率，或者计算电压波动率和电阻波动率两者。
例如，在图1所示的实施方式中，控制单元103可以从电压测量单元101接收第一电池单元C1的OCV，并基于接收到的第一电池单元C1的OCV计算第一电池单元C1的电压波动率和电阻波动率中的至少一者。类似地，控制单元103可以从电压测量单元101接收第二电池单元C2、第三电池单元C3和第四电池单元C4中的每一者的OCV，并计算第二电池单元C2、第三电池单元C3和第四电池单元C4中的每一者的电压波动率和电阻波动率中的至少一者。
如果计算电压波动率，则控制单元103可以基于计算出的电压波动率和预先存储的电压波动率数据确定电压增减模式。这里，预先存储的电压波动率数据是用于与计算出的电压波动率进行比较的参考数据，并且可以提前存储。控制单元103可以通过将计算出的电压波动率添加到预先存储的电压波动率数据来更新预先存储的电压波动率数据。此外，控制单元103可以基于更新的电压波动率数据确定电压增减模式。
例如，预先存储的电压波动率数据可以是其中存储了先前由控制单元103计算的电压波动率的数据。在这种情况下，控制单元103可以基于从达到参考电压的周期开始计算出的所有电压波动率来确定电池单元11的电压增减模式。
电压增减模式可以包括各种模式，例如电压增大模式、电压减小模式和电压恒定模式。下文中，为了便于描述，将描述为：电压增减模式包括电压增大模式和电压减小模式，并且电压增大模式包括排除电压减小模式的诸如电压恒定模式之类的模式。
此外，如果计算出电阻波动率，则控制单元103可以基于计算出的电阻波动率和预先存储的电阻波动率数据确定电阻增减模式。这里，预先存储的电阻波动率数据是用于与计算出的电阻波动率进行比较的参考数据，并且可以提前存储在存储单元105中。控制单元103可以通过将计算出的电阻波动率添加至预先存储的电阻波动率数据，从而更新预先存储的电阻波动率数据。此外，控制单元103可以基于更新的电阻波动率数据确定电阻增减模式。
例如，预先存储的电阻波动率数据可以是其中存储有控制单元103过去计算的电阻波动率的数据。在这种情况下，控制单元103可以基于从计算参考电阻的预定周期开始计算出的所有电阻波动率来确定电池单元11的电阻增减模式。
电阻增减模式可以包括各种模式，例如电阻增大模式、电阻减小模式和电阻恒定模式。下文中，为了便于描述，将假设：电阻增减模式包括电阻增大模式和电阻减小模式，并且电阻增大模式包括排除电阻减小模式的诸如电阻恒定模式之类的模式。
控制单元103可以配置成根据确定的电压增减模式和确定的电阻增减模式中的至少一者确定电池单元11的劣化加速程度。即，如果确定了电压增减模式，则控制单元103可以根据电压增减模式确定电池单元11的劣化加速程度。此外，如果确定了电阻增减模式，则控制单元103可以根据电阻增减模式确定电池单元11的劣化加速程度。这里，劣化加速程度可以是表示电池单元11的劣化速度是越来越快还是越来越慢的信息。
例如，控制单元103可以确定第一电池单元C1的电压增减模式，并根据确定的电压增减模式确定第一电池单元C1的劣化加速程度。此外，控制单元103可以确定第一电池单元C1的电阻增减模式，并根据确定的电阻增减模式确定第一电池单元C1的劣化加速程度。
根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100可以通过综合当前电池单元11的先前历史记录来确定电池单元11的劣化速率，而不是仅基于电池单元11的当前状态来确定劣化程度。因此，根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100可以提供能够估计电池单元11在未来时间点的状态的信息，从而帮助预测电池单元11的寿命或确定未来状态。
此外，根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100具有这样的优点：当电池单元11处于充电状态时，通过提供根据电池单元11的电压增减模式的劣化加速程度和根据电池单元11的电阻增减模式的劣化加速程度两者，提供电池单元11的更具体的状态信息。
特别是，控制单元103可以独立地确定每个电池单元11的劣化加速程度。例如，控制单元103可以分别针对第一电池单元C1、第二电池单元C2、第三电池单元C3和第四电池单元C4单独确定电压增减模式和电阻增减模式中的至少一者。此外，控制单元103可以根据确定的电压增减模式单独确定第一电池单元C1、第二电池单元C2、第三电池单元C3和第四电池单元C4中每一者的劣化加速程度。而且，控制单元103还可以根据确定的电阻增减模式单独确定第一电池单元C1、第二电池单元C2、第三电池单元C3和第四电池单元C4中每一者的劣化加速程度。
即，由于根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100可以独立地确定每个电池单元11的劣化加速程度，因此能够确定每个电池单元11的劣化程度和劣化加速程度，还能够预测每个电池单元11的寿命。具体地，电池状态估计设备100可以通过测量每个电池单元11的OCV以计算损失容量来计算每个电池单元11的劣化程度，并且也可以确定关于每个电池单元11劣化得多快的劣化加速程度。相应地，电池状态估计设备100可以根据电池单元11的劣化加速程度来估计每个电池单元11的未来劣化程度，并且也可以根据估计的劣化程度来调整每个电池单元11的控制条件。
例如，由于诸如初始电阻变更或容量变更之类的问题，即使是同一产品线的电池单元11的可用容量也不可能完全相同。例如，假设电池单元的出厂设定容量为1000mAh，但第一电池单元C1的初始容量为900mAh，并且第二电池单元C2的初始容量为1000mAh。如果第一电池单元C1和第二电池单元C2的当前可用容量由于在同一期间的使用而变得等于800mAh，尽管第一电池单元C1和第二电池单元C2具有相同的可用容量，但是由于初始容量的差异，确定两个电池单元11具有相同的劣化程度并不是对电池单元11的状态的准确估计。此外，即使计算出第一电池单元C1的劣化程度约为11％，并且计算出第二电池单元C2的劣化程度为20％，但计算出的劣化程度仅作为仅表示第一电池单元C1和第二电池单元C2各自根据当前容量与初始容量相比的当前状态的指标才是有意义的，而不适合作为预测第一电池单元C1和第二电池单元C2各自的当前劣化加速程度或根据劣化加速程度预测预期寿命等未来情况的指标。即，电池单元11的当前容量与初始容量的比率仅是事后确定电池单元11的劣化程度的指标，而不适合作为确定电池单元11的劣化加速程度、未来劣化率或预期寿命的指标。
同时，根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100可以通过确定电池单元11的劣化加速程度来准确地确定电池单元11的当前状态。此外，在确定电池单元11的劣化加速程度之后，电池状态估计设备100可以采取改变电池单元11的控制条件的行动，以使电池单元11的寿命更长。
在此，控制单元103可以可选地包括本技术领域已知的处理器、专用集成电路(ASIC)、另一芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器和数据处理装置等，以执行根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100中进行的各种控制逻辑。此外，当控制逻辑以软件实施时，控制单元103可以实施成一组程序模块。此时，程序模块可以存储在存储器中并由处理器执行。存储器可以设置在处理器内部或外部，并且可以借助各种公知手段与处理器连接。例如，控制单元103是根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100中提供的处理器，并且可以经由诸如显示装置之类的输出装置向用户提供所确定的电池单元11的劣化加速程度。此外，控制单元103可以基于电池单元11的劣化加速程度，经由外部通知装置向用户提供更换电池单元11的通知或警告。
此外，参考图2，根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100还可以包括存储单元105。存储单元105可以存储电压波动率数据和电阻波动率数据。即，在存储单元105中，可以存储过去由控制单元103计算出的电压波动率数据和电阻波动率数据。控制单元103可以基于预先存储在存储单元105中的电压波动率数据来确定电池单元11的电压增减模式。此外，控制单元103可以基于预先存储在存储单元105中的电阻波动率数据来确定电池单元11的电阻增减模式。
即，存储单元105可以存储根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100的每个部件操作和执行所需的数据或程序(例如由控制单元103计算的先前电压波动率数据和先前电阻波动率数据)。存储单元105的种类并不特别限制，只要是可以记录、擦除、更新和读取数据的已知信息存储手段即可。作为实施例，信息存储手段可以包括RAM、闪存、ROM、EEPROM、寄存器等。存储单元105可以存储其中定义了由控制单元103可执行的处理的程序代码。
