电池管理系统、电池管理方法、电池组及电动车辆技术方案

提供了一种电池管理系统、电池管理方法、电池组及电动车辆。电池管理系统包括：感测单元，其生成指示电池的电压和电流的感测信号；存储器单元，其存储用于使用第一参考电流速率至第m参考电流速率进行恒流充电的参考充电图；以及控制单元，其基于感测信号确定起始值，该起始值指示在接收到充电命令的时间的充电因子。控制单元根据参考充电图以一对一的关系生成与第一参考电流速率至第m参考电流速率相对应的第一参考充电函数至第m参考充电函数。当充电循环开始时，控制单元基于感测信号、起始值和第一参考充电函数至第m参考充电函数顺序地使用第一参考电流速率至第m参考电流速率控制向电池供应的充电电流。控制向电池供应的充电电流。控制向电池供应的充电电流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池管理系统、电池管理方法、电池组及电动车辆


[0001]本公开涉及一种电池充电技术。
[0002]本申请要求于2020年6月18日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2020
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0074421的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文中。

技术介绍

[0003]近来，对诸如笔记本电脑、摄像机、移动电话之类的便携式电子产品的需求快速增长，并且随着电动车辆、蓄能蓄电池、机器人和卫星的广泛发展，正对可以反复充电和放电的高性能电池进行大量研究。
[0004]目前，市售电池有镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等，并且在它们当中，锂电池几乎没有或没有记忆效应，因此与镍基电池相比，锂电池因为可以随时充电，自放电率非常低，并且能量密度高的优点而越来越备受关注。
[0005]在对电池进行恒流充电时，当充电电流的电流速率低时，需要很长时间才能将电池充满。相反，当充电电流的电流速率过高时，电池可能快速退化。因此，在恒流充电期间，需要根据电池的状态逐步调整充电电流的电流速率。
[0006]为了在恒流充电期间逐渐调整电流速率，主要使用具有“多级恒流充电协议”的充电图。充电图包括存储多个电流速率和多个转换条件之间的关系的至少一个数据数组(array)。每次满足每个转换条件时，可以将下一个电流速率作为充电电流提供给电池。电流速率(简称“C
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rate(C率)”)是通过将充电电流除以电池的最大容量而获得的值，并且其单位为“C”。
[0007]在同一个充电循环中，因为随着执行充电的时间推移，充电电流产生的应力累积，例如极化电压升高，对电池造成损坏(例如，锂金属沉积)。因此，通常，准备充电图，使得充电电流的C率从充电开始到充电结束逐渐减小。例如，在充电图中，与当前转换条件(例如，充电状态(SOC)50％)相对应的C率(例如，1.5C)高于与下一个转换条件(例如，SOC 60％)相对应的C率(例如，1.4C)。
[0008]但是，常规的充电图是在充电循环从电池的完全充电状态(例如，SOC 0％)开始的前提下准备的。因此，即使电池没有完全充电，充电电流的C率也无条件地受充电图的限制。例如，当在电池SOC为55％开始充电循环时，在多个C率当中，最大C率(例如，2.0C)不用作充电电流，并且通过低于最大值的C
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速度(例如，1.5C)的充电电流开始恒流充电。结果，完成充电所花费的时间不必要地增加。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]本公开是为了解决上述问题而设计的，因此本公开旨在提供一种电池管理系统、电池管理方法、电池组及电动车辆，其中，通过基于电池在充电循环的开始时间的充电因子(例如，充电状态(SOC)、电压)针对多个电流速率中的每一个设置转换条件，按次序使用所
有多个电流速率来执行电池的恒流充电。
[0011]本公开的这些和其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并且从本公开的实施方式将显而易见。别外，将容易理解，可以通过所附权利要求中阐述的手段及其组合来实现本公开的目的和优点。
[0012]技术方案
[0013]根据本公开的一个方面，一种电池管理系统包括：感测单元，其被配置为生成指示电池的电压和电流的感测信号；存储器单元，其被配置为存储用于使用第一参考电流速率至第m参考电流速率(C率)进行恒流充电的参考充电图，其中m是2以上的自然数；以及控制单元，其被配置为响应于接收到充电命令，基于感测信号确定起始值，该起始值指示电池在接收到充电命令的时间点的充电因子。控制单元被配置为根据参考充电图以一对一的关系生成与第一参考C率至第m参考C率相对应的第一参考充电函数至第m参考充电函数。当包括恒流充电的充电循环开始时，控制单元被配置为基于感测信号、起始值和第一参考充电函数至第m参考充电函数，按次序使用第一参考C率至第m参考C率控制向电池供应的充电电流。
[0014]控制单元可以被配置为用第一参考充电函数至第m参考充电函数替代存储器单元中存储的参考充电图。
[0015]参考充电图可以包括以一对一关系与第一参考C率至第m参考C率相对应的第一参考数组至第m参考数组。每个参考数组可以包括第一参考值至第n参考值和第一边界值至第n边界值。n是2以上的自然数。当i为2以上且m以下的自然数，并且j为1以上且n以下的自然数时，第一参考数组的第j边界值指示当充电循环在电池的充电因子等于第j参考值的时间点时开始时以第一参考C率进行恒流充电的允许极限值。第i参考数组的第j边界值指示从电池的充电因子达到第i
