1.本技術(shù)要求于2020年12月7日在韓國提交的韓國專利申請no.10-2020-0169917的優(yōu)先權(quán)，該韓國專利申請的公開內(nèi)容以引用方式并入本文中。
2.本公開涉及電池診斷設(shè)備和方法，并且更具體地，涉及能夠診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的電池診斷設(shè)備和方法。

背景技術(shù)：

3.近來，對諸如筆記本計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)和便攜式電話這樣的便攜式電子產(chǎn)品的需求已急劇增加，并且認(rèn)真地開發(fā)了電動車輛、儲能電池、機(jī)器人、衛(wèi)星等。因此，正在積極研究允許反復(fù)充電和放電的高性能電池。
4.目前市售的電池包括鎳-鎘電池、鎳氫電池、鎳-鋅電池、鋰電池等。其中，鋰電池因它們與基于鎳的電池相比幾乎沒有記憶效應(yīng)并還具有極低的自充電率和高能量密度而備受關(guān)注。
5.當(dāng)電池正在充電時(shí)，在電池內(nèi)部發(fā)生極化現(xiàn)象。極化現(xiàn)象取決于電池的各種電阻成分(例如，歐姆電阻、電荷轉(zhuǎn)移電阻、擴(kuò)散電阻)。充電期間電池電壓高于開路電壓(ocv)的原因是因極化現(xiàn)象形成過電壓(超電位)。
6.隨著電池的劣化，極化現(xiàn)象往往會加劇。因此，即使充電條件(例如，充電電流、溫度)相同，過電壓的大小也可以隨著電池劣化程度的增加而增加。如果過電壓過度增加，則存在電池劣化加速的問題。例如，在充電期間，電池負(fù)極的電壓逐漸下降。這里，如果電池負(fù)極的電壓由于過電壓而下降至0v以下，則鋰金屬在負(fù)極上快速析出，結(jié)果，能參與充電和放電反應(yīng)的鋰離子的損失量會增加。
7.另外，電池的負(fù)極(例如，石墨)可以經(jīng)歷在初始充電/放電過程期間通過收縮和膨脹來增加反應(yīng)面積的穩(wěn)定化過程。在穩(wěn)定化過程期間，由于負(fù)極的反應(yīng)面積增加，與初始階段相比，負(fù)極的過電壓可以降低。即，在初始充電/放電過程中負(fù)極反應(yīng)面積的增加是由于負(fù)極的收縮和膨脹，這造成過電壓降低。
8.相反，負(fù)極的過電壓可以隨著電池的劣化而逐漸增加。例如，負(fù)極的過電壓可以由于根據(jù)電池劣化的固體電解液界面(sei)的產(chǎn)生和電解液的還原分解的影響而逐漸增加。
9.因此，為了防止電池快速劣化并延長電池的壽命，必須開發(fā)可以更具體地基于由電池的劣化和穩(wěn)定化過程造成的差異來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

10.技術(shù)問題
11.本公開被設(shè)計(jì)用于解決相關(guān)技術(shù)的問題，因此本公開涉及提供能夠更具體地基于電池的電壓和容量來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的電池診斷設(shè)備和方法。
12.本公開的這些和其它目的及優(yōu)點(diǎn)可以從下面的詳細(xì)描述來理解，并且將從本公開的示例性實(shí)施方式更完全地顯現(xiàn)出來。此外，將容易理解的是，本公開的目的和優(yōu)點(diǎn)可以通
過所附權(quán)利要求中示出的裝置及其組合來實(shí)現(xiàn)。
13.技術(shù)方案
14.根據(jù)本公開的一方面的一種電池診斷設(shè)備可以包括：曲線生成單元，所述曲線生成單元被配置為生成表示電池的電壓與所述電池的所述電壓的微分容量之間的對應(yīng)關(guān)系的微分曲線；以及控制單元，所述控制單元被配置為從所述曲線生成單元接收所述微分曲線，確定所述微分曲線中的目標(biāo)峰值，基于預(yù)設(shè)參考曲線中所包括的參考峰值來確定所述目標(biāo)峰值的行為模式，并通過將針對所述目標(biāo)峰值確定的所述行為模式與預(yù)設(shè)的所述多種行為類型進(jìn)行比較來診斷所述電池的負(fù)極的狀態(tài)。
15.所述控制單元可以被配置為根據(jù)所述多種行為類型當(dāng)中的與所述行為模式對應(yīng)的行為類型，將所述電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為過電壓狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)。
16.所述多種行為類型可以包括：所述目標(biāo)峰值的電壓超過所述參考峰值的電壓并且所述目標(biāo)峰值的微分容量小于所述參考峰值的微分容量的第一行為類型；以及所述目標(biāo)峰值的電壓小于所述參考峰值的電壓并且所述目標(biāo)峰值的微分容量等于或大于所述參考峰值的微分容量的第二行為類型。
17.所述控制單元可以被配置為當(dāng)針對所述目標(biāo)峰值確定的行為模式對應(yīng)于所述第一行為類型時(shí)將所述電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為所述過電壓狀態(tài)。
18.所述控制單元可以被配置為當(dāng)針對所述目標(biāo)峰值確定的行為模式對應(yīng)于所述第二行為類型時(shí)將所述電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為所述穩(wěn)定狀態(tài)。
