确定二次电池的电阻系数的方法，以及使用所确定的电阻系数估计充电功率的装置和方法制造方法及图纸

根据本发明专利技术的确定二次电池的电阻系数的方法，当二次电池具有特定温度和充电状态时，将从根据充电电流的大小的变化的充电终止I‑V曲线与设置为充电上限的边界线相交的交叉点的电流值计算的关于充电初始I‑V曲线的一次微分值确定为与二次电池的温度和充电状态对应的电阻系数。此外，根据本发明专利技术的用于估计充电功率的装置和方法估计与二次电池的温度和充电状态对应的充电功率，同时使用根据二次电池的温度和充电状态预定的电阻系数对二次电池充电。

Method of determining the resistance coefficient of a two cell, and device and method for estimating charging power using the determined resistance coefficient

According to the method of resistance coefficient of two times the battery to determine the method of the present invention, when a two battery has a specific temperature and charging state, the calculation of the initial charge I V curve a differential resistance coefficient determined for two times and the temperature of the battery and charging state corresponding to the current from the cross point according to the charge the charging current size change termination I V curve and set intersection for the boundary line of the upper bound charge. In addition, according to the invention for charging power corresponding apparatus and method for charging power estimation and two times the temperature of the battery and charging state, use at the same time according to the resistance coefficient of two and the temperature of the battery state of charge of battery charging two predetermined.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定二次电池的电阻系数的方法，以及使用所确定的电阻系数估计充电功率的装置和方法
本申请要求在韩国分别于2015年2月2日和2016年2月1日提交的韩国专利申请No.10-2015-0016275和No.10-2016-0012520的优先权，其公开内容通过引用方式并入本文。本公开涉及一种用于确定二次电池的电阻系数并且使用该电阻系数估计充电功率的装置和方法。
技术介绍
高性能二次电池的应用需要估计与二次电池的充电状态(SOC)对应的充电功率。例如，在混合动力电动车辆(HEV)和电动车辆(EV)中，车辆控制器从电池管理系统(BMS)连续地请求关于二次电池的充电功率的最新信息。混合脉冲功率表征(HPPC)是在本领域中是众所周知的用于二次电池的功率计算技术。可以在由美国能源部的爱达荷国家工程和环境实验室出版的新一代车辆伙伴关系(PNGV)电池测试手册(版本.3，2001年2月)中找到HPPC。HPPC仅考虑关于二次电池的电压的操作设计限制Vmin、Vmax来估计二次电池的功率。因此，该方法不考虑与二次电池的充电状态(z)和电流相关联的设计限制。这里使用的“充电状态”是指当前剩余容量相对于完全充电的二次电池的容量的相对比率。“充电状态”由参数SOC或z表示。参数SOC用于以百分比表示充电状态。此外，参数z用于表示在0和1之间的数字中的充电状态。HPPC仅通过下面的等式1来建模二次电池的电压。<等式1>V＝OCV(z)+R×I此处，OCV(z)是对应于二次电池的充电状态的二次电池的开路电压(OCV)，并且R是表示二次电池的电阻的常数。