如果确定了电压增减模式和电阻增减模式两者，则控制单元103可以基于确定的电压增减模式确定电池单元11的第一劣化加速程度。例如，在图1所示的实施方式中，控制单元103可以确定第一电池单元C1的电压增减模式，并根据确定的电压增减模式确定第一电池单元C1的第一劣化加速程度。此外，控制单元103可以配置成基于确定的电阻增减模式确定电池单元11的第二劣化加速程度，该第二劣化加速程度独立于第一劣化加速程度。在前一实施例中，控制单元103可以独立于第一电池单元C1的第一劣化加速程度确定第一电池单元C1的电阻增减模式，并基于确定的电阻增减模式确定第一电池单元C1的第二劣化加速程度。即，如果确定了第一电池单元C1的电压增减模式和电阻增减模式两者，则控制单元103可以计算出第一电池单元C1的相互独立的第一劣化加速程度和第二劣化加速程度。
具体地，当电池单元11处于放电状态时，OCV可能影响电阻的变化因素。例如，当电池单元11放电时，OCV的增减会影响电阻的增减，因此OCV的增减与电阻的增减可能出现反比。即，在放电情况下，应考虑到OCV影响电池单元11的电阻变化因素的特殊性，来确定电池单元11的劣化加速程度。但是，在充电情况下，电池单元11的OCV的增减与电阻的增减是互不影响的独立因素，因此控制单元103可以基于电压增减模式确定第一劣化加速程度，并根据电阻增减模式确定独立于第一劣化加速程度的第二劣化加速程度。
根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100可以考虑到OCV和电阻互不影响的充电情况的特殊性，来确定基于电压增减模式的劣化加速程度和基于电阻增减模式的劣化加速程度两者。因此，由于根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100提供关于电池单元11的状态的各种信息，因此能够帮助确定电池单元11的状态。
以上，已经描述了当电池单元11处于充电状态时，控制单元103可以基于电压增减模式和电阻增减模式中的每一者来确定电池单元11的劣化加速程度。下文中，将详细描述基于电压增减模式确定第一劣化加速程度和基于电阻增减模式确定第二劣化加速程度的过程。
首先，将描述基于电压增减模式确定第一劣化加速程度的过程。控制单元103可以通过将接收到的OCV与预先存储的参考电压进行比较来计算电压波动率。这里，预先存储的参考电压是用于与由电压测量单元101测量的OCV进行比较的参考值，并且可以是事先存储在存储单元105中的值。即，参考电压可以预先存储在存储单元105中，并且控制单元103可以通过将预先存储在存储单元105中的参考电压与从电压测量单元101接收的OCV进行比较来计算电压波动率。
例如，预先存储的参考电压可以包括在预定周期时间点测量的电池单元11的OCV。可以由控制单元103通过比较预先存储的参考电压与从电压测量单元101接收的OCV来获得电压波动率。特别是，电压波动率可以被计算为预先存储的参考电压和OCV的测量值的比率或差值。即，控制单元103可以从电压测量单元101接收在预定周期时间点之后的周期测量的OCV，并计算接收到的OCV与预先存储的参考电压的比率作为电压波动率。
例如，假设预先存储的第一电池单元C1的参考电压为A1[V]。此外，假设由电压测量单元101在第一时间点测量的第一电池单元C1的OCV为B1[V]。控制单元103可以将第一电池单元C1在第一时间点的电压波动率计算为A1和B1的差值。例如，第一电池单元C1在第一时间点的电压波动率可以使用B1-A1的计算公式计算。作为另一实施例，第一电池单元C1在第一时间点的电压波动率也可以使用“(B1÷A1)×100”的计算公式来计算。下文中，为了便于描述，将描述使用B1-A1的计算公式计算电压波动率的情况。
优选地，预先存储的参考电压可以包括当电池单元11在预定周期充电使得电池单元11的电压达到参考充电电压时的OCV。这里，预定周期可以是距BOL(寿命的开始)的预定周期数内的时间点，并且例如可以是电池单元11出厂后的首次充电时间点。
例如，假设参考充电电压设定为4.2V。在这种情况下，电压测量单元101可以测量第一电池单元C1的初始充电过程(初始状态)中的电压，并在测量的电压达到4.2V时测量OCV。
优选地，预先存储的电压波动率数据可以配置成包括每当由电压测量单元101测量OCV时由控制单元103计算的电压波动率。即，从预定周期到当前时间点，电压测量单元101可以在电池单元11的电压通过充电而达到参考充电电压时测量OCV，控制单元103可以根据电压测量单元101测量出的OCV计算电压波动率。此外，计算出的电压波动率可以包括在预先存储在存储单元105中的电压波动率数据中。
例如，在所示的实施方式中，第一电池单元C1的预先存储的电压波动率数据可以包括从第一时间点到第N-1时间点计算的第一电池单元C1的电压波动率。这里，N为2以上的整数，并且当N为2时，预先存储的电压波动率数据可以只包括第一时间点计算的第一电池单元C1的电压波动率。如果控制单元103在第N时间点计算出第一电池单元C1的电压波动率，则第N时间点的第一电池单元C1的电压波动率可以包括在预先存储在存储单元105中的电压波动率数据中。在这种情况下，预先存储在存储单元105中的电压波动率数据可以包括第1至第N电压波动率。
根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100可以基于预先存储在存储单元105中的从过去时间点到当前时间点的电压波动率数据来确定电池单元11的当前电压增减模式。即，由于根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100基于其中累积地存储有计算出的电压波动率的预先存储的电压波动率数据来确定电池单元11的当前电压增减模式和当前劣化加速程度，因此与仅借助特定时间点的电压波动率来确定电池单元11的劣化程度的情况相比，具有可以更准确地确定电池单元11的劣化加速程度和劣化程度的优点。此外，由于确定的劣化加速程度和确定的劣化程度可以用作估计电池单元11的未来状态的信息，因此根据本公开的一个实施方式的电池状态估计设备100具有这样的优点，即不仅基于电池单元11的过去和当前的状态而且基于劣化加速程度来提供能够估计未来状态的信息。
控制单元103可以计算在预先存储的电压波动率数据中包括在距电池单元11的当前周期的预定周期数内的多个电压波动率的电压变化率。这里，电压变化率可以包括电压波动率的平均变化率或瞬时变化率。此外，距当前周期的预定周期数内包括的多个电压波动率可以包括距当前周期的预设周期数内包括的多个电压波动率。例如，控制单元103可以计算距当前周期的50个周期内包括的多个电压波动率的电压变化率。将参考图3和图4详细描述电压变化率的计算。
图3是示出由根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100计算的第一电池单元的电压波动率的图。图4是由根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100计算的第二电池单元的电压波动率的图。参考图3和图4，存储单元105可以在每个周期存储预先存储的第一电池单元C1的电压波动率数据和预先存储的第二电池单元C2的电压波动率数据。下文中，如图3中所示，包括第一电池单元C1的预设周期数的区域将被描述为In区域。类似地，如图4中所示，包括第二电池单元C2的预设周期数的区域将被描述为Jn区域。这里，n是正整数。例如，如果预设周期数为50，则I1区域可以包括第一电池单元C1的0至50周期，并且I2区域可以包括第一电池单元C1的51至100周期。为了便于描述，假设第一电池单元C1的0周期包括在I1区域中，并且第二电池单元C2的0周期包括在J1区域中。
例如，假设要包括在一个区域中的预设周期数为50。在图3中，如果第一电池单元C1的当前周期为第300周期，则控制单元103可以提取属于第一电池单元C1的预先存储在存储单元105中的电压波动率数据的包括251至300周期的I6区域的每个周期的电压波动率。即，控制单元103可以通过将属于第一电池单元C1的I6区域的每个周期的电压波动率相互比较来计算I6区域的电压变化率。类似地，在图4中，如果第二电池单元C2的当前周期为第150周期，则控制单元103可以提取属于第二电池单元C2的预先存储在存储单元105中的电压波动率数据的包括101至150周期的J3区域的每个周期的电压波动率。控制单元103可以通过将属于第二电池单元C2的J3区域的每个周期的电压波动率相互比较来计算J3区域的电压变化率。这里，电压变化率是指变化率的具体值。
下文中，为了便于描述，将假设：电压变化率在等于或大于0时为正变化率，而电压变化率在小于0时为负变化率。此外，将参考图5详细描述控制单元103计算电压变化率的实施例。
图5是示出根据本公开的实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电压波动率的区域的放大图。即，图5是示出在计算出的第一电池单元C1的电压波动率中包括在I2区域中的电压波动率的放大图。
参考图5的实施方式，控制单元103可以计算包括在电池单元11的当前周期所属区域中的电压波动率的电压变化率。此时，控制单元103可以基于电池单元11的当前周期所属区域的电压变化率，将电池单元11的当前周期所属区域划分为多个子区域。具体地，控制单元103可以基于计算出的一个区域中的电压变化率从正变化率变为负变化率或从负变化率变为正变化率的这样的周期，将单个区域划分为多个子区域。例如，在图5的实施方式中，控制单元103可以计算包括在I2区域中的连续周期的平均变化率或包括在I2区域中的连续周期的瞬时变化率。具体地，基于第80周期，可以将I21区域的电压变化率计算为正变化率，并且将I22区域的电压变化率计算为负变化率。据此，控制单元103可以基于第80周期将第一电池单元C1的I2区域划分为I21区域和I22区域。