19.當(dāng)在基于所述目標(biāo)峰值的電壓的預(yù)定電壓區(qū)域內(nèi)存在多個(gè)峰值時(shí)，所述控制單元可以被配置為選擇所述多個(gè)峰值，并且當(dāng)所選擇的所述多個(gè)峰值中的每一個(gè)的微分容量小于所述參考峰值的微分容量并且所述多個(gè)峰值中的每一個(gè)的電壓超過所述參考峰值的電壓時(shí)，所述控制單元可以被配置為將所述電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為所述過電壓狀態(tài)。
20.所述控制單元可以被配置為當(dāng)針對所述目標(biāo)峰值確定的行為模式對應(yīng)于所述第一行為類型時(shí)確定所述預(yù)定電壓區(qū)域內(nèi)的所述多個(gè)峰值。
21.所述控制單元可以被配置為確定在所述微分曲線中的具有不同電壓的第一目標(biāo)峰值和第二目標(biāo)峰值，確定針對所述參考曲線中所包括的第一參考峰值的所述第一目標(biāo)峰值的第一行為模式以及針對所述參考曲線中所包括的第二參考峰值的所述第二目標(biāo)峰值的第二行為模式，并且當(dāng)所述第一行為模式和所述第二行為模式二者對應(yīng)于所述第二行為類型時(shí)，將所述電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為所述穩(wěn)定狀態(tài)。
22.所述控制單元可以被配置為當(dāng)針對所述目標(biāo)峰值確定的行為模式對應(yīng)于所述第二行為類型時(shí)確定所述第一目標(biāo)峰值和所述第二目標(biāo)峰值。
23.所述控制單元可以被配置為當(dāng)所述電池的負(fù)極的狀態(tài)被診斷為所述穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，減小所述電池的可用soc區(qū)域和最大可允許溫度中的至少一個(gè)。
24.所述控制單元可以被配置為將所述微分曲線中的具有最大微分容量的峰值確定為所述目標(biāo)峰值。
25.根據(jù)本公開的另一方面的一種電池組可以包括根據(jù)本公開的一方面所述的電池診斷設(shè)備。
26.根據(jù)本公開的又一方面的一種電池診斷方法包括以下步驟：微分曲線生成步驟，所述微分曲線生成步驟生成表示電池的電壓與所述電池的所述電壓的微分容量之間的對
應(yīng)關(guān)系的微分曲線；目標(biāo)峰值確定步驟，所述目標(biāo)峰值確定步驟確定所述微分曲線中的目標(biāo)峰值；行為模式確定步驟，所述行為模式確定步驟基于預(yù)設(shè)參考曲線中所包括的參考峰值來確定所述目標(biāo)峰值的行為模式；以及負(fù)極狀態(tài)診斷步驟，所述負(fù)極狀態(tài)診斷步驟通過將針對所述目標(biāo)峰值確定的行為模式與預(yù)設(shè)的多種行為類型進(jìn)行比較來診斷所述電池的負(fù)極的狀態(tài)。
27.有益效果
28.根據(jù)本公開的一方面，有基于電池的電壓和容量將電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為過電壓狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。
29.另外，根據(jù)本公開的一方面，由于可以根據(jù)診斷出的電池的負(fù)極的狀態(tài)來設(shè)置與電池對應(yīng)的使用條件，因此有可以防止電池劣化并且可以延長壽命的優(yōu)點(diǎn)。
30.本公開的效果不限于以上提到的效果，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過權(quán)利要求的描述來清楚理解未提到的其它效果。
附圖說明
31.附圖例示了本公開的優(yōu)選實(shí)施方式，并與以上公開內(nèi)容一起用于提供對本公開的技術(shù)特征的進(jìn)一步理解，因此，本公開不被解釋為限于附圖。
32.圖1是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的電池診斷設(shè)備的圖。
33.圖2是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的由電池診斷設(shè)備基于參考曲線和微分曲線來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的實(shí)施方式的圖。
34.圖3是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的由電池診斷設(shè)備基于參考曲線和微分曲線來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的另一實(shí)施方式的圖。
35.圖4是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的由電池診斷設(shè)備基于參考曲線和微分曲線來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的又一實(shí)施方式的圖。
36.圖5是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的由電池診斷設(shè)備基于參考曲線和微分曲線來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的再一實(shí)施方式的圖。
