本发明专利技术公开了一种电池管理系统，其包括感测单元和主控制器单元（MCU）。在一个方面中，感测单元被配置为测量在电池的放电条件下电池的电流值和电压值。此外，MCU被配置为接收电流值和电压值并且还被配置为至少部分基于电流值和电压值来管理电池的容量。此外，MCU包括不可用容量计算单元，其被配置为计算与电池的理论最大容量的在该放电条件下不可使用的部分相对应的不可用容量，其中不可用容量是至少部分基于电流值和在该放电条件下电池的内部电阻值来计算的。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种电池管理系统，其包括感测单元和主控制器单元（MCU）。在一个方面中，感测单元被配置为测量在电池的放电条件下电池的电流值和电压值。此外，MCU被配置为接收电流值和电压值并且还被配置为至少部分基于电流值和电压值来管理电池的容量。此外，MCU包括不可用容量计算单元，其被配置为计算与电池的理论最大容量的在该放电条件下不可使用的部分相对应的不可用容量，其中不可用容量是至少部分基于电流值和在该放电条件下电池的内部电阻值来计算的。【专利说明】 相关申请的交叉引用 本申请要求2013年4月18日在韩国知识产权局递交的10-2013-0043023号韩国 专利申请的优先权和权益，这里通过引用将该韩国专利申请的全部内容完全并入。
公开的技术概括而言涉及电池管理系统及其使用方法。更具体而言，公开的技术 涉及用于管理电池的容量的电池管理系统。
技术介绍
由于日渐增长的需求，与使用非水电解质的高功率且高能量的二次电池有关的技 术已取得了巨大的进步。为了形成高容量二次电池模块，可以串联或并联连接多个高功率 二次电池单元。这些模块进而又可被组装成高容量电池组。电池单元是可被集成到电池模 块中的最小单位，一个电池模块通常包括若干个电池单元。电池组进而又通常包括若干个 电池模块。虽然可在任何级别的集成上应用本文公开的电池管理系统，但为了简单起见，电 池单元的集成单位在下文中被简称为"电池"。 为了最大化对电池的高效使用，经常米用电池管理系统（battery management system，BMS)来通过监视诸如电池在给定放电条件下的电压、电流和温度之类的电池参数 来估计电池的各种容量。为了准确地估计一个容量值，也需要准确地估计其他的容量值。例 如，对电池的剩余容量的估计的准确性取决于对电池的其他容量的估计的准确性，例如理 论最大容量和不可用容量，等等。虽然许多BMS被配备来利用诸如开路电压与充电状态之 类的固定关联关系估计这些容量，但它们并没有考虑到电池的各种特性的变化性(例如，在 充电/放电周期期间或者通过退化的变化性)。例如，诸如电池的内部电阻之类的参数不仅 作为放电深度的函数发生变化，而且作为电池退化的函数发生变化。从而，需要一种能够准 确地估计电池的各种容量的考虑到了变化的特性的BMS。
技术实现思路
公开了被配置为准确地估计电池的容量的电池管理系统。 本领域技术人员通过以下实施例将得出本专利技术的其他目的。 在一个方面中，一种电池管理系统包括：感测单元，被配置为测量在电池的放电条 件下电池的电流值和电压值。此外，该电池管理系统包括主控制器单元（MCU)，该MCU被配 置为接收电流值和电压值并且还被配置为至少部分基于电流值和电压值来管理电池的容 量。此外，该MCU包括不可用容量计算单元，该不可用容量计算单元被配置为计算与电池的 理论最大容量的在该放电条件下不可使用的部分相对应的不可用容量，其中不可用容量是 至少部分基于电流值和在该放电条件下电池的内部电阻值来计算的。 不可用容量可以指当电压值达到放电停止电压从而电池被完全放电时在电池中 剩余的剩余容量。 感测单元还可通过测量电池的温度来获得温度值，并且放电条件可以指在当前放 电时刻获得的电流值的大小和温度值的大小中的至少一者。 不可用容量计算单元可进一步利用预先存储在MCU中的电流值以及内部电阻与 不可用容量之间的比例系数来计算在放电条件下的不可用容量。 不可用容量计算单元可利用根据在放电条件下的电流值的大小确定的校正变量 来校正电池的内部电阻。 MCU还可包括总可用容量计算单元，该总可用容量计算单元利用电池的最大容量、 电池的未充电容量和不可用容量来计算电池的可用总容量。 MCU还可包括已用容量计算单元，该已用容量计算单元利用作为在电池稳定时测 量的电压值的开路电压（0CV)来计算电池的已用容量。 