即，在图5的实施方式中，控制单元103可以将I2区域划分为J21区域和I22区域，并计算I21区域和I22区域各自的电压变化率。这样，控制单元103可以将一个区域划分成子区域，并计算每个子区域的电压变化率。
图6是示出由根据本公开的实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电压波动率的另一区域的放大图。图7是示出由根据本公开的实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电压波动率的又一区域的放大图。
参考图6和图7，控制单元103可以根据计算出的电压变化率将I4区域和I6区域划分为多个子区域。即，控制单元103可以将I4区域划分为I41、I42、I43和I44子区域，并将I6区域划分为I61和I62子区域。
图8是示出根据本公开的实施方式的电池状态估计设备计算的第二电池单元的电压波动率的区域的放大图。
参考图8，控制单元103可以根据计算出的第二电池单元C2的电压变化率，将J1区域划分为多个子区域。即，控制单元103可以将J1区域划分为J11和J12子区域。
当计算包括在电池单元11的当前周期所属区域中的电压波动率之间的变化率时，控制单元103可以不通过将当前周期所属区域仅仅确定为单个区域而计算变化率。此外，控制单元103可以确定电压变化率从正变化率变化为负变化率或从负变化率变为正变化率的周期时间点，并基于确定的周期时间点将电池单元11的当前周期所属区域划分为子区域。
如上所述，根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100并不是不加区别地将电池单元11的当前周期所属区域仅确定为一个区域，并且如果有必要，电池状态估计设备100将该区域划分为子区域，并更详细地计算电压变化率。因此存在可以更准确地确定电池单元11的当前状态的优点。
此外，控制单元103可以基于计算出的电压变化率确定电压增减模式。这里，电压增减模式可以包括电压增大模式和电压减小模式。特别是，控制单元103可以确定计算出的变化率为正变化率的情况下的电压增减模式为电压增大模式。此外，控制单元103可以确定计算出的变化率为负变化率的情况下的电压增减模式为电压减小模式。
例如，参考图3和图5，如果第一电池单元C1的当前周期属于I1区域，则控制单元103可以基于I1区域中包括的电压波动率来计算第一电池单元C1的电压变化率。在这种情况下，控制单元103可以将I1区域的电压变化率计算为等于或大于零的值。即，I1区域的电压变化率可以被计算为正变化率。此外，控制单元103可以基于将电压变化率计算为正变化率的结果，将第一电池单元C1的当前电压增减模式确定为电压增大模式。此外，如果第一电池单元C1的当前周期属于I2区域的I22区域，则控制单元103可以基于相应区域中包括的电压波动率计算为负变化率。而且，控制单元103可以基于计算出的负变化率确定第一电池单元C1的当前电压增减模式为电压减小模式。
例如，参考图4和图8，如果第二电池单元C2的当前周期属于J1区域，则控制单元103可以基于J1区域中包括的电压波动率计算出电压变化率。此时，如果第二电池单元C2的当前循环属于J11区域，则控制单元103可以将第二电池单元C2的电压变化率计算为0以上的值，并将电压增减模式确定为电压增大模式。反之，当如果第二电池单元C2的当前周期属于J12区域时，控制单元103可以将第二电池单元C2的电压变化率计算为0以下的值，并将电压增减模式确定为电压减小模式。
此外，如果第二电池单元C2的当前周期属于J2至J6区域中的任一者，则控制单元103可以将第二电池单元C2的电压变化率计算为负变化率，并基于计算出的负变化率将第二电池单元C2的当前电压增减模式确定为电压减小模式。
即，根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100具有这样的优点，即不仅考虑到电池单元11的当前状态，而且考虑到其先前的状态，能够更准确地估计电池单元11的当前状态。此外，由于根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100计算电池单元11的电压变化率，并基于电压变化率确定电压增减模式，因此具有提供可以容易估计电池单元11的未来状态的信息的优点。此外，即使在距当前周期的预定周期数内，也可以通过将其中电压变化率由负向正或由正向负变更的区域划分为子区域，来更具体、更详细地确定电池单元11的电压增减模式。因此，能够更准确地估计电池单元11的当前状态。
控制单元103可以根据电池单元11的电压增减模式，将电池单元11的第一劣化加速程度确定为加速劣化、线性劣化和减速劣化中的任一种。这里，加速劣化是指电池单元11的劣化逐渐加速的状态，并且线性劣化是指电池单元11的劣化不像加速劣化那样逐渐加速，而是线性劣化的状态。反之地，减速劣化是指电池单元11的劣化逐渐缓慢进行的状态。下文中，将描述根据电压增减模式确定第一劣化加速程度的过程。
控制单元103可以配置成，如果将电压增减模式确定为电压增大模式，则将电池单元11的第一劣化加速程度确定为减速劣化。
例如，如前述实施方式中那样，参考图3，如果第一电池单元C1的当前周期属于I1区域，则控制单元103可以将第一电池单元C1的电压增减模式确定为电压增大模式。控制单元103可以将第一电池单元C1的第一劣化加速程度确定为减速劣化。即，如果电池单元C1的电压增减模式被确定为电压增大模式，则控制单元103可以将电池单元C1的劣化加速程度确定为减速劣化。
如前述实施方式中那样，参考图4，如果第二电池单元C2的当前周期属于J2区域，则控制单元103可以将第二电池单元C2的电压增减模式确定为电压减小模式。控制单元103可以根据的确定为电压减小模式的J2区域的电压变化率，将第二电池单元C2的第一劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种。
即，如果将电压增减模式确定为电压减小模式，则控制单元103可以基于电池单元11的电压变化率将第一劣化加速程度确定为加速劣化或线性劣化。反之，如果将电压增减模式确定为电压增大模式，则控制单元103可以配置成省略计算电池单元11的电压变化率的过程，并且将第一劣化加速程度仅确定为减速劣化。
因为根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100根据电池单元11的电压增减模式和电压变化率详细地将电池单元11的第一劣化加速程度确定为加速劣化、线性劣化或减速劣化，所以具有准确地确定和诊断电池单元11的当前状态的优点。
此外，如果将电压增减模式确定为电压增大模式，则电池状态估计设备100可以不单独计算电压变化率。即，电池状态估计设备100仅在将电池单元11的电压增减模式确定为电压增大模式时，将电池单元11的劣化加速程度确定为减速劣化，并且这具有节省确定电池单元11的劣化加速程度所需时间的优点。
在电池单元11的劣化加速程度中，可以根据电池单元11的劣化速度来区分加速劣化和线性劣化。在下文中，将描述用于区分加速劣化和线性劣化的标准。
控制单元103可以配置成，如果计算出的电压变化率大于或等于预设的电压参考变化率，则将电池单元11的劣化加速程度确定为线性劣化。
反之，控制单元103可以配置成如果计算出的电压变化率小于预设电压参考变化率，则将电池单元11的劣化加速程度确定为加速劣化。
这里，预设参考电压变化率是在将电池单元11的电压增减模式确定为电压减小模式的情况下，将劣化加速程度确定为加速劣化或线性劣化的参考变化率。
例如，预设的电压变化参考率可以预设为电压波动率每50个周期降低1mV。在图5、图6和图7所示的实施方式中，如果第一电池单元C1的当前周期属于I22、I42、I44和I62区域中的任一者，则控制单元103可以将第一电池单元C1的当前周期所属区域的电压变化率与预设参考电压变化率进行比较。
如果第一电池单元C1的当前周期所属区域的电压变化率大于或等于预设参考电压变化率，则控制单元103可以确定为线性劣化，并且如果第一电池单元C1的当前周期所属区域的电压变化率小于预设参考电压变化率，则控制单元103可以确定为加速劣化。
类似地，在图4和图8所示的实施方式中，如果第二电池单元C2的当前周期属于J12、J2、J3、J4、J5和J6区域中的任一者，控制单元103可以将第二电池单元C2的当前周期所属区域的电压变化率与预设参考电压变化率进行比较。优选地，参考图4和图8，如果第二电池单元C2的当前周期属于J12、J2至J6区域中的任一者，则控制单元103可以将第二电池单元C2的当前周期所属区域的电压变化率与预设参考电压变化率进行比较。
在此，控制单元103可以基于J1区域的电压变化率，将J1区域划分为J11区域和J12区域。在计算J1区域的电压变化率的过程中，控制单元103可以基于电压增减模式的变化点将J1区域划分为J11区域和J12区域。在此，由于J11区域的电压增减模式为电压增大模式，而J12区域的电压增减模式为电压减少模式，因此，控制单元103可以基于第25周期将J1区域划分为J11区域和J12区域。即，J11区域和J12区域可以是J1区域的子区域。
例如，如果第二电池单元C2的当前周期属于J11区域，则控制单元103可以基于第二电池单元C2的当前周期所属区域的电压变化率，将第二电池单元C2的电压增减模式确定为电压增大模式。此外，控制单元103可以将第二电池单元C2的第一劣化加速程度确定为减速劣化。
