电池管理系统、电池组、电动车辆及电池管理方法技术方案

根据本发明专利技术的电池管理系统包括：感测电路，其用于获取串联连接的多个电池单元中的每一个的状态参数；以及控制电路，其将充电状态(SOC)估计算法应用于在充电期间获取的状态参数，以针对每个电池单元确定第一SOC变化，第一SOC变化是在第一充电点的第一SOC与在第二充电点的第二SOC之间的差。控制电路将统计算法应用于多个电池单元当中的至少两个电池单元的第一SOC变化，以确定参考因子。控制电路基于每个电池单元的第一SOC变化和参考因子来检测每个电池单元中的内部短路故障。每个电池单元中的内部短路故障。每个电池单元中的内部短路故障。

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


[0001]本申请要求于2021年6月14日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0077048的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文中。
[0002]本公开涉及一种针对电池单元的内部短路故障检测。

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量已经迅速增加，并且随着电动车辆、储能用蓄电电池、机器人、卫星等的广泛发展，正在对可反复充电的高性能电池进行大量研究。
[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，并且在这些电池当中，锂电池几乎没有记忆效应，因此它们比镍基电池更受关注，由于它们具有能够在任何方便的时候进行充电、自放电率极低并且能量密度高的优点。
[0005]为了满足电动车辆应用的高电压和高容量要求，广泛使用包括串联连接的多个电池单元的电池系统(例如，电池组)。
[0006]在这样的电池系统中，一些电池单元中的故障极有可能对整个电池系统的性能和安全性产生负面影响。因此，在电池系统的管理中，重要的是适当地检测单个电池单元中的故障。
[0007]在各种类型的电池单元故障中，内部短路故障是直接/间接地影响起火的主要故障。内部短路故障是由电池单元内的副反应和/或杂质渗入电池单元引起的。传统技术使用多个电池单元的最小电压和最大电压之间的差和/或在休止期间观察到的电压降的幅度，来检测每个电池单元中的内部短路故障。
[0008]然而，由于最小电压和最大电压是比内部短路故障受其它因素(例如，满充电容量、退化程度、温度、单个电池单元的内阻)影响更大的参数，因此基于最小电压和最大电压之间差检测内部短路故障的精度较低。此外，由于在多个电池单元的串联连接结构中，认为等幅度的充电/放电电流流过所有的电池单元，因此从充电/放电电流本身的积分(integral)中难以提取与单个电池单元的内部短路故障有关的有用信息。
[0009]附加地，需要让所有的电池单元不被打扰几小时到几天，以基于休止期间观察到的电压降的幅度来检测内部短路故障。