37.圖6是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的包括電池診斷設(shè)備的電池組的示例性配置的圖。
38.圖7是示意性示出了根據(jù)本公開的另一實(shí)施方式的電池診斷方法的圖。
具體實(shí)施方式
39.應(yīng)該理解，在說明書和隨附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語不應(yīng)該被解釋為限于通用含義和字典含義，而是以允許發(fā)明人定義適于最佳說明的術(shù)語的原理為基礎(chǔ)基于與本公開的技術(shù)方面對應(yīng)的含義和概念來解釋。
40.因此，本文中提出的描述僅僅是用于只出于例示目的的優(yōu)選示例，并不旨在限制本公開的范圍，所以應(yīng)該理解，在不脫離本公開的范圍的情況下，可以得到其它等同形式和修改形式。
41.另外，在描述本公開時(shí)，當(dāng)認(rèn)為對相關(guān)已知元件或功能的詳細(xì)描述致使本公開的關(guān)鍵主題模糊不清時(shí)，在本文中省略所述詳細(xì)描述。
42.包括諸如“第一”、“第二”等這樣的序數(shù)的術(shù)語可以被用于在各種元件當(dāng)中區(qū)分一
個(gè)元件與另一元件，但并不旨在通過術(shù)語來限制這些元件。
43.在整個(gè)說明書中，當(dāng)一部分被稱為“包含”或“包括”任何元件時(shí)，這意味著，該部分還可以包括其它元件，而不排除其它元件，除非另外特別闡述。
44.另外，說明書中描述的諸如控制單元這樣的術(shù)語意指處理至少一個(gè)功能或操作的單元，其可以被實(shí)現(xiàn)為硬件、軟件或硬件和軟件的組合。
45.另外，在整個(gè)說明書中，當(dāng)一部分被稱為“連接”到另一部分時(shí)，不限于它們“直接連接”的情況，而是還包括它們“間接連接”且在它們之間插置另一元件的情況。
46.下文中，將參考附圖來詳細(xì)地描述本公開的優(yōu)選實(shí)施方式。
47.圖1是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的電池診斷設(shè)備100的圖。
48.參照圖1，電池診斷設(shè)備100可以包括曲線生成單元110和控制單元120。
49.曲線生成單元110可以被配置為生成表示電池的電壓與電池的電壓的微分容量之間的對應(yīng)關(guān)系的微分曲線。
50.這里，電池意指具有負(fù)極端子和正極端子的物理上可分離的一個(gè)獨(dú)立電芯。例如，一個(gè)袋型鋰聚合物電芯可以被視為電池。
51.具體地，曲線生成單元110可以獲得表示電池的電壓與容量之間的對應(yīng)關(guān)系的電壓曲線。另外，曲線生成單元110可以通過相對于電池的電壓求容量的微分來計(jì)算微分容量(dq/dv)。曲線生成單元110可以生成表示電池的電壓與計(jì)算出的微分容量之間的對應(yīng)關(guān)系的微分曲線。
52.圖2是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的由電池診斷設(shè)備100基于參考曲線pa和微分曲線pda來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的實(shí)施方式的圖。
53.參照圖2，當(dāng)電池的電壓被設(shè)置為x并且針對電池的電壓的微分容量被設(shè)置為y時(shí)，由曲線生成單元110生成的微分曲線pda可以被表示為x-y曲線圖。這里，微分容量是通過利用電壓求電池容量的微分而獲得的值，并可以被表示為[dq/dv]。
[0054]
控制單元120可以被配置為從曲線生成單元110接收微分曲線pda。
[0055]
具體地，控制單元120和曲線生成單元110可以被連接，以彼此通信。曲線生成單元110可以將所生成的微分曲線pda發(fā)送到控制單元120，并且控制單元120可以接收微分曲線pda。
[0056]
控制單元120可以被配置為確定微分曲線pda中的目標(biāo)峰值tpa。
[0057]
這里，峰值可以是微分曲線pda中的具有向上凸形式的點(diǎn)。具體地，峰值可以是微分曲線pda中的相對于電壓的微分容量的瞬時(shí)變化率為0的點(diǎn)，其中，基于峰值的低壓側(cè)的瞬時(shí)變化率可以為正，并且高壓側(cè)的瞬時(shí)變化率可以為負(fù)。
[0058]
例如，在圖2的實(shí)施方式中，在微分曲線pda中可以包括多個(gè)峰值?？刂茊卧?20可以將微分曲線pda中所包括的多個(gè)峰值中的任一個(gè)確定為目標(biāo)峰值tpa。優(yōu)選地，控制單元120可以被配置為將微分曲線pda中的具有最大微分容量的峰值確定為目標(biāo)峰值tpa。
[0059]
在圖2的實(shí)施方式中，微分曲線pda中的具有最大微分容量的目標(biāo)峰值tpa可以具有電壓v2，并且微分容量可以為a2。
[0060]
另外，控制單元120可以被配置為基于預(yù)設(shè)參考曲線pa中所包括的參考峰值rpa來確定目標(biāo)峰值tpa的行為模式。
[0061]
具體地，控制單元120可以通過比較參考峰值rpa的電壓與目標(biāo)峰值tpa的電壓并