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1参考数组的第j边界值的时间点开始以第i参考C率进行恒流充电的允许极限值。
[0016]第i参考C率可以小于第i
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1参考C率。
[0017]当k为2以上且n以下的自然数时，第k参考值可以大于第k
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1参考值，并且第i参考数组的第k边界值可以大于第i参考数组的第k
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1边界值。
[0018]控制单元可以被配置为基于起始值，分别根据第一参考充电函数至第m参考充电函数来确定第一转换值至第m转换值，并输出第一控制信号。第一控制信号可以是请求将充电电流设置为等于第一参考C率的信号。
[0019]当z小于m时，控制单元可以被配置为响应于以第z参考C率的充电电流使电池的充电因子达到第z转换值，将z增加1并且输出第z控制信号。第z控制信号可以是请求将充电电流设置为等于第z参考C率的信号，z是指示当前电流指数的自然数。
[0020]控制单元可以被配置为响应于以第m参考C率的充电电流使电池的充电因子达到第m转换值，输出请求从恒流充电改变为具有阈值电压的恒压充电的转换信号。
[0021]控制单元可以被配置为将阈值电压设置为等于电池在电池的充电因子达到第m转换值的时间点的电压。
[0022]控制单元可以被配置为在恒压充电期间响应于电池的电流达到阈值电流而终止恒压充电。
[0023]根据本公开的另一方面的电池组包括电池管理系统。
[0024]根据本公开的又一方面的电动车辆包括电池组。
[0025]根据本公开的又一方面的电池管理方法，该电池管理方法包括：根据用于使用第一参考C率至第m参考C率进行恒流充电的参考充电图，以一对一的关系生成与第一参考C率至第m参考C率相对应的第一参考充电函数至第m参考充电函数；当接收到充电命令时，确定起始值，该起始值是电池在接收到充电命令的时间点的充电因子；基于起始值，分别根据第一参考充电函数至第m参考充电函数来确定第一转换值至第m转换值；输出请求将充电电流设置为等于第一参考C率的第一控制信号，以开始包括恒流充电的充电循环；以及当z小于m时，z是指示当前电流指数的自然数，响应于以第z参考C率的充电电流使电池的充电因子达到第z转换值，将z增加1并且输出请求将充电电流设置为等于第z参考C率的第z控制信号。
[0026]技术效果
[0027]根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池管理系统，该电池管理系统包括：感测单元，该感测单元被配置为生成指示电池的电压和电流的感测信号；存储器单元，该存储器单元被配置为存储用于使用第一参考电流速率(C率)至第m参考C率进行恒流充电的参考充电图，其中m是2以上的自然数；以及控制单元，该控制单元被配置为响应于接收到充电命令，基于所述感测信号确定起始值，该起始值指示所述电池在接收到所述充电命令的时间点的充电因子，其中，所述控制单元被配置为：根据所述参考充电图以一对一的关系生成与所述第一参考C率至所述第m参考C率相对应的第一参考充电函数至第m参考充电函数，并且当包括所述恒流充电的充电循环开始时，基于所述感测信号、所述起始值和所述第一参考充电函数至所述第m参考充电函数，按次序使用所述第一参考C率至所述第m参考C率控制向所述电池供应的充电电流。2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中，所述控制单元被配置为用所述第一参考充电函数至所述第m参考充电函数替代所述存储器单元中存储的所述参考充电图。3.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中，所述参考充电图包括以一对一关系与所述第一参考C率至所述第m参考C率相对应的第一参考数组至第m参考数组，每个参考数组包括第一参考值至第n参考值以及第一边界值至第n边界值，其中n是2以上的自然数，并且当i为2以上且m以下的自然数，并且j为1以上且n以下的自然数时，所述第一参考数组的第j边界值指示当所述充电循环在所述电池的充电因子等于第j参考值的时间点开始时以所述第一参考C率进行恒流充电的允许极限值，并且第i参考数组的第j边界值指示从所述电池的所述充电因子达到第i
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1参考数组的第j边界值的时间点开始以第i参考C率进行恒流充电的允许极限值。4.根据权利要求3所述的电池管理系统，其中，所述第i参考C率小于第i
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1参考C率。5.根据权利要求3所述的电池管理系统，其中，当k为2以上且n以下的自然数时，第k参考值大于第k
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1参考值，并且所述第i参考数组的第k边界值大于所述第i参考数组的第k
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1边界值。6.根据权利要求3所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：南基民，金炯奭，黄太炫，赵源泰，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：