MCU还可包括电流积分单元，该电流积分单元计算通过对电流值积分而获得的积 分电流值。已用容量的计算时刻的积分电流值可以为零。 MCU还可包括未充电容量计算单元，该未充电容量计算单元利用已用容量和第一 积分电流值来计算未充电容量，该第一积分电流值是通过对从已用容量的计算时刻到电池 的完全充电时刻的电流值进行积分来获得的。 完全充电时刻可以指当所获得的电压值的大小不小于预定的完全充电电压值时 并且当所获得的电流值的大小小于预定值时的时刻。 MCU还可包括最大容量计算单元，该最大容量计算单元利用第一放电深度（DoD)、 第二DoD和第二积分电流值来计算电池的最大容量，其中第一 DoD是利用作为就在电池的 最后充电或放电之前的第一稳定时刻获得的电压值的第一 0CV来计算的，第二DoD是利用 作为在电池的最后充电或放电之后的第二稳定时刻获得的电压值的第二0CV来计算的，第 二积分电流值是通过对从已用容量的计算时刻到第二稳定时刻的电流值进行积分来获得 的。 稳定时刻可以指满足以下情况中的至少一种情况的时刻：在预定时间期间电池中 放电的电流值的大小小于预定值的情况，以及在预定时间期间电压值的大小的变化小于预 定值的情况。 最大容量计算单元可在第二积分电流值不小于预定值时计算最大容量。 MCU还可包括剩余容量计算单元，该剩余容量计算单元利用总可用容量、未充电容 量、已用容量和第三积分电流来计算电池的实际可使用的剩余容量，其中第三积分电流是 通过对从已用容量的计算时刻到当前时刻的电流值进行积分来获得的。 可利用参考内部电阻、放电条件下的温度值和温度校正值来计算内部电阻。参考 内部电阻可以指利用以下各项中的至少一者来计算的电阻：利用任意点的S0C估计的0CV、 在任意点测量的电流、电压和温度值、以及温度校正值，并且温度校正值指的是用于标准化 内部电阻值的温度与内部电阻之间的关系数据。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种电池管理系统，包括：感测单元，其通过测量 电池的电流和电压来获得电流值和电压值；以及MCU，其利用电流值和电压值来管理电池 的容量，其中MCU包括：已用容量计算单元，其利用作为在电池稳定时获得的电压值的0CV 来计算电池的已用容量；以及未充电容量计算单元，其利用已用容量和积分电流值来计算 电池的未充电容量，其中该积分电流值是通过对从已用容量的计算时刻到电池的完全充电 时刻的电流值进行积分来获得的。 根据本专利技术的另外一方面，提供了一种电池管理系统的驱动方法，包括：接收电池 的电流值和电压值；利用作为在电池稳定时获得的电压值的0CV来计算电池的已用容量； 以及利用已用容量和积分电流值来计算电池的未充电容量，其中该积分电流值是通过对从 已用容量的计算时刻到电池的完全充电时刻的电流值进行积分来获得的。 该驱动方法还可包括利用电流值和电池的内部电阻来计算在电池的当前放电条 件下不可使用的不可用容量。 该驱动方法还包括利用电池的最大容量、电池的未充电容量和不可用容量来计算 电池的总可用容量。 该驱动方法还可包括利用总可用容量、未充电容量、已用容量和通过对从已用容 量的计算时刻到当前时刻的电流值进行积分获得的积分电流来计算电池的实际可使用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池管理系统，包括：感测单元，被配置为测量在电池的放电条件下所述电池的电流值和电压值；以及主控制器单元（MCU），被配置为接收所述电流值和电压值，并且还被配置为至少部分基于所述电流值和电压值来管理所述电池的容量，其中，所述MCU包括不可用容量计算单元，该不可用容量计算单元被配置为计算与所述电池的理论最大容量的在所述放电条件下不可使用的部分相对应的不可用容量，其中所述不可用容量是至少部分基于所述电流值和在所述放电条件下所述电池的内部电阻值来计算的。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赵永信，李守真，沈煐佑，
申请(专利权)人：三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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