作为另一实施例，假设J12、J2和J3区域的电压变化率小于预设的电压变化率，并且J4、J5和J6区域的电压变化率等于或大于预设的电压变化率。如果第二电池单元C2的当前周期属于J12、J2和J3区域中的任一者，则控制单元103可以将第二电池单元C2的第一劣化加速程度确定为加速劣化。反之，如果第二电池单元C2的当前周期属于J4、J5和J6区域中的任一者，则控制单元103可以将第二电池单元C2的第一劣化加速程度确定为线性劣化。
即，根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100可以将预设参考电压变化率与电池单元11的当前周期所属区域的电压变化率进行比较。此外，电池状态估计设备100可以通过将劣化加速程度细分为加速劣化或线性劣化，确定电池单元11的劣化加速程度，而不是不加区别地确定电压增大模式的劣化加速程度。因此，可以进一步细分并且具体诊断电池单元11的当前状态。
控制单元103可以配置成仅当计算出的电池单元11的电压波动率大于预设电压下限且小于预设电压上限时，才确定电池单元11的电压增减模式。即，控制单元103仅当电池单元11的电压波动率在一定范围内时，才可以确定电压增减模式。
例如，在电池单元11的电压波动率大于或等于预设的电压上限的情况下，这是电池单元11的OCV增加到参考值以上的情况，此时电池单元11可能会异常劣化，有突然下降的危险。此外，在电池单元11的电压波动率小于或等于预设的下限的情况下，这是电池单元11的OCV因电气短路等原因而减小至参考值以下的情况，电池单元11可能会异常劣化。
因此，控制单元103可以确定除电池单元11异常劣化的情况外的电池单元11正常劣化的情况下的电压增减模式。
如果事先没有区分电池单元11的正常或异常状态，则可能根据异常状态下的电压增减模式确定劣化加速程度，并根据确定的劣化加速程度调整电池控制条件，这会进一步恶化电池单元11的状态。
因此，由于根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100首先将电池单元11的状态划分为正常状态或异常状态，然后仅在电池单元11的状态为正常状态时确定电压增减模式和劣化加速程度，因此能够缩短确定电池单元11的劣化加速程度所需的时间，并提高确定电池单元11的状态的准确性。
以上，已经描述了当电池单元11处于充电状态时，控制单元103基于电压增减模式确定电池单元11的第一劣化加速程度。下文中，将详细描述基于电阻增减模式确定第二劣化加速程度的过程。
这里，第二劣化加速程度是根据电池单元11的电阻增减模式确定的劣化加速程度，并且与上述第一劣化加速程度类似，可以确定为加速劣化、线性劣化和减速劣化中的任一种。
首先，控制单元103可以基于由电压测量单元101测量的电池单元11的OCV来计算电池单元11的内部电阻。
例如，控制单元103可以根据“(|CCVEoC-OCVEoC|)÷it1”的计算公式计算电池单元11的当前电阻。在此，CCVEoC可以指从测量电池单元11的OCVEoC的时间点起的时间t1之后测量的电池单元11的充放电电压，OCVEoC可以指在充电情况下电池单元11的电压达到参考充电电压时测量的电池单元11的OCV，并且it1可以指在时间t1内流过的充放电电流的量。
此外，控制单元103可以配置成通过将计算出的内部电阻与预先存储的参考电阻进行比较来计算电阻波动率。在此，预先存储的参考电阻是与控制单元103计算的电池单元11的当前电阻进行比较的参考值，并且可以是事先存储在存储单元105中的值。
优选地，预先存储的参考电阻可以是在预定周期测量的电池单元11的电阻。控制单元103可以将电阻波动率计算为当前电池单元11的电阻与预先存储的参考电阻的比率或差值。
例如，对于图1中所示的第一电池单元C1，假设预先存储的参考电阻为A2[Ω]。另外，假设由控制单元103基于电压测量单元101在第一时间点测量的第一电池单元C1的OCV计算出的第一电池单元C1的当前电阻为B2[Ω]。控制单元103可以将第一电池单元C1在第一时间点的电阻波动率计算为B2[Ω]与A2[Ω]的比值。例如，可以使用“(B2÷A2)×100”的计算公式来计算第一电池单元C1在第一时间点的电阻波动率。
优选地，预先存储的参考电阻可以包括基于预先存储在存储单元105中的参考电压计算的参考电阻。即，预先存储的参考电阻对应于预先存储的参考电压，并且可以是基于当电池单元11充电从而在预定周期使电池单元11的电压达到参考充电电压时的OCV计算的电阻。预先存储的参考电阻可以存储在存储单元105中。
例如，在存储单元105中，可以预先存储参考电压A1[V]，并且可以预先存储基于参考电压A1计算的参考电阻A2[Ω]。
优选地，预先存储的电阻波动率数据可以配置成包括每当电压测量单元101测量OCV时由控制单元103计算的电阻波动率。即，从当前周期之前的预定周期开始，电压测量单元101可以在电池单元11的电压通过充电达到参考充电电压时测量OCV。另外，控制单元103可以基于电压测量单元101测量的OCV计算出当前电阻，并根据计算出的当前电阻和预先存储在存储单元105中的参考电阻计算出电池单元11的电阻波动率。此外，计算出的电阻波动率可以包括在预先存储在存储单元105中的电阻波动率数据中。
例如，在图1所示的实施方式中，预先存储的第一电池单元C1的电阻波动率数据可以包括从第一时间点到第N-1时间点计算的第一电池单元C1的电阻波动率。这里，N为2以上的整数，当N为2时，预先存储的电阻波动率数据可以只包括在第一时间点计算的第一电池单元C1电阻波动率。如果控制单元103在第N时间点计算出第一电池单元C1的电阻波动率，则预先存储在存储单元105中的电阻波动率数据可以包括第N时间点计算出的第一电池单元C1的电阻波动率。在这种情况下，预先存储在存储单元105中的电阻波动率数据可以包括第1至第N电阻波动率。
根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100可以基于预先存储在存储单元105中的从过去时间点到当前时间点的电阻波动率数据来确定电池单元11的当前电阻增减模式。即，根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100可以基于预先存储的电阻波动率数据来确定电池单元11的当前电阻增减模式，在预先存储的电阻波动率数据中累积地存储有过去计算的电阻波动率。此外，由于电池状态估计设备100基于确定的电阻增减模式和确定的电压增减模式来确定电池单元11的当前的劣化加速程度，因此，与仅借助特定时间点的电阻波动率确定电池单元11的劣化程度的情况相比，可以更准确地确定电池单元11的劣化加速程度或劣化程度。
此外，由于所确定的劣化加速程度可以用作估计电池单元11的未来状态的信息，因此根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100具有基于电池单元11的劣化加速程度以及过去和当前的状态提供能够估计未来状态的信息的优点。
控制单元103可以计算在预先存储的电阻波动率数据中距电池单元11的当前周期的预定周期数内包括的多个电阻波动率的电阻变化率。这里，电阻变化率可以包括电阻波动率的平均变化率或瞬时变化率。此外，距当前周期的预定周期数内包括的多个电阻波动率可以包括距当前周期的预设周期数内包括的多个电阻波动率。
例如，控制单元103可以计算距当前周期的50个周期内包括的多个电阻波动率的电阻变化率。将参考图9和图10详细描述电阻变化率的计算。
图9是示出由根据本公开的实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电阻波动率的图。图10是由根据本公开的实施方式的电池状态估计设备计算的第二电池单元的电阻波动率的图。
参考图9和图10，存储单元105可以在每个周期分别存储预先存储的第一电池单元C1的电阻波动率数据和预先存储的第二电池单元C2的电阻波动率数据。
下文中，如图9中所示，包括第一电池单元C1的预设周期数的区域将被描述为In区域。类似地，如图10中所示，包括第二电池单元C2的预设周期数的区域将被描述为Jn区域。这里，图9中所示的In区域可以对应于图3中所示的In区域，并且图10中所示的Jn区域可以对应于图4中所示的Jn区域。
例如，假设要包括在一个区域中的预设周期数为50。在图9中，如果第一电池单元C1的当前周期为第300周期，则控制单元103可以提取属于第一电池单元C1的预先存储在存储单元105中的电压波动率数据的包括251至300周期的I6区域的每个周期的电阻波动率。即，控制单元103可以通过将属于第一电池单元C1的I6区域的每个周期的电阻波动率相互比较来计算I6区域的电阻变化率。
类似地，在图10中，如果第二电池单元C2的当前周期为第150周期，则控制单元103可以提取属于第二电池单元C2的预先存储在存储单元105中的电阻波动率数据的包括101至150周期的J3区域的每个周期的电阻波动率。控制单元103可以通过将属于第二电池单元C2的J3区域的每个周期的电阻波动率相互比较来计算J3区域的电阻变化率。这里，电阻变化率是指变化率的具体值。
下文中，为了便于描述，将假设：电阻变化率在等于或大于0时为正变化率，而电阻变化率在小于0时为负变化率。