OCV(z)可以由通过测试预定义的SOC-OCV查找表来确定。也就是说，可以由映射对应于查找表中的充电状态的开路电压来获得OCV(z)值。图1详细示出了使用HPPC确定二次电池的充电功率的概念。如图1所示，一旦具有充电状态zk的二次电池以具有Ich的大小的恒定电流充电一定时间段(例如，10秒)，就测量二次电池的终止电压Vch。此处，二次电池的终止电压Vch可以根据充电电流的大小和充电时间而变化。接下来，基于等式1确定I-V曲线的斜率Rch，并且通过使用Rch，确定关于I-V曲线的线性方程式V＝OCV(zk)+Rch*I。接下来，对确定的等式应用外推，以确定与Vlimit，即充电上限电压对应的电流值。以这种方式，确定最大充电电流Imax，ch。根据HPPC，当确定最大充电电流Imax，ch时，由下面的等式2确定充电功率Pc。<等式2>Pc＝Vlimit×Imax，ch＝Vlimit×[(Vlimit-OCV(zk))÷Rch]然而，HPPC不设置充电电流的操作设计限制。如果由HPPC确定的二次电池的最大充电电流Imax，ch大于可由二次电池实际输出的充电上限电流，则充电功率被确定为大于二次电池的性能。在这种情况下，二次电池可能在比其应该处于的条件更为过度的条件下充电。特别地，在锂二次电池的情况下，过充电可能是电池爆炸的原因。因此，需要在相关领域中的新充电功率估计技术，其可以克服上述HPPC的缺点。
技术实现思路
技术问题本公开被设计为解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种实验性地确定二次电池的电阻系数的方法，该方法可以用于新充电功率估计方法并且配置使用该方法的电阻系数查找表。本公开还旨在提供一种使用电阻系数查找表以安全裕度估计充电上限内的二次电池的充电功率的装置和方法。技术方案在本公开的一个方面，提供了一种二次电池的电阻系数确定方法，该方法包括以下步骤：(a)按二次电池的温度的和充电状态，根据充电电流的大小变化来测量多个充电初始电压数据和多个充电终止电压数据，并将其存储在存储器中；(b)从多个充电终止电压数据确定充电终止I-V曲线，并且确定充电终止I-V曲线与对应于预设为充电上限条件的充电上限电流或充电上限电压的边界线相交的交叉点；(c)从多个充电初始电压数据确定充电初始I-V曲线，并基于交叉点的电流值确定关于充电初始I-V曲线的一阶微分值；并且(d)将所确定的一阶微分值确定为与二次电池的温度和充电状态对应的电阻系数。优选地，根据本公开的电阻系数确定方法进一步包括：在存储器中定义电阻系数查找表，使得可以通过二次电池的温度和充电状态来映射二次电池的电阻系数；以及在定义的电阻系数查找表中存储确定的电阻系数。根据一个方面，充电初始电压数据可以是在对二次电池施加充电电流之后的1秒内的时间点测量的电压数据，并且充电终止电压数据可以是在结束对二次电池施加充电电流时的时间点测量的电压数据。根据另一方面，步骤(a)可以包括保持二次电池的温度恒定；按二次电池的充电状态进行对二次电池施加具有不同大小的多个充电电流的充电测试；以及在每次施加每个充电电流时测量和存储二次电池的充电初始电压和充电终止电压。优选地，当对二次电池施加的充电电流的大小大于充电上限电流时，或当二次电池的最近测量的充电终止电压大于充电上限电压时，可以暂停充电测试。在本公开的另一方面，提供了一种二次电池的充电功率估计装置，该装置包括：存储单元，其中预先存储按二次电池的温度和充电状态预定的、用于参考电阻系数的电阻系数查找表；传感器单元，其当二次电池正在被充电的同时测量二次电池的充电电流和温度；以及控制单元，其确定二次电池的充电状态，参考电阻系数查找表来确定与确定的充电状态和测量的温度对应的电阻系数，并且从确定的电阻系数和测量的充电电流估计二次电池的充电功率。优选地，当二次电池具有特定的温度和充电状态时，电阻系数可以是从根据充电电流的大小的变化的充电终止I-V曲线与设置为充电上限的边界线相交的交叉点的电流值计算的关于充电初始I-V曲线的一次微分值。优选地，边界线可以是指示充电上限电流和充电上限电压的边界线。根据一个方面，充电初始I-V曲线可以是当具有不同大小的多个充电电流被施加到二次电池时，定义在被施加到二次电池的充电电流与施加对应的充电电流之后立即测量的电压之间的相关性的曲线图。优选地，构成充电初始I-V曲线的多个电压数据可以是在每个充电电流被施加到二次电池之后的1秒内测量的电压数据。根据另一方面，充电终止I-V曲线可以是当具有不同大小的电流的多个充电电流被施加到二次电池时，定义在被施加到二次电池的充电电流与在结束施加对应的充电电流时的时间点测量的电压之间的相关性的曲线图。优选地，控制单元可以被配置为在存储单元中存储估计的充电功率。