用于诊断电池的设备和方法技术

一种根据本发明专利技术的实施例的电池诊断设备包括：电压测量单元，该电压测量单元被配置成测量电池单体的电压；拟合值计算单元，该拟合值计算单元被配置成计算电池单体的充电和放电之后的休止区间中电池单体的拟合电压；以及诊断单元，该诊断单元被配置成：相对于电池单体的休止区间，通过比较由电压测量单元测量的测量电压与由拟合值计算单元计算的拟合电压来诊断电池单体的异常。来诊断电池单体的异常。来诊断电池单体的异常。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于诊断电池的设备和方法


[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年7月31日在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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0096308的权益，其公开内容通过引用整体地并入本文。

[0003][0004]本专利技术涉及一种用于通过使用电池单体电压的正常行为模拟来诊断电池是否异常的电池诊断设备和方法。

技术介绍

[0005]近来，已对二次电池积极地进行了研究和开发。这里，二次电池包括能够充电和放电的电池，并且包括所有常规Ni/Cd电池、Ni/MH电池和最近的锂离子电池。在二次电池当中，锂离子电池具有的优势在于它们的能量密度远高于常规Ni/Cd电池和Ni/MH电池的能量密度，并且另外，能够制造尺寸小且重量轻的锂离子电池，所以它们被用作移动设备的电源。另外，锂离子电池已由于其作为电动车辆的电源的扩展用途范围而作为下一代能量存储介质吸引关注。
[0006]另外，二次电池通常被用作包括电池模块的电池组，在该电池模块中多个电池单体串联和/或并联连接。然后，电池组的状态和操作由电池管理系统管理和控制。
[0007]一般而言，在能量存储系统(ESS)的情况下，提供用于执行诊断的列表以防止火灾。诊断列表包括关于电压、电流、温度、功率等的数据，并且主要针对过压和欠压执行每个电池单体的诊断项目。
[0008]然而，在现实中，存在如下情况：除电池单体电压的上段或下段以外还发生缺陷，并且即使当过压或欠压警告未出现时也常常发生火灾。因此，需要新的诊断项目来防止这些问题。

技术实现思路

[0009][技术问题][0010]本专利技术已被设计以解决以上问题，并且本专利技术的目的是为了提供一种用于通过模拟在电池单体的充电和放电之后的休止期间电压的形状并且将其与实际测量的电压进行比较来诊断电池以检测电池单体的异常行为的设备和方法。
[0011][技术方案][0012]一种根据本专利技术的实施例的电池诊断设备包括：电压测量单元，该电压测量单元被配置成测量电池单体的电压；拟合值计算单元，该拟合值计算单元被配置成计算电池单体的充电和放电之后的休止区间中电池单体的拟合电压；以及诊断单元，该诊断单元被配置成：相对于电池单体的休止区间，通过比较由电压测量单元测量的测量电压和由拟合值计算单元计算的拟合电压来诊断电池单体的异常。
[0013]一种根据本专利技术的实施例的电池诊断方法包括：测量电池单体的电压；计算电池单体的充电和放电之后的休止区间中电池单体的拟合电压；以及相对于电池单体的休止区间，通过将电池单体的测量电压与电池单体的拟合电压进行比较来诊断电池单体的异常。
[0014][本专利技术的效果][0015]根据本专利技术的电池诊断设备和方法，能够通过模拟在电池单体的充电和放电之后的休止期间电压的形状并且将其与实际测量的电压进行比较来检测电池单体的异常行为。
附图说明
[0016]图1是示出一般电池架的配置的框图。
[0017]图2是示出根据本专利技术的实施例的电池诊断设备的配置的框图。
[0018]图3是示出实际电压形状、由根据本专利技术的实施例的电池诊断设备计算的电池单体的电压形状、和根据现有技术计算的电压形状的视图。
[0019]图4是图示根据本专利技术的实施例的电池诊断设备中的电压形状根据拟合时间的变化的图。
[0020]图5是图示根据本专利技术的实施例的电池模块的电池管理系统(MBMS)的电流消耗的图。
[0021]图6是比较通过根据本专利技术的实施例的电池诊断设备计算的电压形状和实际电压值的图。
[0022]图7是图示根据本专利技术的实施例的用于诊断电池的方法的流程图。
[0023]图8是图示根据本专利技术的实施例的电池诊断设备的硬件配置的框图。
具体实施方式
[0024]在下文中，将参考附图详细地描述本专利技术的各种实施例。在本文档中，相同的附图标记被用于附图中相同的组件，并且省略相同的组件的重复描述。
[0025]对于本文档中公开的本专利技术的各种实施例，已仅出于描述本专利技术的实施例的目的举例说明了特定结构或功能描述，并且本专利技术的各种实施例可以以各种形式实现，而不应该被解释为限于本文档中描述的实施例。
[0026]在各种实施例中使用的诸如“第一”、“第二”、“第1”或“第2”的表述可以修饰各种元件，而不管它们的次序和/或重要性如何，并且不限制对应元件。例如，在不脱离本专利技术的范围的情况下，可以将第一组件称为第二组件，并且类似地，可以将第二组件重新命名和称为第一组件。
[0027]本文档中使用的术语仅用于描述特定实施例，并且可以不旨在限制其他实施例的范围。除非另外指定，否则单数形式的术语可以包括复数形式。
[0028]本文使用的所有术语，包括技术或科学术语，可以具有与本领域的普通技术人员所通常理解的相同的含义。除非在本文档中显式地定义，否则常用词典中定义的术语可以被解释为具有与相关技术的上下文中的含义相同或类似的含义，而未被解释为理想或过于正式的含义。在一些情况下，甚至不能将本文档中定义的术语解释成排除本专利技术的实施例。
[0029]图1是示出一般电池架的配置的框图。
[0030]参考图1，它示意性地示出根据本专利技术的实施例的电池控制系统，该电池控制系统
包括电池架1和包括在上级系统中的上级控制器2。
[0031]如图1所示，电池架1包括：电池模块10，该电池模块10由一个或多个电池单体构成并且能够充电和放电；开关单元14，该开关单元14串联连接到电池模块10的(+)端子侧或(
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)端子侧以控制电池模块10的充电/放电电流；以及电池管理系统20(例如，MBMS)，用于控制并管理电池架1的电压、电流、温度等以防止过充电和过放电。
[0032]这里，开关单元14是用于控制用于多个电池模块10的充电或放电的电流的半导体开关元件，并且例如，可以根据电池架1的规格来使用至少一个MOSFET、或继电器、磁接触器等。
[0033]另外，为了监测电池架1的电压、电流、温度等，电池管理系统20可以测量或计算半导体开关器件的栅极、源极和漏极的电压和电流。另外，电池管理系统20可以使用与半导体开关元件邻近设置的传感器12来测量电池架1的电流、电压、温度等。这里，传感器12可以对应于要稍后描述的电压测量单元。
[0034]电池管理系统20是用于接收通过测量上述各种参数所获得的值的接口，并且可以包括多个端子以及连接到这些端子以处理输入值的电路。另外，电池管理系统20可以控制例如MOSFET的开关单元14的接通/关断，并且可以连接到电池模块10以监测每个电池模块10的状态。
[0035]同时，在本专利技术的电池管理系统20中，在电池单体的充电和放电之后的休止区间中的电压可以通过如下所述的单独程序来计算。另外，通过将所计算的电压与由传感器12检测到的电压进行比较，可以诊断电池单体是否异常。
[0036]上级控制器2可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池诊断设备，包括：电压测量单元，所述电压测量单元被配置成测量电池单体的电压；拟合值计算单元，所述拟合值计算单元被配置成计算所述电池单体的充电和放电之后的休止区间中所述电池单体的拟合电压；以及诊断单元，所述诊断单元被配置成：相对于所述电池单体的所述休止区间，通过比较由所述电压测量单元测量的测量电压和由所述拟合值计算单元计算的所述拟合电压来诊断所述电池单体的异常。2.根据权利要求1所述的电池诊断设备，其中，所述拟合值计算单元相对于在所述电池单体的充电和放电之后的所述休止区间通过对预设的第一区间中所述电池单体的电压进行指数拟合来计算所述电池单体的所述拟合电压，并且通过对所述第一区间之后的第二区间中所述电池单体的电压进行线性拟合来计算所述电池单体的所述拟合电压。3.根据权利要求2所述的电池诊断设备，其中，所述拟合值计算单元将所述拟合电压的指数部分的系数设定为大于0。4.根据权利要求1所述的电池诊断设备，其中，所述拟合值计算单元反映由电池模块的模块电池管理系统(MBMS)消耗的电力以计算所述电池单体的所述拟合电压。5.根据权利要求4所述的电池诊断设备，其中，所述拟合值计算单元通过以与由所述电池模块的所述电池管理系统消耗的电力相对应的斜率线性地降低所述电池单体的电压来计算所述电池单体的所述拟合电压。6.根据权利要求1所述的电池诊断设备，其中，所述拟合值计算单元基于所述电池单体的所测量的电压数据的采样时间来调整所测量的电压数据的数目。7.根据权利要求1所述的电池诊断设备，其中，当所述电池单体的所测量的电压数据的测量间隔大于预设时间时，所述拟合值计算单元分离所测量的电压数据。8.根据权利要求1所述的电池诊断设备，其中，当相对于所述电池单体的所述休止区间由所述电压测量单元测量的所述测量电压与由所述拟合值计算单元计算的所述拟合电压之间的差值等于或大于预设第一参考值时，所述诊断单元确定在所述电池单体中已发生异常。9.根据权利要求8所述的电池诊...

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