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]本公开是为了解决上述问题设计的，因此本公开旨在提供一种用于使用在每个电池单元的充电和/或放电期间的充电状态(SOC)变化来检测串联连接的每个电池单元中的内部短路故障的电池管理系统、电池组、电动车辆和电池管理方法。
[0012]本公开的这些和其它目的和优点可以通过以下描述来理解，并且将从本公开的实施方式显而易见。另外，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中阐
述的手段及其组合来实现。
[0013]技术方案
[0014]根据本公开的一个方面的电池管理系统为包括串联连接的多个电池单元的电池组。电池管理系统包括：感测电路，其被配置为获取每个电池单元的状态参数；以及控制电路，其被配置为针对每个电池单元通过将充电状态(SOC)估计算法应用于在电池组的充电期间获取的状态参数，来确定第一SOC变化，第一SOC变化是在第一充电时间的第一SOC与在第二充电时间的第二SOC之间的差。控制电路被配置为通过将统计算法应用于多个电池单元中的至少两个电池单元的第一SOC变化，来确定参考因子。控制电路被配置为基于每个电池单元的第一SOC变化和参考因子来检测每个电池单元中的内部短路故障。
[0015]控制电路可以被配置为确定参考因子等于多个电池单元中的至少两个电池单元的第一SOC变化的平均值或中值。
[0016]控制电路可以被配置为针对每个电池单元，在第一SOC变化与参考因子的比率等于或小于阈值时，确定内部短路故障。
[0017]控制电路可以被配置为针对每个电池单元，在第一SOC变化与参考因子的比率比先前的比率小阈值或更多时，确定内部短路故障。
[0018]控制电路可以被配置为针对每个电池单元通过将SOC估计算法应用于在电池组的放电期间获取的状态参数来确定第二SOC变化，第二SOC变化是在第一放电时间的第三SOC和在第二放电时间的第四SOC之间的差。控制电路可以被配置为通过将每个电池单元的第一SOC变化除以第二SOC变化，来确定每个电池单元的故障因子。控制电路可以被配置为通过将统计算法应用于多个电池单元中的至少两个电池单元的故障因子来确定参考因子。控制电路可以被配置为基于每个电池单元的第二SOC变化来进一步检测每个电池单元中的内部短路故障。
[0019]控制电路可以被配置为将参考因子确定为等于多个电池单元中的至少两个电池单元的故障因子的平均值或中值。控制电路可以被配置为通过将每个电池单元的故障因子与参考因子进行比较，来检测每个电池单元中的内部短路故障。
[0020]控制电路可以被配置为针对每个电池单元当故障因子与参考因子的比率等于或小于阈值时，确定内部短路故障。
[0021]控制电路可以被配置为针对每个电池单元在故障因子与参考因子的比率比先前的比率小阈值或更多时，确定内部短路故障。
[0022]根据本公开另一方面的电池组包括电池管理系统。
[0023]根据本公开又一方面的电动车辆包括电池组。
[0024]根据本公开再一方面的电池管理方法用于包括串联连接的多个电池单元的电池组。电池管理方法包括以下步骤：针对每个电池单元通过将充电状态(SOC)估计算法应用于在电池组的充电期间获取的多个电池单元中的每一个的状态参数，确定第一SOC变化，第一SOC变化是在第一充电时间的第一SOC与在第二充电时间的第二SOC之间的差；通过将统计算法应于多个电池单元中的至少两个电池单元的第一SOC变化，来确定参考因子；以及基于每个电池单元的第一SOC变化和参考因子，来检测每个电池单元中的内部短路故障。
[0025]技术效果
[0026]根据本公开的至少一个实施方式，可以使用在每个电池单元的充电和/或放电期
间的充电状态(SOC)变化来检测串联连接的每个电池单元中的内部短路故障。
[0027]本公开的效果不限于上述效果，本领域技术人员从所附权利要求中将清楚地理解这些和其它效果。
附图说明
[0028]附图例示了本公开的示例性实施方式，并且连同如下所述的本公开的详细描述一起，用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，因此本公开不应被解释为仅限于附图。
[0029]图1是示例性地示出根据本公开的电动车辆的部件的图。
[0030]图2是用于描述电池单元的示例性等效电路的参考图。
[0031]图3至图5是在存在或不存在内部短路故障的情况下比较电池单元的充电状态(SOC)变化时用于参考的示例性曲线图。
[0032]图6是示例性地示出根据本公开的第一实施方式的电池管理方法的流程图。
[0033]图7是示例性地示出根据本公开的第二实施方式的电池管理方法的流程图。
具体实施方式
[0034]在下文中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电池组的电池管理系统，该电池组包括串联连接的多个电池单元，该电池管理系统包括：感测电路，该感测电路被配置为获取每个电池单元的状态参数；以及控制电路，该控制电路被配置为针对每个电池单元通过将充电状态(SOC)估计算法应用于在所述电池组的充电期间获取的所述状态参数来确定第一SOC变化，所述第一SOC变化是在第一充电时间的第一SOC与在第二充电时间的第二SOC之间的差，其中，所述控制电路被配置为：通过将统计算法应用于所述多个电池单元中的至少两个电池单元的第一SOC变化，来确定参考因子；以及基于每个电池单元的所述第一SOC变化和所述参考因子来检测每个电池单元中的内部短路故障。2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中，所述控制电路被配置为：确定所述参考因子等于所述多个电池单元的所述第一SOC变化中的至少两个的平均值或中值。3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其中，所述控制电路被配置为：针对每个电池单元，在所述第一SOC变化与所述参考因子的比率等于或小于阈值时确定所述内部短路故障。4.根据权利要求2所述的电池管理系统，其中，所述控制电路被配置为：针对每个电池单元，在所述第一SOC变化与所述参考因子的比率比先前的比率小阈值或更多时，确定所述内部短路故障。5.根据权利要求1所述的电池管理系统，其中，所述控制电路被配置为：针对每个电池单元，通过将所述SOC估计算法应用于在所述电池组的放电期间获取的状态参数来确定第二SOC变化，所述第二SOC变化是在第一放电时间的第三SOC和在第二放电时间的第四SOC之间的差，通过将每个电池单元的所述第一SOC变化除以所述第二SOC变化，来确定每个电池单元的故障因子，通过将所述统计...

【专利技术属性】
技术研发人员：金永珉，金喆泽，成镕哲，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：