比較參考峰值rpa的微分容量與目標(biāo)峰值tpa的微分容量來確定目標(biāo)峰值tpa的行為模式。
[0062]
例如，控制單元120可以確定目標(biāo)峰值tpa的電壓是小于還是大于參考峰值rpa的電壓。另外，控制單元120可以確定目標(biāo)峰值tpa的微分容量是小于還是大于參考峰值rpa的微分容量。
[0063]
在圖2的實(shí)施方式中，參考峰值rpa的電壓可以為v1，并且微分容量可以為a1。另外，目標(biāo)峰值tpa的電壓可以為v2，并且微分容量可以為a2?？刂茊卧?20可以確定目標(biāo)峰值tpa的電壓超過參考峰值rpa的電壓，并且目標(biāo)峰值tpa的微分容量小于參考峰值rpa的微分容量。
[0064]
控制單元120可以被配置為通過將針對目標(biāo)峰值確定的行為模式與多種預(yù)定行為類型進(jìn)行比較來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)。
[0065]
具體地，控制單元120可以被配置為根據(jù)多種行為類型當(dāng)中的與行為模式對應(yīng)的行為類型，將電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為過電壓狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)。
[0066]
例如，該多種行為類型可以包括對應(yīng)于過電壓狀態(tài)的第一行為類型和對應(yīng)于穩(wěn)定狀態(tài)的第二行為類型。
[0067]
這里，過電壓狀態(tài)可以是與處于bol(壽命開始)狀態(tài)的電池的負(fù)極相比，電池劣化使得在電池的負(fù)極處產(chǎn)生過電壓的狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)可以是在初始充電/放電過程期間電池的負(fù)極收縮和膨脹的狀態(tài)。
[0068]
控制單元120可以確定針對參考峰值rpa的目標(biāo)峰值tpa的行為模式，并具體地基于所確定的行為模式來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)是過電壓狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)。
[0069]
因此，根據(jù)本公開的實(shí)施方式的電池診斷設(shè)備100具有基于電池的微分曲線來對電池的負(fù)極的狀態(tài)進(jìn)行具體分類和診斷的優(yōu)點(diǎn)。
[0070]
此外，被設(shè)置用于電池診斷設(shè)備100的控制單元120可以可選地包括在本領(lǐng)域中已知的用于執(zhí)行本公開中執(zhí)行的各種控制邏輯的處理器、專用集成電路(asic)、另一芯片組、邏輯電路、寄存器、通信調(diào)制解調(diào)器和數(shù)據(jù)處理裝置等。另外，當(dāng)用軟件實(shí)現(xiàn)控制邏輯時(shí)，控制單元120可以被實(shí)現(xiàn)為程序模塊的集合。此時(shí)，程序模塊可以被存儲在存儲器中并由控制單元120執(zhí)行。存儲器可以設(shè)置在控制單元120之內(nèi)或之外，并可以通過各種熟知方式連接到控制單元120。
[0071]
另外，電池診斷設(shè)備100還可以包括存儲單元130。存儲單元130可以存儲用于電池診斷設(shè)備100的各部件的操作和功能所必需的數(shù)據(jù)或程序、在執(zhí)行操作或功能的過程中生成的數(shù)據(jù)等。存儲單元130的種類不受特別限制，只要它是可以記錄、擦除、更新和讀取數(shù)據(jù)的已知信息存儲裝置即可。作為示例，信息存儲裝置可以包括ram、閃存、rom、eeprom、寄存器等。另外，存儲單元130可以存儲其中定義了可由控制單元120執(zhí)行的處理的程序代碼。
[0072]
例如，存儲單元130可以存儲電池的參考曲線和電壓曲線。曲線生成單元110可以訪問存儲單元130以獲得電壓曲線，然后基于所獲得的電壓曲線來生成微分曲線。作為另一示例，曲線生成單元110可以直接從外部接收電壓曲線。
[0073]
另外，存儲單元130可以存儲由曲線生成單元110生成的微分曲線。另外，控制單元120可以直接從曲線生成單元110接收微分曲線，或者可以訪問存儲單元130，以獲得存儲在存儲單元130中的微分曲線。另外，控制單元120可以訪問存儲單元130以獲得電池的參考曲線。
[0074]
下文中，將詳細(xì)地描述多種行為類型以及根據(jù)行為類型診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的過程。
[0075]
多種行為類型可以包括目標(biāo)峰值的電壓超過參考峰值的電壓并且目標(biāo)峰值的微分容量小于參考峰值的微分容量的第一行為類型。
[0076]
控制單元120可以被配置為當(dāng)針對目標(biāo)峰值確定的行為模式對應(yīng)于第一行為類型時(shí)將電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為過電壓狀態(tài)。
[0077]
