电池管理设备和方法技术

根据本发明专利技术的实施方式的电池管理设备包括：电池信息估计单元，其被配置成基于电池单元的电压和电流中至少之一来估计包括关于电池单元的OCV和SOC的电池信息；曲线生成单元，其被配置成从电池信息估计单元接收OCV和SOC并且生成包括OCV与SOC之间的对应关系的SOC曲线；以及控制单元，其被配置成：从曲线生成单元接收SOC曲线；确定接收到的SOC曲线中的拐点；以及当在SOC曲线中存在至少一个拐点时，基于对应于拐点的OCV或SOC在SOC曲线中设置校正区间；以及通过对设置的校正区间进行线性化来校正SOC曲线。正SOC曲线。正SOC曲线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池管理设备和方法


[0001]本申请要求于2020年8月13日向大韩民国提交的韩国专利申请第10
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2020
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0101933号的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用并入本文中。
[0002]本公开内容涉及电池管理设备和方法，并且更具体地，涉及能够为电池单元生成SOC曲线的电池管理设备和方法。

技术介绍

[0003]近来，对于诸如笔记本电脑、视频摄像装置和便携式电话的便携式电子产品的需求急剧增加，并且电动车辆、储能电池、机器人、卫星等得到大力发展。因此，正在积极研究允许重复充电和放电的高性能电池。
[0004]目前市售的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等。其中，锂电池因其与镍基电池相比几乎没有记忆效应、并且其还具有非常低的自充电率和高能量密度而备受瞩目。
[0005]正在研究一种准确地估计电池的充电状态(SOC)的方法，这对这样的电池的性能具有重要影响(非专利文献1)。用于估计电池的SOC的方法可以大致分为使用库仑计数的方法和使用扩展卡尔曼滤波器(EKF)的方法。
[0006]库仑计数是一种通过将每小时SOC添加至电池的初始SOC(SOC0)来估计电池SOC的方法。虽然库仑计数在计算方面简单，但存在当不准确知晓初始充电状态(SOC0)时误差累积的缺点。
[0007]扩展卡尔曼滤波器广泛用于估计非线性模型的状态。在使用扩展卡尔曼滤波器的情况下，可以使用为电池设置的等效电路模型(ECM)来估计OCV(开路电压)，并且可以基于所估计的OCV来估计电池的SOC。然而，当使用扩展卡尔曼滤波器时，等效电路模型的内部参数由诸如负载电流、SOC和温度的各种环境因素转换，并且这表现为由模型引起的误差。因此，需要开发一种通过校正使用扩展卡尔曼滤波器估计的SOC中的误差来更准确地估计电池的SOC的技术。
[0008](非专利文献1)用于估计锂聚合物电池的充电状态的基于LSTM的EKF补偿方法(Compensation Method of EKF Based on LSTM for Estimating State of Charge of Li
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polymer Battery)，KSAE(韩国农业工程师学会)的会刊，Beomjin Yoon，Seougyeol Yoo，Sangman Seong，第27卷，第7期，第501
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507页，2019年7月。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]本公开内容旨在解决使用扩展卡尔曼滤波器生成的SOC曲线的问题，并且本公开内容旨在提供一种用于生成在估计电池单元的SOC时具有提高的准确性的SOC曲线的电池管理设备和方法。
[0011]本公开内容的这些和其他目的和优点可以从以下详细描述中理解，并且从本公开
内容的示例性实施方式中将变得更加明显。此外，将易于理解的是，本公开内容的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的方式来实现。
[0012]技术方案
[0013]一种根据本公开内容的一个方面的电池管理设备可以包括：电池信息估计单元，其被配置成基于电池单元的电压和电流中至少之一来估计包括电池单元的OCV和SOC的电池信息；曲线生成单元，其被配置成从电池信息估计单元接收OCV和SOC并且生成表示OCV与SOC之间的对应关系的SOC曲线；以及控制单元，其被配置成：从曲线生成单元接收SOC曲线；确定接收到的SOC曲线中的拐点；当在SOC曲线中存在至少一个拐点时，基于对应于拐点的OCV或SOC在SOC曲线中设置校正区间；以及通过对设置的校正区间进行线性化来校正SOC曲线。
[0014]控制单元可以被配置成通过将线性化算法应用于校正区间来去除包括在SOC曲线的校正区间中的拐点。