类似于参考图5至图8描述计算电压变化率的实施例，在计算电池单元11的当前周期所属区域中包括的电阻波动率的变化率时，控制单元103可以不通过确定本周期仅属于一个区域来计算电阻变化率。此外，控制单元103可以确定电阻变化率从正向负变化或从负向正变化的周期，并基于确定的周期将电池单元11的当前周期所属的区域划分为子区域。即，控制单元103可以根据属于单个区域的电阻波动率的电阻变化率，将单个区域划分为多个子区域，并计算出被划分的各子区域的电阻变化率。
图11是示出根据本公开的实施方式的电池状态估计设备计算的第一电池单元的电阻波动率的区域的放大图。
例如，在图11的实施例中，控制单元103可以计算包括在I1区域内的连续周期的平均变化率或包括在I1区域内的连续周期的瞬时变化率。具体地，基于第10周期，I11区域的电阻变化率可以计算为负变化率，并且I12区域的电阻变化率可以计算为正变化率。因此，控制单元103可以基于第10周期将第一电池单元C2的I1区域划分为I11区域和I12区域。
即，在图11的实施方式中，控制单元103可以将I1区域划分为I11区域和I12区域，并计算I11区域和I12区域中每一者的电阻变化率。因此，控制单元103可以将一个区域划分为子区域，并计算每个子区域的电阻变化率。
如上所述，因为根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100并不是不加区别地将电池单元11的当前周期所属区域仅确定为一个区域，并且如果有必要，电池状态估计设备100将该区域划分为子区域，并更详细地计算电阻变化率，因此存在可以更准确地确定电池单元11的当前状态的优点。
此外，控制单元103可以基于计算出的电阻变化率确定电阻增减模式。这里，电阻增减模式可以包括电阻增大模式和电阻减小模式。特别是，当计算出的电阻变化率是正变化率时，控制单元103可以将电阻增减模式确定为电阻增大模式。此外，当计算出的电阻变化率为负变化率时，控制单元103可以将电阻增减模式确定为电阻减小模式。
例如，参考图9和图11，如果第一电池单元C1的当前周期属于I1区域，则控制单元103可以基于I1区域中包括的电阻波动率计算第一电池单元C1的电阻变化率。如果第一电池单元C1的当前周期属于I11区域，则控制单元103可以将I11区域的电阻变化率计算为小于0(零)的值。即，I11区域的电阻变化率可以被计算为负变化率。此外，控制单元103可以基于将电阻变化率计算为负变化率的结果，将第一电池单元C1的当前电阻增减模式确定为电阻减小模式。
反之，如果第一电池单元C1的当前周期属于I12区域，则控制单元103可以将I12区域的电阻变化率计算为0以上。即，I12区域的电阻变化率可以被计算为正变化率。控制单元103可以基于将电阻变化率计算为正变化率的结果，将第一电池单元C1的当前电阻增减模式确定为电阻增大模式。类似地，即使当第一电池单元C1的当前周期属于I2至I6区域中的任意一个区域时，控制单元103也可以基于区域中包括的电阻波动率将电阻变化率计算为正变化率。此外，控制单元103可以基于计算为正变化率的结果将第一电池单元C1的当前电阻增减模式确定为电阻增大模式。
作为另一实施例，参考图10，如果第二电池单元C2的当前周期属于J1至J6区域中的任一者，则控制单元103可以计算第二电池单元C2的当前周期所属区域的电阻变化率。控制单元103可以将第二电池单元C2的当前周期所属区域的电阻变化率计算为0以上。即，第二电池单元C2的当前周期所属区域的电阻变化率可以计算为正变化率。此外，控制单元103可以基于计算出的电阻变化率，将第二电池单元C2的当前周期的电阻增减模式确定为电阻增大模式。
即，由于根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100根据计算出的本周期的电阻波动率和存储在预先存储的电阻波动率数据中的先前的电阻变化率来确定电池单元11的当前的电阻增减模式，因此具有这样的优点，即通过不仅考虑电池单元11的当前状态，而且考虑先前的状态，来估计电池单元11的当前状态。
此外，由于根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100计算电池单元11的电阻变化率，并基于计算出的电阻变化率确定电阻增减模式，因此具有提供允许容易估计电池单元11的未来状态的信息的优点。
如果将电阻增减模式确定为电阻增大模式，则控制单元103可以配置成根据计算出的电阻变化率将电池单元11的劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种。即，如果将电阻增减模式确定为电阻增大模式，则控制单元103可以将第二劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种。
另外，如果将电阻增减模式确定为电阻减小模式，则控制单元103可以配置成将电池单元11的劣化加速程度确定为减速劣化。即，如果将电阻增减模式确定为电阻减小模式，则控制单元103可以将第二劣化加速程度仅确定为减速劣化。
例如，在图9和图11的实施方式中，如果第一电池单元C1的当前周期属于I11区域，则控制单元103可以将第一电池单元C1的电阻增减模式确定为电阻减小模式。另外，控制单元103可以将第一电池单元C1的第二劣化加速程度确定为减速劣化。
反之，如果第一电池单元C1的当前周期属于I12至I6区域中的任何一者，则控制单元103可以将第一电池单元C1的电阻增减模式确定为电阻增大模式。另外，控制单元103可以根据第一电池单元C1所属区域的电阻变化率将第一电池单元C1的第二劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种。
作为另一实施例，在图10的实施方式中，如果第二电池单元C2的当前周期属于J1至J6区域中的任何一者，则控制单元103可以将第二电池单元C2的电阻增减模式确定为电阻增大模式。另外，控制单元103可以根据第二电池单元C2所属区域的电阻变化率将第二电池单元C2的第二劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种。
即，由于在电池单元11处于充电状态的状态下不考虑由OCV引起电阻变化的因素，因此与放电状态不同，在基于电池单元11的电阻增减模式确定第二劣化加速程度的情况下可以不考虑电池单元11的电压增减模式。
因此，由于基于充电状态和放电状态之间的差异来确定电池单元11的劣化加速程度，因此根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100具有这样的优点：确定关于电池单元11的劣化加速程度和劣化程度的具体状态信息，并提供确定的状态信息。
如上所述，在电池单元11的劣化加速程度中，可以根据电池单元11的劣化速度来对加速劣化和线性劣化进行分类。如果电池单元11的电阻增减模式是电阻增大模式并且计算出的电阻变化率大于或等于预设参考电阻变化率，则控制单元103可以配置成将电池单元11的劣化加速程度确定为加速劣化。
另外，控制单元103可以配置成：如果电阻增减模式是电阻增大模式并且计算出的电阻变化率小于预设参考电阻变化率，则将电池单元11的劣化加速程度确定为线性劣化。
这里，预设参考电阻变化率是用于在将电池单元11的电阻增减模式确定为电阻增大模式时，将劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种的参考变化率。例如，预设参考电阻变化率可以预设成使得电阻波动率每100个周期增加10％。
例如，在图9和图11的实施方式中，假设第一电池单元C1的当前周期属于I12至I6区域中的任何一者，并且I12至I6区域的电阻变化率小于预设参考电阻变化率。由于I12至I6区域的电阻变化率小于预设参考电阻变化率，因此控制单元103可以将第一电池单元C1的第二劣化加速程度确定为线性劣化。
作为另一实施例，在图10的实施方式中，假设J1至J3区域的电阻变化率大于或等于预设参考电阻变化率，并且J4至J6区域的电阻变化率小于预设参考电阻变化率。如果第二电池单元C2的当前周期属于J1至J3区域中的任何一者，则控制单元103可以将第二电池单元C2的当前周期所属区域的电阻变化率与预设参考电阻变化率进行比较，并将第二电池单元C2的第二劣化加速程度确定为加速劣化。反之，如果第二电池单元C2的当前周期属于J4至J6区域中的任何一者，则控制单元103可以将第二电池单元C2的当前周期所属区域的电阻变化率与预设参考电阻变化率进行比较，并将第二电池单元C2的第二劣化加速程度确定为线性劣化。
即，根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100可以将预设参考电阻变化率与电阻变化率进行比较，并且通过将劣化加速程度细分为加速劣化和线性劣化中的任何一种来确定劣化加速程度，而不是不加区别地针对电阻增加模式确定劣化加速程度。因此，可以进一步细分并具体诊断电池单元11的当前状态。
控制单元103可以配置成仅在计算出的电阻波动率超过预设的电阻下限时才确定电池单元11的电阻增减模式。即，控制单元103可以仅在电池单元11的电阻波动率超过预设的电阻下限时才确定电阻增减模式，并根据确定的电阻增减模式确定电池单元11的第二劣化加速程度。例如，当电池单元11的内部电阻由于电气短路等而减小到参考值以下时(在电池单元异常劣化的情况下)，电池单元11的电阻波动率小于或等于预设下限。因此，控制单元103可以确定除由于诸如电气短路之类的外部因素引起的电池单元11异常劣化的情况外的仅电池单元11正常劣化的情况下的电阻增减模式。