可选地，控制单元可以与显示单元连接，并且可以通过显示单元显示估计的充电功率。可选地，控制单元可以与通信接口连接，并且可以通过通信接口向外部发送估计的充电功率。在本公开的另一方面中，提供了一种二次电池的充电功率估计方法，该方法包括：提供按二次电池的温度和充电状态预先确定的、用于参考电阻系数的电阻系数查找表；在二次电池正在被充电的同时测量二次电池的充电电流和温度；确定二次电池的充电状态；参考电阻系数查找表来确定与确定的充电状态和测量的温度对应的电阻系数；以及从确定的电阻系数和测量的充电电流估计二次电池的充电功率。优选地，当二次电池具有特定的温度和充电状态时，电阻系数可以是从根据充电电流的大小的变化的充电终止I-V曲线与设置为充电上限的边界线相交的交叉点处的电流值计算的、关于充电初始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池的电阻系数确定方法，所述方法包括：(a)按所述二次电池的温度和充电状态，根据充电电流的大小变化来测量多个充电初始电压数据和多个充电终止电压数据，并在存储器中存储所述多个充电初始电压数据和所述多个充电终止电压数据；(b)从所述多个充电终止电压数据确定充电终止I‑V曲线，并确定所述充电终止I‑V曲线与对应于预设为充电上限条件的充电上限电流或充电上限电压的边界线相交的交叉点；(c)从所述多个充电初始电压数据确定充电初始I‑V曲线，并确定基于所述交叉点的电流值计算的、关于所述充电初始I‑V曲线的一阶微分值；并且(d)将所确定的一阶微分值确定为与所述二次电池的温度和充电状态对应的电阻系数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.02 KR 10-2015-0016275;2016.02.01 KR 10-2011.一种二次电池的电阻系数确定方法，所述方法包括：(a)按所述二次电池的温度和充电状态，根据充电电流的大小变化来测量多个充电初始电压数据和多个充电终止电压数据，并在存储器中存储所述多个充电初始电压数据和所述多个充电终止电压数据；(b)从所述多个充电终止电压数据确定充电终止I-V曲线，并确定所述充电终止I-V曲线与对应于预设为充电上限条件的充电上限电流或充电上限电压的边界线相交的交叉点；(c)从所述多个充电初始电压数据确定充电初始I-V曲线，并确定基于所述交叉点的电流值计算的、关于所述充电初始I-V曲线的一阶微分值；并且(d)将所确定的一阶微分值确定为与所述二次电池的温度和充电状态对应的电阻系数。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述存储器中定义电阻系数查找表，使得能够通过所述二次电池的温度和充电状态来映射所述二次电池的电阻系数；并且在所定义的电阻系数查找表中存储所确定的电阻系数。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述充电初始电压数据是在所述充电电流被施加到所述二次电池之后的1秒内的时间点测量的电压数据，并且所述充电终止电压数据是在结束对所述二次电池施加所述充电电流时的时间点测量的电压数据。4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(a)包括：保持所述二次电池的温度恒定；按所述二次电池的充电状态进行向所述二次电池施加具有不同大小的多个充电电流的充电测试；以及在每次施加每个充电电流时测量和存储所述二次电池的充电初始电压和充电终止电压。5.根据权利要求4所述的方法，其中，当施加到所述二次电池的所述充电电流的大小大于所述充电上限电流时，或者当所述二次电池的最近测量的充电终止电压大于所述充电上限电压时，暂停所述充电测试。6.一种二次电池的充电功率估计装置，包括：存储单元，在所述存储单元中预存储用于通过所述二次电池的温度和充电状态来参考电阻系数的电阻系数查找表；传感器单元，所述传感器单元在所述二次电池正在被充电的同时测量所述二次电池的充电电流和温度；以及控制单元，所述控制单元确定所述二次电池的充电状态，参考所述电阻系数查找表来确定与所确定的充电状态和所测量的温度对应的电阻系数，并且从所确定的电阻系数和所测量的充电电流估计所述二次电池的充电功率，其中，当所述二次电池具有特定的温度和充电状态时，所述电阻系数是从根据充电电流大小的变化的充电终止I-V曲线与设置为充电上限的边界线相交的交叉点的电流值计算的、关于充电初始I-V曲线的一次微分值。7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：车善英，赵源泰，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR