[发明专利]电池管理设备及方法

说明书

根据本发明实施方式的电池管理装置被配置为基于容量‑电压差分曲线诊断电池单元的状态。具体地，电池管理装置根据容量‑电压差分曲线中与正极反应面积相关联的峰和与可用锂相关联的峰的变化方面来诊断电池单元的状态。根据本发明的一个方面，存在的优点在于：即使电池单元正在工作时，也能够实时地诊断电池单元的状态。此外，存在的另一优点在于：能够独立地诊断电池单元的正极反应面积是否减小以及可用锂是否损失。

技术领域

本申请要求于2019年9月11日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0112936的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。

本公开涉及一种电池管理设备及方法，并且更具体地，涉及一种基于容量-电压差分曲线(capacity-voltage differential profile)来诊断电池单元的状态并管理电池单元的电池管理设备及方法。

背景技术

近来，对于诸如笔记本电脑、摄像机、便携式电话之类的便携式电子产品的需求量急剧增加，并且电动车辆、储能电池、机器人、卫星等已经得到了认真的发展。因此，正在积极研究允许重复充放电的高性能电池。

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。在这些电池当中，锂电池由于与镍基电池相比几乎没有记忆效应并且还具有非常低的自充电率并高的能量密度，因此备受关注。

随着重复充电或放电，电池单元可能会劣化。例如，在电池单元的正极处，电解质可能被氧化或者晶体结构可能被破坏，导致电池单元劣化。在负极处，金属锂可能析出以使电池单元劣化。另外，一般而言，依据锂离子二次电池的制造条件，二次电池的容量劣化较快。

因此，在相关技术中，已经公开了一种在电池单元制造步骤中基于容量-电压差分曲线来检测电池单元的异常以确保长期容量可靠性的技术(专利文献1)。

然而，专利文献1针对一种在电池单元制造阶段检测电池单元长期容量的可靠性，因此存在只能以相同的充电C-率(C-rate)对电池单元进行充电的限制。

例如，专利文献1的问题在于，当以不同于预设充电C-率的充电C-率对电池单元充电时，无法诊断电池单元的状态。也就是说，专利文献1不能用于电池单元被设置于车辆并实际被操作的过程中，并且可以有限地仅在电池单元制造步骤期间用于测试目的。

(专利文献1)KR 10-2013-0142884A

发明内容

技术问题

本公开被设计为解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供基于容量-电压差分曲线即使在电池单元工作期间也可以实时地诊断电池单元的状态的电池管理设备及方法。

可以从以下详细描述中理解本公开的这些和其他目的和优点，并且本公开的这些和其他目的和优点从本公开的示例性实施方式中将变得更加明显。而且，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现。

技术方案

一方面，本公开可以提供一种电池管理设备，该电池管理设备包括：测量单元，其被配置为在电池单元的充放电循环中在电池单元正在被充电或放电的同时测量电池单元的电压和电流；控制单元，其被配置为基于由测量单元测量的电池单元的电流，来估计电池单元的容量；以及存储单元，其被配置为存储基于由测量单元测量的电池单元的电压和由控制单元估计的电池单元的容量所生成的容量-电压差分曲线、以及每个充放电循环中的充放电C-率。

控制单元可以被配置为生成存储单元中存储的具有相同充放电C-率的充放电循环的组，并通过将与包括在同一组中的充放电循环相对应的容量-电压差分曲线彼此进行比较，来诊断电池单元的状态。

控制单元可以被配置为：基于在新的充放电循环期间由测量单元测量的电池单元的电流，来估计电池单元的容量，并基于测量单元测量的电压和所估计的容量生成新的容量-电压差分曲线。