例如，在圖2的實(shí)施方式中，目標(biāo)峰值tpa的電壓可以為v2，并且參考峰值rpa的電壓可以為v1。另外，目標(biāo)峰值tpa的微分容量可以為a2，并且參考峰值rpa的微分容量可以為a1。由于目標(biāo)峰值tpa的電壓超過參考峰值rpa的電壓并且目標(biāo)峰值tpa的微分容量小于參考峰值rpa的微分容量，因此控制單元120可以判斷目標(biāo)峰值tpa的行為模式對應(yīng)于第一行為類型。因此，控制單元120可以將圖2的電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為過電壓狀態(tài)。
[0078]
另外，多種行為類型可以包括目標(biāo)峰值tpb的電壓小于參考峰值rpb的電壓并且目標(biāo)峰值tpb的微分容量等于或大于參考峰值rpb的微分容量的第二行為類型。
[0079]
控制單元120可以被配置為當(dāng)針對目標(biāo)峰值確定的行為模式對應(yīng)于第二行為類型時(shí)將電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為穩(wěn)定狀態(tài)。
[0080]
圖3是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的由電池診斷設(shè)備100基于參考曲線pb和微分曲線pdb來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的另一實(shí)施方式的圖。
[0081]
圖3的參考曲線pb和微分曲線pdb可以不同于圖2的參考曲線pa和微分曲線pda。例如，圖2和圖3的目標(biāo)電池可以是不同的電池。
[0082]
可以針對每個(gè)電池設(shè)置參考曲線，并且優(yōu)選地可以通過反映電池的bol狀態(tài)來預(yù)設(shè)參考曲線。即，對于相同類型的電池，參考曲線沒有被均勻地設(shè)置，而是可以通過反映電池的bol狀態(tài)來針對每個(gè)電池獨(dú)立設(shè)置。因此，可以考慮作為用于診斷負(fù)極的狀態(tài)的目標(biāo)的電池的bol狀態(tài)來確定由控制單元120診斷的電池的負(fù)極的狀態(tài)。
[0083]
在圖3的實(shí)施方式中，目標(biāo)峰值tpb的電壓可以為vb，參考峰值rpb的電壓可以為va。另外，目標(biāo)峰值tpb的微分容量可以為b2，并且參考峰值rpb的微分容量可以為b1。由于目標(biāo)峰值tpb的電壓小于參考峰值rpb的電壓并且目標(biāo)峰值tpb的微分容量等于或大于參考峰值rpb的微分容量，因此控制單元120可以判斷目標(biāo)峰值tpb的行為模式對應(yīng)于第二行為類型。因此，控制單元120可以將圖3的電池的負(fù)極的狀態(tài)判斷為穩(wěn)定狀態(tài)。
[0084]
當(dāng)在基于目標(biāo)峰值的電壓的預(yù)定電壓區(qū)域內(nèi)存在多個(gè)峰值時(shí)，控制單元120可以被配置為選擇多個(gè)峰值。
[0085]
圖4是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的由電池診斷設(shè)備100基于參考曲線和微分曲線來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的再一實(shí)施方式的圖。下文中，假定圖2和圖4的參考曲線和微分曲線是相同的。
[0086]
在圖4的實(shí)施方式中，第一峰值tpa1和第二峰值tpa2可以被包括在基于目標(biāo)峰值tpa的電壓的微分曲線pda的預(yù)定電壓區(qū)域中。這里，第一峰值tpa1可以是目標(biāo)峰值tpa。
[0087]
例如，預(yù)定電壓區(qū)域可以是基于目標(biāo)峰值tpa的電壓的0.2v區(qū)域。控制單元120可以在基于作為目標(biāo)峰值tpa的電壓的v2的0.2v的電壓區(qū)域內(nèi)選擇第一峰值tpa1和第二峰值tpa2。優(yōu)選地，控制單元120可以選擇在預(yù)定電壓區(qū)域內(nèi)具有最接近第一峰值tpa1的微分容量的峰值作為第二峰值tpa2。
[0088]
當(dāng)所選擇的多個(gè)峰值中的每一個(gè)的微分容量小于參考峰值rpa的微分容量并且多個(gè)峰值中的每一個(gè)的電壓超過參考峰值rpa的電壓時(shí)，控制單元120可以被配置為將電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為過電壓狀態(tài)。
[0089]
例如，在圖4的實(shí)施方式中，第一峰值tpa1的電壓可以為v2，第二峰值tpa2的電壓可以為v3，并且參考峰值rpa的電壓可以為v1。另外，第一峰值tpa1的微分容量可以為a2，第二峰值tpa2的微分容量可以為a3，并且參考峰值rpa的微分容量可以為a1。由于第一峰值tpa1和第二峰值tpa2的電壓超過參考峰值rpa的電壓并且第一峰值tpa1和第二峰值tpa2的微分容量小于參考峰值rpa的微分容量，因此控制單元120可以被配置為將圖4的電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為過電壓狀態(tài)。
[0090]
此外，控制單元120可以被配置為當(dāng)針對目標(biāo)峰值tpa確定的行為模式對應(yīng)于第一行為類型時(shí)確定預(yù)定電壓區(qū)域內(nèi)的多個(gè)峰值。
[0091]
