电池组和用于计算电池组的电能的方法技术

一种电池组(10)，包括：彼此串联的多个电芯(100)、电压和电流测量单元(电压和电流测量单元(200))、温度测量单元(温度测量单元(300))以及位于算术运算通信单元(400)内的计算单元(计算单元(420))。计算单元(420)基于电压和电流计算电芯(100)的“第一电能平衡”，基于温度确定电芯(100)的内部电阻，以及基于电流和内部电阻计算内部电阻的“第二电能平衡”。由此，计算单元(420)基于电芯(100)的第一电能平衡和内部电阻的第二电能平衡，来计算电芯(100)中累积的“累积电能平衡”(电能E(t))。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池组和用于计算电池组的电能的方法
本专利技术涉及电池组和用于计算电池组的电能的方法。
技术介绍
为了计算电池的剩余容量，提出了多种方法。专利文献1(日本未审专利公开No.2009-51351)公开了如下所述的车辆供电设备。首先，基于引擎启动时的车载电池的开路电压值和车载电池的最小电压值计算通过从与剩余容量0相当的开路电压值到完全充电的开路电压值对最小电压值的平方值进行积分得到的积分值S，并且创建表格。此外，基于实际测量值来计算车载电池完全充电的积分值S和电能E的系数K，并对其进行存储。在使用所述车载电池期间，首先，根据最小电压值的实际测量值参照所述表格，得到积分值S。接下来，积分值S乘以系数K，以及车载电池的剩余容量被计算为电能(单位：Wh)。相关文献专利文献[专利文献1]日本未审专利公开No.2009-51351。
技术实现思路
然而，关于专利文献1中所公开的电能，没有考虑车载电池(等同于本专利技术的电池组)的内部电阻。由此原因，专利技术人认为以上方法不能得到准确的剩余电能。根据本专利技术，提供了一种电池组，包括：彼此串联的多个电池单元；电压和电流测量单元，测量电池单元的电压和电流；温度测量单元，测量电池单元的温度；以及计算单元，基于电压和电流计算电池单元的第一电能平衡，基于温度确定电池单元的内部电阻，以及基于电流和内部电阻计算内部电阻的第二电能平衡，从而基于电池单元的第一电能平衡和内部电阻的第二电能平衡，来计算电池单元中累积的累积电能平衡。根据本专利技术，提供了一种电池组，包括：彼此串联的多个电池单元；电压和电流测量单元，测量电池单元的电压和电流；温度测量单元，测量电池单元的温度；计算单元，基于电池单元的电压、电流和温度计算电能变化，所述电能变化是电池单元中剩余的电能的变化；以及存储单元，存储内部电阻数据，所述内部电阻数据是用于根据电池单元的温度计算电池单元的内部电阻的数据，其中，计算单元参照内部电阻数据来确定当前温度下电池单元的内部电阻，并且当所有电池单元的从基准时刻0到当前时刻t的电能变化被设置为ΔE(t)且总内部电阻被设置为Rtemp(t)时，根据下式(1)计算电能变化ΔE(t)，所述总内部电阻是电池单元的内部电阻的总和。[式1](这里，V(t)是所有电池单元的总电压，I(t)是电池单元的电流。)根据本专利技术，提供了一种用于计算电池组的电能的方法，包括：测量步骤，测量彼此串联的多个电池单元的电压和电流以及测量电池单元的温度；基于电池单元的温度来确定当前电池单元的内部电阻的步骤；以及计算步骤，基于电压和电流计算电池单元的第一电能平衡，基于温度确定电池单元的内部电阻，以及基于电流和内部电阻计算内部电阻的第二电能平衡，从而基于电池单元的第一电能平衡和内部电阻的第二电能平衡，来计算电池单元中累积的累积电能平衡。根据本专利技术，提供了一种用于计算电池组的电能的方法，包括：测量步骤，测量彼此串联的多个电池单元的电压和电流以及测量电池单元的温度；基于电池单元的温度来确定当前电池单元的内部电阻的步骤；以及计算步骤，基于电池单元的电压、电流和温度计算电能变化，其中所述电能变化是电池单元中剩余的电能的变化，其中，所述计算步骤包括以下步骤：当所有电池单元的从基准时刻0到当前时刻t的电能变化被设置为ΔE(t)且总内部电阻被设置为Rtemp(t)时，基于电池单元的内部电阻，使用上式(1)计算电能变化ΔE(t)，所述总内部电阻是电池单元的内部电阻的总和。根据本专利技术，在考虑了由电池单元的内部电阻导致的损耗分量的情况下计算累积电能平衡或电能变化。由此，可以根据温度基于内部电阻数据准确地计算电池组中剩余的电能。附图说明从以下描述的优选实施例和附图可以使上述目标、其他目标、特征和优势更加清楚，其中：图1是示出了根据第一实施例的电池组的配置的电路图；图2是示出了根据第一实施例的算术运算通信单元的配置的示意图；图3是示出了根据第一实施例的第一电芯的内部电阻相对于温度的图；图4是示出了根据第一实施例的电能计算方法的流程图；图5是示出了图4的S120的细节的流程图；图6是示出了根据第二实施例的电能计算方法的流程图；图7是示出了根据第三实施例的电池组和控制电路的配置的电路图；以及图8是示出了根据第四实施例的电能计算方法的流程图。具体实施方式下文中，将参照附图对本专利技术的实施例进行描述。在所有附图中，相似的元素由相似的附图标记来指示，并且将不会重复其描述。这里使用的术语“电池组10”指具有多个电池单元的组装电池。此外，术语“电池单元”指具有至少一个或更多个电芯100的单元。此外，包括在“电池单元”中的电芯100可以包括多个具有正电极和负电极等的单个电池。此外，多个“电池单元”可分别包括不同量的电芯100。下文中，将对“电池组10”中包括的“电池单元”是具有彼此并联的两个单个电池的电芯100的情况进行描述。(第一实施例)将参照图1-3描述根据第一实施例的电池组10。