[0015]当在SOC曲线中存在多个拐点时，控制单元可以被配置成针对多个拐点中的每一个设置校正区间并且对多个设置的校正区间独立地进行线性化。
[0016]当在多个设置的校正区间中至少两个校正区间交叠时，控制单元可以被配置成将多个交叠的校正区间设置为一个校正区间。
[0017]控制单元可以被配置成：在改变校正区间的大小的同时多次校正SOC曲线；基于预设的参考曲线来针对多个校正后的SOC曲线中的每一个计算SOC误差；在多个校正后的SOC曲线中选择具有最小计算出的SOC误差的目标SOC曲线；以及将所选择的目标SOC曲线设置为电池单元的标准曲线。
[0018]控制单元可以被配置成通过将针对参考曲线的每个OCV的SOC与针对多个校正后的SOC曲线的每个OCV的SOC进行比较来针对多个校正后的SOC曲线中的每一个计算每个OCV的SOC误差率；以及在多个校正后的SOC曲线中选择其中计算出的针对每个OCV的SOC误差率的误差区间具有最小大小的校正后的SOC曲线作为目标SOC曲线。
[0019]控制单元可以被配置成选择其中表示针对多个校正后的SOC曲线中的每一个计算出的针对每个OCV的SOC误差率的最小值与最大值之间的差的误差区间具有最小大小的SOC曲线作为目标SOC曲线。
[0020]控制单元可以被配置成分别基于校正后的SOC曲线中的校正区间的起点和终点来设置多个滤波区间并且将滤波算法应用于多个设置的滤波区间中的每一个。
[0021]多个滤波区间可以被配置成包括基于起点或终点的线性区间和非线性区间。
[0022]控制单元可以被配置成通过使用滤波算法对多个滤波区间中的每一个进行校正，使得线性区间和非线性区间成为连续区间。
[0023]电池信息估计单元可以被配置成通过使用等效电路模型和扩展卡尔曼滤波器根据电池单元的电压和电流估计彼此对应的OCV和SOC。
[0024]一种根据本公开内容的另一方面的电池组可以包括根据本公开内容的一个方面的电池管理设备。
[0025]一种根据本公开内容的又一方面的电池管理方法可以包括：电池信息估计步骤，用于基于电池单元的电压和电流中至少之一来估计包括电池单元的OCV和SOC的电池信息；SOC曲线生成步骤，用于生成表示在电池信息估计步骤中估计的OCV与SOC之间的对应关系
的SOC曲线；拐点确定步骤，用于确定SOC曲线中的拐点；校正区间设置步骤，用于当在SOC曲线中存在至少一个拐点时，基于对应于拐点的OCV或SOC在SOC曲线中设置校正区间；以及SOC曲线校正步骤，用于通过对校正区间设置步骤中设置的校正区间进行线性化来校正SOC曲线。
[0026]有益效果
[0027]根据本公开内容的一个方面，根据本公开内容的实施方式的电池管理设备具有以下优点：通过使用线性化算法校正电池单元的基于扩展卡尔曼滤波器生成的SOC曲线来生成更稳定的SOC曲线。
[0028]另外，根据本公开内容的一个方面，当拐点被包括在所生成的SOC曲线中时，根据本公开内容的实施方式的电池管理设备可以通过将线性化算法应用于被设置为包括拐点的校正区间来初次校正SOC曲线，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】1.一种电池管理设备，包括：电池信息估计单元，其被配置成基于电池单元的电压和电流中至少之一来估计包括所述电池单元的OCV和SOC的电池信息；曲线生成单元，其被配置成从所述电池信息估计单元接收所述OCV和所述SOC并且生成表示所述OCV与所述SOC之间的对应关系的SOC曲线；以及控制单元，其被配置成：从所述曲线生成单元接收所述SOC曲线；确定接收到的SOC曲线中的拐点；当在所述SOC曲线中存在至少一个拐点时，基于对应于所述拐点的OCV或SOC在所述SOC曲线中设置校正区间；以及通过对设置的校正区间进行线性化来校正所述SOC曲线。2.根据权利要求1所述的电池管理设备，其中，所述控制单元被配置成通过将线性化算法应用于所述校正区间来去除包括在所述SOC曲线的校正区间中的拐点。3.根据权利要求1所述的电池管理设备，其中，当在所述SOC曲线中存在多个拐点时，所述控制单元被配置成针对所述多个拐点中的每一个设置校正区间并且对多个设置的校正区间独立地进行线性化。4.根据权利要求3所述的电池管理设备，其中，当在所述多个设置的校正区间中至少两个校正区间交叠时，所述控制单元被配置成将多个交叠的校正区间设置为一个校正区间。5.根据权利要求1所述的电池管理设备，其中，所述控制单元被配置成：在改变所述校正区间的大小的同时多次校正所述SOC曲线；基于预设的参考曲线来针对所述多个校正后的SOC曲线中的每一个计算SOC误差；在所述多个校正后的SOC曲线中选择具有最小计算出的SOC误差的目标SOC曲线；以及将选择的目标SOC曲线设置为电池单元的标准曲线。6.根据权利要求5所述的电池管理设备，其中，所述控制单元被配置成：通过将针对所述参考曲线的每个OCV的SOC与针对所述多个校正后的SOC曲线的每个OCV的SOC进行比较来针对所述多个校正后的SOC曲线中的每一个计算每个OCV的SOC误差率；以及在所述多个校...

【专利技术属性】
技术研发人员：金英真，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：