如果未事先将电池单元11的正常劣化和异常劣化分类，则可能根据异常劣化条件下的电阻增减模式来确定劣化加速程度，并且可能够根据所确定的劣化加速程度来调整电池控制条件，这可能进一步恶化电池单元11的状态。
因此，由于根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100仅当电池单元11处于正常劣化状态时才确定电阻增减模式以及劣化加速程度，因而具有缩短确定电池单元11的劣化加速程度所需时间以及提高确定电池单元11的状态的准确性的优点。
图12是以树状结构示意性地示出根据本公开的实施方式的电池状态估计设备基于电压波动率确定电池单元的劣化加速程度的过程的图。
参考图12，可以根据控制单元103确定的电池单元11的电压增减模式来确定电池单元11的第一劣化加速程度。
首先，如果控制单元103计算出的电池单元11的电压波动率等于或小于预设的电压下限或等于或大于预设的电压上限，则可以确定为异常劣化。如果电池单元11被确定为异常劣化，则控制单元103可以不基于电压波动率来确定电压增减模式。
即，控制单元103可以配置成仅在电池单元11的电压波动率被包括在正常范围内时才确定电压增减模式，并根据确定的电压增减模式确定电池单元11的第一劣化加速程度。
如果电池单元11的电压波动率大于预设电压下限并且小于预设电压上限，则控制单元103可以基于计算出的电压波动率和预先存储的电压波动率数据确定电池单元11的电压增减模式。此外，如果确定的电压增减模式为电压减小模式，则控制单元103可以将电池单元11的劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种，并且如果确定的电压增减模式为电压增大模式，则控制单元103可以将电池单元11的劣化加速程度确定为减速劣化。
即，如果确定的电压增减模式为电压增大模式，则控制单元103可以将电池单元11的劣化加速程度仅确定为减速劣化。
相反，如果确定的电压增减模式为电压减小模式，则控制单元103可以将电池单元11的电压变化率与预设参考电压变化率进行比较，以更详细地将电池单元11的劣化加速程度分类为加速劣化和线性劣化中的任一种。
图13是以树状结构示意性地示出根据本公开的实施方式的电池状态估计设备根据电阻波动率确定电池单元的劣化加速程度的过程的图。
参考图13，控制单元103可以只根据确定的电池单元11的电阻增减模式来确定电池单元11的劣化加速程度，而不管确定的电池单元11的电压增减模式如何。即，当在充电情况下确定电池单元11的劣化加速程度时，电池单元11的电压增减模式和电阻增减模式可以互不影响。但是，如果电池单元11处于放电情况下，由于OCV会影响电池单元11的内部电阻的变化因素，因此在根据电阻增减模式确定第二劣化加速程度时，可以首先考虑电压增减模式。
如果控制单元103计算出的电池单元11的电阻波动率等于或小于预设的电阻下限，则控制单元103可以将电池单元11的劣化状态确定为异常劣化。如果电池单元11的劣化状态为异常劣化，则控制单元103可以不确定电池单元11的劣化加速程度，并且仅当电池单元11的劣化状态为正常劣化时，控制单元103才可以确定电池单元11的劣化加速程度。
如果控制单元103计算出的电池单元11的电阻波动率大于预设的电阻下限，则控制单元103可以基于电池单元11的电阻波动率确定电阻增减模式。在此，如果将电池单元11的电阻增减模式确定为电阻减小模式，则控制单元103可以将电池单元11的第二劣化加速程度仅确定为减速劣化。反之，如果将电池单元11的电阻增减模式确定为电阻增大模式，则控制单元103可以基于电阻变化率将电池单元11的劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种。
即，仅当电池单元11的电阻增减模式被确定为电阻增大模式时，控制单元103才会基于电池单元11的当前周期所属区域的电阻变化率，将电池单元11的当前劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种。
根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100不仅可以确定电池单元11的劣化程度(即，电压波动率或者电阻波动率)，而且可以确定当前进行的劣化加速程度的历史和先前的劣化加速程度。因此，电池状态估计设备100可以更准确地确定电池单元11的当前状态，并进一步提供使得能够预测诸如电池单元11的寿命之类的未来情况的具体信息。
即，用户可以通过从根据本公开的实施方式的电池状态估计设备100分别获得根据电池单元11的电压增减模式的第一劣化加速程度和根据电阻增减模式的第二劣化加速程度，从而更具体地检查每个电池单元11的状态。因此，电池状态估计设备100可以通过使用诸如电压增减模式和电阻增减模式之类的各种指标以多样化的方式确定电池单元11的劣化加速程度，并提供所确定的信息，从而提供关于电池单元11的状态的具体的和各种的信息。
根据本公开的电池组1000可以包括上述根据本公开的电池状态估计设备100。此外，根据本公开的电池组1000除了电池状态估计设备100之外，还可以包括电池单元、各种电气装备(包括BMS、继电器、熔丝等)和电池组壳体。
此外，作为本公开的另一个实施方式，电池状态估计设备100可以安装至各种使用电能的装置，例如电动车辆、储能系统(ESS)等。特别是，根据本公开的电池状态估计设备100可以包括在电动车辆中。
根据本公开的电动车辆可以包括根据本公开的电池状态估计设备100。这里，电池状态估计设备100可以包括在电池组1000中，并且可以作为与电池组1000分离的装置来实施。例如，电池状态估计设备100的至少一部分可以由车辆的ECU实施。
此外，根据本公开的车辆除了电池状态估计设备100之外，还可以包括典型地提供给车辆的车身或电子装备。例如，根据本公开的车辆除了根据本公开的电池状态估计设备100之外，还可以包括电池组、接触器、逆变器、马达、至少一个ECU等。
然而，本公开并不特别限于除电池状态估计设备100之外的车辆的其他部件。
以上所述的本公开的实施方式不仅可以通过设备和方法来实施，而且可以通过实现与本公开的实施方式的构造相对应的功能的程序或记录程序的记录介质来实施。该程序或记录介质可由本领域的人员根据上述实施方式的描述容易地实施。
已经详细描述了本公开。然而，应该理解的是，详细的描述和具体的实施例虽然表明了本公开的优选实施方式，但仅仅是以说明的方式给出的，因为在本公开的范围内的各种变化和变型对于本技术领域的熟练人员来说根据该详细的描述将变得显而易见。
此外，由于本领域的技术人员可以在不脱离本公开的技术思想的情况下，以各种方式替换、变型和改变上述的本公开，因此本公开不受上述实施方式和附图的限制，并且可以选择性地组合所有或部分实施方式以实现各种变型。
附图标记说明
10：电池模块
11：电池单元
100：电池状态估计设备
1000：电池组
本申请要求2019年3月18日在大韩民国提交的韩国专利申请10-2019-0030710的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文。

Claims (14)

1.一种电池状态估计设备，所述电池状态估计设备包括：
电压测量单元，所述电压测量单元配置成测量电池单元的电压，并且每当所测量的电压达到参考充电电压时测量所述电池单元的开路电压；以及
控制单元，所述控制单元配置成接收由所述电压测量单元测量的所述开路电压，基于通过处理所接收的开路电压得到的结果计算电压波动率和电阻波动率中的至少一者，当计算所述电压波动率时，基于所计算的电压波动率和预先存储的电压波动率数据确定电压增减模式，当计算所述电阻波动率时，基于所计算的电阻波动率和预先存储的电阻波动率数据确定电阻增减模式，并且根据所确定的电压增减模式和所确定的电阻增减模式中的至少一者确定所述电池单元的劣化加速程度。
2.根据权利要求1所述的电池状态估计设备，
其中，当所述电压增减模式和所述电阻增减模式两者都被确定时，所述控制单元配置成基于所确定的电压增减模式确定所述电池单元的第一劣化加速程度，并基于所确定的电阻增减模式确定所述电池单元的独立于所述第一劣化加速程度的第二劣化加速程度。
3.根据权利要求1所述的电池状态估计设备，
其中，所述控制单元配置成通过将所接收的开路电压与预先存储的参考电压进行比较来计算所述电压波动率，
所述预先存储的参考电压配置成包括当所述电池单元的电压在预定周期达到所述参考充电电压时的开路电压，并且
所述预先存储的电压波动率数据配置成包括每当所述电压测量单元测量所述开路电压时，由所述控制单元计算的先前电压波动率。
4.根据权利要求1所述的电池状态估计设备，
其中，所述控制单元配置成计算所述预先存储的电压波动率数据当中的距所述电池单元的当前周期的预定周期数内包括的多个电压波动率，并计算所计算的电压波动率之间的电压变化率，并且基于所计算的电压变化率确定所述电压增减模式。
5.根据权利要求4所述的电池状态估计设备，
其中，当所述电压增减模式被确定为电压增大模式时，所述控制单元配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为减速劣化，并且
当所述电压增减模式被确定为电压减小模式时，所述控制单元配置成根据所计算出的电压变化率将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种。