图1是示出了根据第一实施例的电池组10的配置的电路图。图2是示出了根据第一实施例的算术运算通信单元400的配置的示意图。图3是示出了根据第一实施例的第一电芯的内部电阻相对于温度的图。电池组10包括彼此串联的多个电芯100、电压和电流测量单元(电压和电流测量单元200)、温度测量单元(温度测量单元300)以及位于算术运算通信单元400内的计算单元(计算单元420)。计算单元420基于电压和电流计算电芯100的“第一电能平衡”，基于温度确定电芯100的内部电阻，以及基于电流和内部电阻计算内部电阻的“第二电能平衡”。由此，计算单元420基于电芯100的第一电能平衡和内部电阻的第二电能平衡来计算电芯100中累积的“累积电能平衡”(电能E(t))。此外，例如，电池组10还包括存储单元(存储单元480)。电压和电流测量单元200测量电芯100的电压和电流。温度测量单元300测量电芯100的温度。计算单元420基于电芯100的电压、电流和温度计算电能变化，该电能变化是电芯100中剩余的电能的变化。存储单元480存储内部电阻数据，即，用于根据电芯100的温度计算电芯100的内部电阻的数据。这里，计算单元420参照内部电阻数据来确定当前温度下电芯100的内部电阻。接下来，当所有电芯100从基准时刻0到当前时刻t的电能变化被设置为ΔE(t)并且总体内部电阻(即电池单元的内部电阻的总和)被设置为Rtemp(t)时，计算单元420根据下式(1)计算电能变化ΔE(t)。[式2](这里，V(t)是所有电芯100的电压，且I(t)是电芯100的电流)下文中，将进行具体描述。这里使用的“电能”或“累积电能平衡”指的是指示电芯100的剩余容量的指标等，并且是通过将电压、电流和时间相乘计算的值。同时，使用单位Wh来表示该值。“电能”或“累积电能平衡”被认为是电压，不同于由电流和时间表示的剩余容量。如图1所示，电池组10包括多个电芯100。具体地，电池组10包括例如N个电芯100(电芯1到电芯N)。此外，如上所述，电芯100具有两个单个电池。具体地，电芯100是锂离子二次电池。此外，电芯100是例如层叠型电池，其中在外部材料中使用层叠膜。在根据第一实施例的电池组10中，在外部主体(未示出)中分别容纳多个电芯100，并且以将电芯排成行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，包括：彼此串联的多个电池单元；电压和电流测量单元，测量所述电池单元的电压和电流；温度测量单元，测量所述电池单元的温度；以及计算单元，基于所述电压和电流计算所述电池单元的第一电能平衡，基于所述温度确定所述电池单元的内部电阻，以及基于所述电流和所述内部电阻计算所述内部电阻的第二电能平衡，从而基于所述电池单元的所述第一电能平衡和所述内部电阻的所述第二电能平衡，来计算所述电池单元中累积的累积电能平衡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.29 JP 2012-0446351.一种电池组，包括：彼此串联的多个电池单元；电压和电流测量单元，测量所述多个电池单元的电压和电流；温度测量单元，测量所述多个电池单元的温度；以及计算单元，基于所述电压和电流计算所述多个电池单元的第一电能平衡，基于所述温度确定所述多个电池单元的内部电阻，以及基于所述电流和所述内部电阻计算所述内部电阻的第二电能平衡，从而基于所述多个电池单元的所述第一电能平衡和所述内部电阻的所述第二电能平衡，来计算所述多个电池单元中累积的累积电能平衡。2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述计算单元还基于所述电流计算所述多个电池单元的电量，以及基于所述累积电能平衡和所述电量计算能够由所述多个电池单元输出的实质电能。3.根据权利要求2所述的电池组，还包括通信单元，所述通信单元将基于所述实质电能的预测信号发送到外部设备。4.一种电池组，包括：彼此串联的多个电池单元；电压和电流测量单元，测量所述多个电池单元的电压和电流；温度测量单元，测量所述多个电池单元的温度；计算单元，基于所述多个电池单元的所述电压、所述电流和所述温度计算电能变化，所述电能变化是所述多个电池单元中剩余的电能的变化；以及存储单元，存储内部电阻数据，所述内部电阻数据是用于根据所述多个电池单元的所述温度计算所述多个电池单元的内部电阻的数据，其中，所述计算单元参照所述内部电阻数据来确定当前温度下所述多个电池单元的所述内部电阻，并且当所有所述多个电池单元的从基准时刻0到当前时刻t的所述电能变化被设置为ΔE(t)且总内部电阻被设置为Rtemp(t)时，根据下式(1)计算所述电能变化ΔE(t)，所述总内部电阻是所述多个电池单元的所述内部电阻的总和，这里，V(t)是所有所述多个电池单元的总电压，I(t)是所述多个电池单元的所述电流。5.根据权利要求4所述的电池组，其中，所述温度测量单元测量第一电池单元的温度，所述第一电池单元是至少所述多个电池单元中的一个，以及所述计算单元根据所述第一电池单元的所述温度参照所述内部电阻数据以指定所述第一电池单元的所述内部电阻，根据下式(3)计算所述多个电池单元的所述内部电阻的总和Rtemp(t)，以及计算所述电能变化，Rtemp...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田忠大，
申请(专利权)人：NEC能源元器件株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP