用于估计电池状态的方法和设备技术

公开了一种用于估计电池状态的方法和设备。所述方法包括：从连接到电池的传感器获得电池的测量电压；从存储在存储器中的电化学模型获得电池的估计电压；基于测量电压和估计电压来估计电池的老化变化；以及使用老化变化来更新电化学模型的老化参数。更新电化学模型的老化参数。更新电化学模型的老化参数。

【技术实现步骤摘要】
用于估计电池状态的方法和设备
[0001]本申请要求于2021年3月3日在韩国知识产权局提交的第10
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2021
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0027942号韩国专利申请和于2022年1月7日在韩国知识产权局提交的第10
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2022
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0002616号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的全部公开出于所有目的通过引用包含于此。


[0002]下面的描述涉及用于估计电池状态的方法和设备。

技术介绍

[0003]对于电池管理，可使用各种方法来估计电池状态。例如，可通过对电池的电流进行积分或通过使用电池模型(例如，电路模型)，来估计电池状态。
[0004]电池暴露于加速老化的管理环境(例如，快速充电、快速放电、低温或高温环境)越频繁，对预测反映老化状态的电池的状态信息的需求越高。

技术实现思路

[0005]提供本
技术实现思路
以简要的形式介绍在以下具体实施方式中进一步描述的构思的选择。本
技术实现思路
不意在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定要求保护主题的范围。
[0006]在一个总体方面，一种处理器实现的估计电池状态的方法包括：从连接到电池的传感器获得电池的测量电压；从存储在存储器中的电化学模型获得电池的估计电压；基于测量电压和估计电压来估计电池的老化变化；以及使用老化变化来更新电化学模型的老化参数。
[0007]估计老化变化的步骤可包括：基于电池的估计电压与电池的测量电压之间的响应特性差异，来估计老化变化。<br/>[0008]估计老化变化的步骤可包括：基于估计电压的变化、测量电压的变化和电池的电流变化来确定电阻增大，并且基于电阻增大将阳极固体电解质界面(SEI)电阻的变化确定为老化变化。
[0009]估计老化变化的步骤可包括：将根据电池的放电的估计电压的响应特性与测量电压的响应特性之间的比率确定为老化变化。
[0010]估计电压的响应特性与测量电压的响应特性之间的比率可包括以下中的一个：在电池的使用时段内的两个点处的从估计电压确定的斜率与从测量电压确定的斜率之间的比率；以及电池的使用时段内的两个点之间的从估计电压确定的面积与从测量电压确定的面积之间的比率。
[0011]电池的使用时段内的所述两个点可对应于针对电化学模型的校正器的关闭状态时段的起点和终点，或者属于关闭状态时段内的电池的电流变化小于或等于第一阈值的时段。
[0012]估计老化变化的步骤可包括：响应于针对电化学模型的校正器被控制为处于关闭
状态，来估计老化变化。
[0013]所述方法还可包括：使用由电化学模型估计的电池的状态信息，来控制针对电化学模型的校正器的操作状态。
[0014]所述方法可包括：响应于电池的状态信息、电池的离子浓度和电池的活性物质的容量中的任何一个大于第二阈值或落入第一范围内，控制校正器处于关闭状态。
[0015]所述方法可包括：如果电池的状态信息、电池的离子浓度和电池的活性物质的容量中的任何一个对应于电池的阳极开路电势(OCP)的变化小于或等于第三阈值并且电池的阴极OCP的变化大于或等于第四阈值的时段，则控制校正器处于关闭状态。
[0016]估计老化变化的步骤可包括：响应于校正器被控制为处于开启状态，将电池的状态信息被校正器校正的程度确定为老化变化。
[0017]所述方法可包括：响应于电池的状态信息、电池的离子浓度和电池的活性物质的容量中的任何一个小于第五阈值或落入第二范围内，控制校正器处于开启状态。
[0018]所述方法可包括：如果电池的状态信息、电池的离子浓度和电池的活性物质的容量中的任何一个对应于电池的阳极OCP的变化大于或等于第六阈值的时段，则控制校正器处于开启状态。
[0019]所述方法还可包括：将老化变化存储在存储器中；以及响应于达到老化参数的更新条件，使用存储在存储器中的一个或多个老化变化来更新老化参数。
[0020]可基于电池的循环次数、电池的累积使用容量、电池的累积使用时间以及存储在存储器中的老化变化的数量中的一个或多个，来确定是否已经达到更新条件。
[0021]老化参数可包括电池的阳极SEI电阻、阴极活性物质的容量和电极平衡移动中的一个或多个。
[0022]所述方法还可包括：使用应用了更新后的老化参数的电化学模型来估计电池的状态信息。
[0023]在另一总体方面，一种用于估计电池状态的设备包括：存储器，被配置为存储电化学模型；传感器，被配置为测量电池的电压；以及处理器，被配置为基于电池的测量电压和从电化学模型获得的估计电压来估计电池的老化变化，并且使用老化变化来更新电化学模型的老化参数。
[0024]在另一总体方面，一种移动装置包括：显示器；电池，被配置为向显示器供电；存储器，被配置为存储用于电池的电化学模型；以及处理器，被配置为使用电化学模型来估计电池的电压。
[0025]显示器的对角线长度可以是10厘米(cm)至70cm。
[0026]显示器的对角线长度可以是50cm或更小。
[0027]电池的单元电池容量可以是10安培小时(Ah)或更小。
[0028]处理器可以是微控制器单元(MCU)。
[0029]包括在存储器中的易失性存储器的容量可以是每单元电池2千字节至8千字节。
[0030]包括在存储器中的非易失性存储器的容量可以是每单元电池20千字节至100千字节。
[0031]所述移动装置还可包括电源管理集成电路(PMIC)，其中，存储器和处理器被包括在PMIC中。
[0032]所述移动装置还可包括PMIC，其中，存储器和处理器不包括在PMIC中。
[0033]所述移动装置还可包括：相机，被配置为拍摄观看显示器的用户。
[0034]所述移动装置还可包括外壳，其中，电池、存储器和处理器可被设置在外壳与显示器之间。
[0035]显示器可以是被配置为检测从用户输入的触摸姿势的触摸屏显示器。
[0036]所述移动装置还可包括：通信器，被配置为与外部装置通信，其中，通信器还可被配置为将从外部装置接收的数据发送到处理器，并且将由处理器处理的数据发送到外部装置。
[0037]所述移动装置还可包括：扬声器，被配置为根据所述移动装置的操作输出声音。
[0038]在另一总体方面，一种设备包括：存储器，被配置为存储用于电池的电化学模型；一个或多个处理器，被配置为：使用电化学模型确定电池的估计电压，测量电池的实际电压，以及确定电池的估计电压与电池的实际电压之间电压差，基于电压差确定电池的状态变化，使用状态变化更新电化学模型的内部状态。
[0039]所述一个或多个处理器可被配置为：通过基于电池的状态变化而校正活性物质颗粒内的离子浓度分布或电极中的离子浓度分布中的一者或两者，来更新电化学模型的内部状态。
[0040]所述一个或多个处理器可被配置为：在已经使用状态变化更新电化学模型之后基于电化学模型的内部状态来校本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理器实现的估计电池状态的方法，所述方法包括：从连接到电池的传感器获得电池的测量电压；从存储在存储器中的电化学模型获得电池的估计电压；基于测量电压和估计电压来估计电池的老化变化；以及使用老化变化来更新电化学模型的老化参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，估计老化变化的步骤包括：基于电池的估计电压与电池的测量电压之间的响应特性差异，来估计老化变化。3.根据权利要求2所述的方法，其中，估计老化变化的步骤包括：基于估计电压的变化、测量电压的变化和电池的电流变化来确定电阻增大，并且基于电阻增大将阳极固体电解质界面电阻的变化确定为老化变化。4.根据权利要求2所述的方法，其中，估计老化变化的步骤包括：将根据电池的放电的估计电压的响应特性与测量电压的响应特性之间的比率确定为老化变化。5.根据权利要求4所述的方法，其中，估计电压的响应特性与测量电压的响应特性之间的比率包括以下中的一个：在电池的使用时段内的两个点处从估计电压确定的斜率与在电池的使用时段内的两个点处从测量电压确定的斜率之间的比率；以及在电池的使用时段内的两个点之间从估计电压确定的面积与在电池的使用时段内的两个点之间从测量电压确定的面积之间的比率。6.根据权利要求5所述的方法，其中，电池的使用时段内的所述两个点对应于针对电化学模型的校正器的关闭状态时段的起点和终点，或者属于在关闭状态时段内的电池的电流变化小于或等于第一阈值的时段。7.根据权利要求2所述的方法，其中，估计老化变化的步骤包括：响应于针对电化学模型的校正器被控制为处于关闭状态，来估计老化变化。8.根据权利要求1所述的方法，还包括：使用由电化学模型估计的电池的状态信息，来控制针对电化学模型的校正器的操作状态。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：响应于电池的状态信息、电池的离子浓度和电池的活性物质的容量中的任何一个大于第二阈值或落入第一范围内，控制校正器处于关闭状态。10.根据权利要求8所述的方法，还包括：如果电池的状态信息、电池的离子浓度和电池的活性物质的容量中的任何一个对应于电池的阳极开路电势的变化小于或等于第三阈值并且电池的阴极开路电势的变化大于或等于第四阈值的时段，则控制校正器处于关闭状态。11.根据权利要求8所述的方法，其中，估计老化变化的步骤包括：响应于校正器被控制为处于开启状态，将电池的状态信息被校正器校正的程度确定为老化变化。12.根据权利要求8所述的方法，还包括：响应于电池的状态信息、电池的离子浓度和电池的活性物质的容量中的任何一个小于第五阈值或落入第二范围内，控制校正器处于开启状态。13.根据权利要求8所述的方法，还包括：如果电池的状态信息、电池的离子浓度和电池
的活性物质的容量中的任何一个对应于电池的阳极开路电势的变化大于或等于第六阈值的时段，则控制校正器处于开启状态。14.根据权利要求1所述的方法，还包括：将老化变化存储在存储器中；以及响应于达...

【专利技术属性】
技术研发人员：金振豪，宋泰元，成映勳，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：