例如，參照圖2和圖4，目標(biāo)峰值tpa的電壓可以超過參考峰值rpa的電壓，并且目標(biāo)峰值tpa的微分容量可以小于參考峰值rpa的微分容量。因此，控制單元120可以首先確定目標(biāo)峰值tpa的行為模式，然后當(dāng)針對目標(biāo)峰值tpa確定的行為模式對應(yīng)于第一行為類型時(shí)，確定第一峰值tpa1和第二峰值tpa2。
[0092]
即，當(dāng)目標(biāo)峰值tpa的行為模式是第一行為類型時(shí)，控制單元120可以另外將第一峰值tpa1和第二峰值tpa2的行為模式與多種行為類型進(jìn)行比較，以便更準(zhǔn)確地診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)。
[0093]
因此，控制單元120可以通過進(jìn)一步考慮第二峰值tpa2的行為模式以及第一峰值tpa1的行為模式來更具體且準(zhǔn)確地診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)。
[0094]
控制單元120可以被配置為確定微分曲線中的具有不同電壓的第一目標(biāo)峰值和第二目標(biāo)峰值。
[0095]
具體地，出現(xiàn)第一目標(biāo)峰值與第二目標(biāo)峰值的電壓帶可以彼此不同。例如，第一目標(biāo)峰值可以出現(xiàn)在約3.7v附近，并且第二目標(biāo)峰值可以出現(xiàn)在約3.6v附近。這里，第一目標(biāo)峰值可以是目標(biāo)峰值。
[0096]
圖5是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的由電池診斷設(shè)備100基于參考曲線和微分曲線來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的再一實(shí)施方式的圖。
[0097]
例如，在圖5的實(shí)施方式中，第一目標(biāo)峰值tpb1的電壓可以為vb，并且微分容量可以為b2。第二目標(biāo)峰值tpb2的電壓可以為vd，并且微分容量可以為b4。
[0098]
優(yōu)選地，控制單元120可以將目標(biāo)峰值tpb確定為第一目標(biāo)峰值tpb1。另外，控制單元120可以在小于目標(biāo)峰值tpb的電壓的電壓區(qū)域中將具有最大微分容量的峰值確定為第二目標(biāo)峰值tpb2。
[0099]
控制單元120可以被配置為確定針對參考曲線pdb中所包括的第一參考峰值rpb1的第一目標(biāo)峰值tpb1的第一行為模式以及針對參考曲線pdb中所包括的第二參考峰值rpb2的第二目標(biāo)峰值tpb2的第二行為模式。
[0100]
例如，在圖5的實(shí)施方式中，第一目標(biāo)峰值tpb1的電壓可以為vb，第一參考峰值rpb1的電壓可以為va，第二目標(biāo)峰值tpb2的電壓可以為vd，并且第二參考峰值rpb2的電壓可以為vc。另外，第一目標(biāo)峰值tpb1的微分容量可以為b2，第一參考峰值rpb1的微分容量可以為b1，第二目標(biāo)峰值tpb2的微分容量可以為b4，并且第二參考峰值rpb2的微分容量可以
為b3。
[0101]
另外，第一目標(biāo)峰值tpb1的電壓可以小于第一參考峰值rpb1的電壓，并且第一目標(biāo)峰值tpb1的微分容量可以大于第一參考峰值rpb1的微分容量。另外，第二目標(biāo)峰值tpb2的電壓可以小于第二參考峰值rpb2的電壓，并且第二目標(biāo)峰值tpb2的微分容量可以大于第二參考峰值rpb2的微分容量。
[0102]
控制單元120可以被配置為當(dāng)?shù)谝恍袨槟Ｊ胶偷诙袨槟Ｊ蕉邔?yīng)于第二行為類型時(shí)將電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為穩(wěn)定狀態(tài)。
[0103]
例如，在圖5的實(shí)施方式中，第一目標(biāo)峰值tpb1的第一行為模式和第二目標(biāo)峰值tpb2的第二行為模式二者可以對應(yīng)于第二行為類型。因此，控制單元120可以將圖5的電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為穩(wěn)定狀態(tài)。
[0104]
控制單元120可以被配置為當(dāng)針對目標(biāo)峰值tpb確定的行為模式對應(yīng)于第二行為類型時(shí)確定第一目標(biāo)峰值tpb1和第二目標(biāo)峰值tpb2。
[0105]
例如，參照圖3和圖5，目標(biāo)峰值tpb的電壓可以小于參考峰值rpb的電壓，并且目標(biāo)峰值tpb的微分容量可以大于或等于參考峰值rpb的微分容量。因此，控制單元120可以首先確定目標(biāo)峰值tpb的行為模式，然后當(dāng)針對目標(biāo)峰值tpb確定的行為模式對應(yīng)于第二行為類型時(shí)，確定第一目標(biāo)峰值tpb1和第二目標(biāo)峰值tpb2。
[0106]
即，當(dāng)目標(biāo)峰值tpb的行為模式對應(yīng)于第二行為類型時(shí)，控制單元120可以另外將第一目標(biāo)峰值tpb1和第二目標(biāo)峰值tpb2的行為模式與多種行為類型進(jìn)行比較，以便更準(zhǔn)確地診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)。
[0107]
因此，通過判斷目標(biāo)峰值tpb的行為模式是否對應(yīng)于第二行為類型然后判斷第二目標(biāo)峰值tpb2的行為模式是否對應(yīng)于第二行為類型，控制單元120可以更具體且更準(zhǔn)確地診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)。
[0108]
控制單元120可以被配置為當(dāng)電池的負(fù)極的狀態(tài)被診斷為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，減小電池的可用soc區(qū)域和最大可允許溫度中的至少一個(gè)。
[0109]
例如，當(dāng)電池的負(fù)極的狀態(tài)被診斷為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，與初始狀態(tài)相比，負(fù)極的反應(yīng)面積可以增大。由于穩(wěn)定狀態(tài)是在初始充電和放電過程期間負(fù)極收縮和膨脹的狀態(tài)，因此不太可能發(fā)生鋰在負(fù)極上析出的鋰鍍。因此，在穩(wěn)定狀態(tài)下，可以不需要用于減少鋰鍍的發(fā)生的充電/放電c速率控制。
[0110]
然而，即使負(fù)極的狀態(tài)被診斷為穩(wěn)定狀態(tài)，電池的正極也可能劣化，并且由于正極的這種劣化而可能發(fā)生正極容量的損失。為了提前防止這種正極容量損失，即，減緩正極的劣化，當(dāng)負(fù)極的狀態(tài)被診斷為穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，控制單元120可以減小電池的可用soc區(qū)域和最大可允許溫度中的至少一個(gè)。
[0111]
即，根據(jù)本公開的實(shí)施方式的電池診斷設(shè)備100可以根據(jù)負(fù)極的診斷狀態(tài)來設(shè)置電池的最佳使用條件。因此，由于電池可以根據(jù)由電池診斷設(shè)備100設(shè)置的使用條件來操作，因此可以延長電池的壽命。
[0112]
例如，由電池診斷設(shè)備100設(shè)置的使用條件可以被存儲在服務(wù)器中或者存儲在設(shè)置用于包括對應(yīng)電池的電池組的電池管理系統(tǒng)(bms)中。另外，由于電池根據(jù)設(shè)定的使用條件來操作，因此可以延長電池的壽命。
[0113]
根據(jù)本公開的電池診斷設(shè)備100可以應(yīng)用于bms(電池管理系統(tǒng))。即，根據(jù)本公開
的bms可以包括上述的電池診斷設(shè)備100。在該配置中，電池診斷設(shè)備100的至少一些部件可以通過補(bǔ)充或添加常規(guī)bms中所包括的配置的功能來實(shí)現(xiàn)。例如，電池診斷設(shè)備100的曲線生成單元110、控制單元120和存儲單元130可以被實(shí)現(xiàn)為bms的部件。
[0114]
圖6是示意性示出了根據(jù)本公開的實(shí)施方式的包括電池診斷設(shè)備100的電池組1的示例性配置的圖。
[0115]
另外，根據(jù)本公開的電池診斷設(shè)備100可以被設(shè)置用于電池組1。即，根據(jù)本公開的電池組1可以包括上述電池診斷設(shè)備100、測量單元200、充電放電單元300和至少一個(gè)電池電芯b。另外，電池組還可以包括電氣設(shè)備(繼電器、熔絲等)和殼體。
[0116]
測量單元200可以連接到第一感測線sl1、第二感測線sl2和第三感測線sl3。
[0117]
具體地，第一感測線sl1可以連接到電池電芯b的正極和測量單元200。另外，第二感測線sl2可以連接到電池電芯b的負(fù)極和測量單元200。測量單元200可以通過計(jì)算通過第一感測線sl1測量的電池電芯b的正極的電壓與通過第二感測線sl2測量的電池電芯b的負(fù)極的電壓之間的差來測量電池電芯b的電壓。
[0118]
另外，測量單元200可以通過連接到第三感測線sl3的電流測量單元a來測量電池電芯b的充電電流和/或放電電流。例如，電流測量單元a可以是分流電阻器或電流表。
[0119]
充電放電單元300可以被配置為對電池電芯b進(jìn)行充電和/或放電。在由充電放電單元300對電池電芯b進(jìn)行充電和/或放電的過程中，測量單元200可以測量電池電芯b的電壓和電流。
[0120]
由測量單元200測量的電池電芯b的電壓和電流可以被傳輸?shù)诫姵卦\斷設(shè)備100。具體地，曲線生成單元可以從測量單元200接收電池電芯b的電壓和電流。曲線生成單元可以基于接收到的電池電芯b的電壓和電流來生成表示電池電芯b的電壓與微分容量之間的對應(yīng)關(guān)系的微分曲線。這里，應(yīng)當(dāng)注意，現(xiàn)有技術(shù)可以應(yīng)用于曲線生成單元基于電池電芯b的電壓和電流來計(jì)算電池電芯b的容量和微分容量的過程，因此，將省略其詳細(xì)描述。
[0121]
圖7是示意性示出了根據(jù)本公開的另一實(shí)施方式的電池診斷方法的圖。
[0122]
優(yōu)選地，根據(jù)本公開的另一實(shí)施方式的電池診斷方法的每個(gè)步驟可以由根據(jù)本公開的實(shí)施方式的電池診斷設(shè)備100執(zhí)行。下文中，將省略或簡要描述與先前描述的內(nèi)容重復(fù)的內(nèi)容。
[0123]
參照圖7，電池診斷方法可以包括微分曲線生成步驟(s100)、目標(biāo)峰值確定步驟(s200)、行為模式確定步驟(s300)和負(fù)極狀態(tài)診斷步驟(s400)。
[0124]
微分曲線生成步驟(s100)是生成表示電池電壓與電池電壓的微分容量之間的對應(yīng)關(guān)系的微分曲線的步驟，并可以由曲線生成單元110執(zhí)行。
[0125]
例如，在圖2的實(shí)施按時(shí)中，曲線生成單元110可以生成表示電池的電壓與微分容量之間的對應(yīng)關(guān)系的微分曲線pda。
[0126]
目標(biāo)峰值確定步驟(s200)是確定微分曲線中的目標(biāo)峰值的步驟，并可以由控制單元120執(zhí)行。
[0127]
例如，在圖2的實(shí)施方式中，控制單元120可以將微分曲線pda中的具有最大微分容量的峰值確定為目標(biāo)峰值tpa。與目標(biāo)峰值tpa對應(yīng)的電壓可以為v2，并且對應(yīng)的微分容量可以為a2。
[0128]
行為模式確定步驟(s300)是基于預(yù)設(shè)參考曲線中所包括的參考峰值來確定目標(biāo)
峰值的行為模式的步驟，并可以由控制單元120執(zhí)行。
[0129]
例如，在圖2的實(shí)施方式中，控制單元120可以確定目標(biāo)峰值tpa的行為模式，使得電壓v2超過參考峰值rpa的電壓v1并且微分容量a2小于參考峰值rpa的微分容量a1。
[0130]
負(fù)極狀態(tài)診斷步驟(s400)是通過將針對目標(biāo)峰值確定的行為模式與預(yù)設(shè)的多種行為類型進(jìn)行比較來診斷電池的負(fù)極的狀態(tài)的步驟，并可以由控制單元120執(zhí)行。
[0131]
具體地，控制單元120可以根據(jù)多種行為類型當(dāng)中的與行為模式對應(yīng)的行為類型，將電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為過電壓狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)。
[0132]
例如，根據(jù)目標(biāo)峰值和參考峰值的電壓和微分容量，多種行為類型可以包括第一行為類型和第二行為類型。第一行為類型可以是目標(biāo)峰值的電壓超過參考峰值的電壓并且目標(biāo)峰值的微分容量小于參考峰值的微分容量的行為類型。第二行為類型可以是目標(biāo)峰值的電壓小于參考峰值的電壓并且目標(biāo)峰值的微分容量等于或大于參考峰值的微分容量的行為類型。
[0133]
在圖2的實(shí)施方式中，控制單元120可以確定目標(biāo)峰值tpa的行為模式對應(yīng)于第一行為類型。另外，由于目標(biāo)峰值tpa的行為模式對應(yīng)于第一行為類型，因此控制單元120可以將圖2的電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為過電壓狀態(tài)。
[0134]
作為另一示例，在圖3的實(shí)施方式中，目標(biāo)峰值tpb的電壓vb可以小于參考峰值rpb的電壓va，并且目標(biāo)峰值tpb的微分容量b2可以大于或等于參考峰值rpb的微分容量b1。因此，控制單元120可以確定目標(biāo)峰值tpb的行為模式對應(yīng)于第二行為類型。另外，控制單元120可以將圖3的電池的負(fù)極的狀態(tài)診斷為穩(wěn)定狀態(tài)。
[0135]
電池診斷方法具有根據(jù)目標(biāo)峰值的行為模式來診斷被具體地分類為過電壓狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài)的電池的負(fù)極的狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)。
[0136]
上述本公開的實(shí)施方式可以不僅通過設(shè)備和方法來實(shí)現(xiàn)，而且可以通過實(shí)現(xiàn)與本公開的實(shí)施方式的配置對應(yīng)的功能的程序或其上記錄有該程序的記錄介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)以上對實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地實(shí)現(xiàn)程序或記錄介質(zhì)。
[0137]
已詳細(xì)地描述了本公開。然而，應(yīng)該理解，詳細(xì)說明和具體示例盡管指示了本公開的優(yōu)選實(shí)施方式但是僅以例示的方式給出，這是因?yàn)閺脑撛敿?xì)說明本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚在本公開的范圍內(nèi)的各種改變和修改。
[0138]
另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不脫離本公開的技術(shù)方面的情況下，對上文中描述的本公開進(jìn)行許多替換、修改和改變，并且本公開不限于上述實(shí)施方式和附圖，而是可以部分或全部地選擇性組合各實(shí)施方式，以允許進(jìn)行各種修改。
[0139]
(參考符號)
[0140]
1：電池組
[0141]
100：電池診斷設(shè)備
[0142]
110：曲線生成單元
[0143]
120：控制單元
[0144]
130：存儲單元
[0145]
200：測量單元
[0146]
300：充電放電單元

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