6.根据权利要求5所述的电池状态估计设备，
其中，当所计算的电压变化率等于或大于预设参考电压变化率时，所述控制单元配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为线性劣化，并且
当所计算的电压变化率小于所述预设参考电压变化率时，所述控制单元配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为加速劣化。
7.根据权利要求1所述的电池状态估计设备，
其中，所述控制单元配置成当所计算的电压波动率大于预设电压下限且小于预设电压上限时，确定所述电压增减模式。
8.根据权利要求1所述的电池状态估计设备，
其中，所述控制单元配置成基于所接收的开路电压计算内部电阻，并通过将所计算的内部电阻与预先存储的参考电阻进行比较来计算所述电阻波动率，
所述预先存储的参考电阻配置成包括基于当所述电池单元的电压在预定周期达到所述参考充电电压时的开路电压计算的参考电阻，并且
所述预先存储的电阻波动率数据配置成包括每当所述电压测量单元测量所述开路电压时，由所述控制单元计算的先前的电阻波动率。
9.根据权利要求1所述的电池状态估计设备，
其中，所述控制单元配置成计算所述预先存储的电阻波动率数据当中的距所述电池单元的当前周期的预定周期数内包括的多个电阻波动率，并计算所计算的电阻波动率之间的电阻变化率，并且基于所计算的电阻变化率确定所述电阻增减模式。
10.根据权利要求9所述的电池状态估计设备，
其中，当所述电阻增减模式被确定为电阻增大模式时，所述控制单元配置成根据所计算的电阻变化率将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为加速劣化和线性劣化中的任一种，并且
当所述电阻增减模式被确定为电阻减小模式时，所述控制单元配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为减速劣化。
11.根据权利要求10所述的电池状态估计设备，
其中，当所计算的电阻变化率等于或大于预设参考电阻变化率时，所述控制单元配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为加速劣化，并且
当所计算的电阻变化率小于所述预设参考电阻变化率时，所述控制单元配置成将所述电池单元的所述劣化加速程度确定为线性劣化。
12.根据权利要求1所述的电池状态估计设备，
其中，所述控制单元配置成仅当所计算的电阻波动率大于预设的电阻下限时才确定所述电阻增减模式。
13.一种电池组，所述电池组包括根据权利要求1至12中的任一项所述的电池状态估计设备。
14.一种电动车辆，所述电动车辆包括根据权利要求1至12中的任一项所述的电池状态估计设备。
CN202080022255.1A 2019-03-18 2020-02-28 电池状态估计设备以及包括其的电池组和电动车辆 Active CN113646650B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0030710 2019-03-18
KR1020190030710A KR102521577B1 (ko) 2019-03-18 2019-03-18 배터리 상태 추정 장치
PCT/KR2020/002902 WO2020189919A1 (ko) 2019-03-18 2020-02-28 배터리 상태 추정 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113646650A CN113646650A (zh) 2021-11-12
CN113646650B true CN113646650B (zh) 2023-08-01

Family

ID=72520394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080022255.1A Active CN113646650B (zh) 2019-03-18 2020-02-28 电池状态估计设备以及包括其的电池组和电动车辆

Country Status (9)

Country Link
US (1) US11500031B2 (zh)
EP (1) EP3839536B1 (zh)
JP (1) JP7048002B2 (zh)
KR (1) KR102521577B1 (zh)
CN (1) CN113646650B (zh)
ES (1) ES2976020T3 (zh)
HU (1) HUE066472T2 (zh)
PL (1) PL3839536T3 (zh)
WO (1) WO2020189919A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020137815A1 (ja) * 2018-12-25 2020-07-02 三洋電機株式会社 待機用電源装置及び二次電池の充電方法
KR102521576B1 (ko) * 2019-03-18 2023-04-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치
KR20220093843A (ko) 2020-12-28 2022-07-05 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR20220134391A (ko) * 2021-03-26 2022-10-05 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR20220139755A (ko) * 2021-04-08 2022-10-17 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102630209B1 (ko) * 2022-09-21 2024-01-29 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 상태 진단 장치 및 방법
KR102698009B1 (ko) * 2022-10-26 2024-08-21 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
CN117991030B (zh) * 2024-04-03 2024-06-07 国网(山东)电动汽车服务有限公司 一种换电柜健康状态检测方法及系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172784A (ja) * 2003-11-19 2005-06-30 Yazaki Corp バッテリの放電可能容量推定方法および劣化度算出方法
KR100927541B1 (ko) * 2008-08-14 2009-11-17 주식회사 엘지화학 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 저항 특성 추정 장치 및방법
CN101641606A (zh) * 2007-03-23 2010-02-03 株式会社丰田中央研究所 二次电池的状态估计装置
WO2014132332A1 (ja) * 2013-02-26 2014-09-04 株式会社 日立製作所 劣化推定装置及び劣化推定方法
KR20160011448A (ko) * 2014-07-22 2016-02-01 현대모비스 주식회사 배터리의 완전충전용량 계산 장치 및 방법
CN105652106A (zh) * 2014-11-19 2016-06-08 国家电网公司 一种储能系统综合性能测试方法及装置
CN105866698A (zh) * 2016-05-11 2016-08-17 安徽锐能科技有限公司 考虑电池一致性的电池的健康状态估计方法
JP2018014210A (ja) * 2016-07-20 2018-01-25 トヨタ自動車株式会社 電池システム
WO2018056448A1 (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 古河電気工業株式会社 二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法
CN107925135A (zh) * 2015-08-26 2018-04-17 日产自动车株式会社 劣化程度估计装置和劣化程度估计方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10321720A1 (de) * 2002-05-14 2003-12-04 Yazaki Corp Verfahren zum Abschätzen des Ladezustandes und der Leerlaufspannung einer Batterie, sowie Verfahren und Vorrichtung zum Berechnen des Degradationsgrades einer Batterie
JP4619709B2 (ja) * 2004-07-02 2011-01-26 株式会社オートネットワーク技術研究所 バッテリ状態管理装置
WO2006093287A1 (ja) * 2005-03-04 2006-09-08 Autonetworks Technologies, Ltd. バッテリ状態監視装置
US8036839B2 (en) * 2006-03-10 2011-10-11 Shin-Kobe Electric Machinery Co., Ltd. Battery state determining apparatus
TWI286218B (en) * 2006-04-27 2007-09-01 Ablerex Electronics Co Ltd Method for determining state-of-health of batteries
US8102152B2 (en) * 2007-01-11 2012-01-24 Panasonic Corporation Deterioration detecting method and deterioration suppressing method for rechargeable lithium batteries, deterioration detector, deterioration suppressor, battery pack, and charger
JP5112920B2 (ja) 2008-03-19 2013-01-09 株式会社オートネットワーク技術研究所 劣化度合算出装置及び劣化度合算出方法
JP5619744B2 (ja) * 2010-10-20 2014-11-05 古河電気工業株式会社 蓄電デバイスの状態検知方法及びその装置
JP5673406B2 (ja) * 2011-07-13 2015-02-18 トヨタ自動車株式会社 劣化速度推定装置、劣化速度推定方法
JP5537521B2 (ja) * 2011-09-20 2014-07-02 株式会社日立製作所 リチウムイオン二次電池制御システムおよび組電池制御システム
US9176198B2 (en) * 2012-02-17 2015-11-03 GM Global Technology Operations LLC Battery state estimator with overpotential-based variable resistors
JP6018388B2 (ja) 2012-03-02 2016-11-02 公益財団法人鉄道総合技術研究所 二次電池の容量劣化推定方法および推定装置
JP2013247003A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Sony Corp 二次電池の充電制御装置、二次電池の充電制御方法、二次電池の充電状態推定装置、二次電池の充電状態推定方法、二次電池の劣化度推定装置、二次電池の劣化度推定方法、及び、二次電池装置
CN105452889B (zh) * 2013-05-23 2018-05-29 日立汽车系统株式会社 电池控制装置
WO2015064004A1 (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池状態推定装置
KR102177721B1 (ko) * 2014-03-20 2020-11-11 현대모비스 주식회사 배터리팩 열화 상태 추정 장치 및 방법
WO2015155805A1 (ja) * 2014-04-09 2015-10-15 三菱電機株式会社 蓄電池劣化測定装置、蓄電システム装置
JP2015230193A (ja) * 2014-06-04 2015-12-21 ソニー株式会社 劣化状態推定装置、充電状態推定装置、ｏｃｖカーブ算出生成装置および蓄電装置
KR101853382B1 (ko) 2014-11-25 2018-04-30 자동차부품연구원 차량 시동용 배터리의 잔여수명 산출 장치
US9853471B2 (en) * 2014-12-16 2017-12-26 Intel Corporation Mechanism for extending cycle life of a battery
KR20190030710A (ko) 2016-07-15 2019-03-22 이턴 인텔리전트 파워 리미티드 전자식 증발 방출 관리 시스템
KR102032505B1 (ko) 2016-09-19 2019-10-15 주식회사 엘지화학 배터리 테스트 장치 및 방법
KR102452548B1 (ko) * 2017-04-18 2022-10-07 현대자동차주식회사 배터리 열화 상태 추정장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
KR102493232B1 (ko) * 2019-03-18 2023-01-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005172784A (ja) * 2003-11-19 2005-06-30 Yazaki Corp バッテリの放電可能容量推定方法および劣化度算出方法
CN101641606A (zh) * 2007-03-23 2010-02-03 株式会社丰田中央研究所 二次电池的状态估计装置
KR100927541B1 (ko) * 2008-08-14 2009-11-17 주식회사 엘지화학 배터리 전압 거동을 이용한 배터리 저항 특성 추정 장치 및방법
WO2014132332A1 (ja) * 2013-02-26 2014-09-04 株式会社 日立製作所 劣化推定装置及び劣化推定方法
KR20160011448A (ko) * 2014-07-22 2016-02-01 현대모비스 주식회사 배터리의 완전충전용량 계산 장치 및 방법
CN105652106A (zh) * 2014-11-19 2016-06-08 国家电网公司 一种储能系统综合性能测试方法及装置
CN107925135A (zh) * 2015-08-26 2018-04-17 日产自动车株式会社 劣化程度估计装置和劣化程度估计方法
CN105866698A (zh) * 2016-05-11 2016-08-17 安徽锐能科技有限公司 考虑电池一致性的电池的健康状态估计方法
JP2018014210A (ja) * 2016-07-20 2018-01-25 トヨタ自動車株式会社 電池システム
WO2018056448A1 (ja) * 2016-09-23 2018-03-29 古河電気工業株式会社 二次電池状態検出装置および二次電池状態検出方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PEM燃料电池堆单片一致性的研究;齐基;中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技二辑(第09期);C042-565 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020189919A1 (ko) 2020-09-24
ES2976020T3 (es) 2024-07-19
EP3839536A4 (en) 2021-11-03
JP7048002B2 (ja) 2022-04-05
PL3839536T3 (pl) 2024-06-24
US20210325475A1 (en) 2021-10-21
CN113646650A (zh) 2021-11-12
US11500031B2 (en) 2022-11-15
KR102521577B1 (ko) 2023-04-12
EP3839536A1 (en) 2021-06-23
EP3839536B1 (en) 2024-01-24
JP2022503510A (ja) 2022-01-12
HUE066472T2 (hu) 2024-08-28
KR20200111016A (ko) 2020-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113646650B (zh) 电池状态估计设备以及包括其的电池组和电动车辆
CN113646651B (zh) 电池管理设备及包括其的电池组和电动车辆
CN113711072B (zh) 电池状态估计设备、包括其的电池组及电动车辆
CN113646652B (zh) 电池管理设备及包括其的电池组
CN114207456B (zh) 用于诊断电池劣化程度的设备和方法
EP4199182A1 (en) Battery diagnosis device and method
CN116134325A (zh) 电池诊断装置及方法
EP3748388A1 (en) Current sensor diagnosis apparatus and method
US20230266400A1 (en) Battery Diagnosing Apparatus and Method
CN118633031A (zh) 用于诊断电池的装置和方法
CN118318177A (zh) 用于诊断电池的装置和方法
CN117280230A (zh) 用于检测劣化电池单体的装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant