ES2972493T3 - Aparato y método de estimación de SOC - Google Patents

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ES2972493T3 ES20877787T ES20877787T ES2972493T3 ES 2972493 T3 ES2972493 T3 ES 2972493T3 ES 20877787 T ES20877787 T ES 20877787T ES 20877787 T ES20877787 T ES 20877787T ES 2972493 T3 ES2972493 T3 ES 2972493T3
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Abstract

El objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un método para estimar un estado de carga capaz de estimar con precisión un voltaje de circuito abierto y un estado de carga de una celda de batería incluso cuando una configuración de voltaje de la celda de batería no es lineal. Según un aspecto de la presente invención, el dispositivo para estimar un estado de carga tiene la ventaja de poder estimar el estado de carga de una celda de batería con mayor precisión y alta fiabilidad. Además, el dispositivo para estimar un estado de carga estima un segundo estado de carga en base a la información de voltaje adquirida durante un tiempo de interrupción de carga/descarga, de modo que el dispositivo puede estimar rápidamente el estado de carga final de la celda de batería incluso en un entorno donde es difícil garantizar un tiempo de descanso suficiente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método de estimación de SOC
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a un aparato y método de estimación de SOC, y más particularmente, a un aparato y método de estimación de SOC para estimar de forma precisa un SOC de una celda de batería.
Estado de la técnica
Recientemente, la demanda de productos electrónicos portátiles tales como ordenadores ultraportátiles, videocámaras y teléfonos portátiles ha aumentado abruptamente y los vehículos eléctricos, las baterías de almacenamiento de energía, los robots, los satélites y similares se han desarrollado concienzudamente. En consecuencia, se están estudiando activamente las baterías de alto rendimiento que permiten una carga y una descarga repetidas.
Las baterías disponibles comercialmente en la actualidad incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquelhidrógeno, baterías de níquel-zinc, baterías de litio y similares. Entre las mismas, las baterías de litio están en el centro de atención, ya que casi no tienen efecto de memoria en comparación con las baterías a base de níquel y también tienen una tasa de autodescarga muy baja y una densidad de energía alta.
Para usar la batería eficientemente, es necesario estimar de forma precisa un SOC (estado de carga) de la batería de tal modo que pueda determinarse la capacidad actual de la batería. Sin embargo, debido a que el SOC de la batería no puede medirse directamente, se han desarrollado varias tecnologías para estimar de forma más precisa el SOC. En particular, se ha desarrollado una técnica para estimar un OCV (Voltaje de Circuito Abierto) de una batería analizando linealmente un primer voltaje y un segundo voltaje medidos durante un período en el que no tienen lugar una carga y una descarga (bibliografía de patentes 1).
Sin embargo, la estimación de OCV de acuerdo con la ecuación lineal usada en la bibliografía de patentes 1 puede aplicarse solo cuando el voltaje de la batería tiene una gráfica aproximada lineal, y no puede aplicarse cuando el voltaje de la batería tiene una gráfica aproximada no lineal.
Por ejemplo, después de que una corriente grande haya fluido rápidamente a través de la batería durante un período de tiempo corto, el voltaje de la batería presenta una gráfica aproximada no lineal. En este caso, si se aplica la bibliografía de patentes 1, el OCV puede estimarse incorrectamente. Además, de acuerdo con la bibliografía de patentes 1, debido a que el SOC de la batería puede estimarse erróneamente debido al OCV estimado incorrectamente, existe el problema de que es imposible diagnosticar o determinar de forma precisa el estado de la batería.
[Bibliografía de patentes 1] Documento KR 10-0805116 B1
Se describen antecedentes de la técnica adicionales en los documentos US 2014/167656 A1, DE 112017001422 T5, US 2013/300425 A1 and JP 2012 108046 A.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para solucionar los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente divulgación se dirige a proporcionar un aparato y método de estimación de SOC, que pueden estimar de forma precisa el OCV y el SOC de una celda de batería incluso cuando una gráfica aproximada de voltaje de la celda de batería presenta una gráfica aproximada no lineal.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse a partir de la siguiente descripción detallada y se harán más evidentes a partir de las realizaciones ilustrativas de la presente divulgación. Asimismo, se entenderá fácilmente que los objetos y ventajas de la presente divulgación pueden materializarse mediante los medios mostrados en las reivindicaciones adjuntas y combinaciones de los mismos.
Solución técnica
Se proporciona un aparato de estimación de SOC de acuerdo con la reivindicación 1.
Cuando el tiempo de interrupción de carga y descarga es igual a o mayor que el tiempo de referencia, la unidad de control puede configurarse para estimar el segundo SOC basándose en una pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga.
Cuando el tiempo de interrupción de carga y descarga es menor que el tiempo de referencia, la unidad de control puede configurarse para comprobar si un punto de inflexión de voltaje está presente en la pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga y estimar el segundo SOC solo cuando se comprueba el punto de inflexión de voltaje.
La unidad de control puede configurarse para establecer el tiempo de referencia de antemano de tal modo que se incluye en la misma un tiempo en el que las direcciones de polarización de una componente de polarización a corto plazo y una componente de polarización a largo plazo de la celda de batería se vuelven diferentes entre sí.
La unidad de control puede configurarse para estimar un OCV de la celda de batería a partir de la pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga usando una técnica de optimización de funciones.
La unidad de control puede configurarse para estimar un segundo SOC correspondiente al OCV estimado, basándose en una tabla de consulta preestablecida.
La unidad de control puede configurarse para establecer un primer peso y un segundo peso de acuerdo con el tiempo de interrupción de carga y descarga, añadir el primer peso establecido y el segundo peso establecido al primer<s>O<c>y al segundo SOC, respectivamente, y estimar el tercer SOC sumando el primer SOC ponderado y el segundo SOC ponderado.
La unidad de control puede configurarse para establecer el tiempo de interrupción de carga y descarga y el primer peso para que sean inversamente proporcionales entre sí y establecer el tiempo de interrupción de carga y descarga y el segundo peso para que sean proporcionales entre sí.
Un paquete de baterías de acuerdo con otro aspecto de la presente divulgación puede comprender el aparato de estimación de SOC de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación.
Un vehículo de acuerdo con otro aspecto más de la presente divulgación puede comprender el aparato de estimación de SOC de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación.
Se proporciona un método de estimación de SOC de acuerdo con la reivindicación 11.
El método de estimación de SOC de acuerdo con otro aspecto más de la presente divulgación puede comprender además: después de la primera etapa de estimación de SOC, una etapa de comprobación de punto de inflexión de comprobar si un punto de inflexión de voltaje está presente en una pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga, cuando el tiempo de interrupción de carga y descarga es menor que el tiempo de referencia.
La segunda etapa de estimación de SOC puede estimar el segundo SOC solo cuando el tiempo de interrupción de carga y descarga es igual a o mayor que el tiempo de referencia o el punto de inflexión de voltaje se comprueba en la etapa de comprobación de punto de inflexión.
Efectos ventajosos
De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, el aparato de estimación de SOC tiene la ventaja de estimar el SOC de la celda de batería de forma más precisa y más fiable.
Además, el aparato de estimación de SOC tiene la ventaja de estimar el SOC final de la celda de batería rápidamente incluso en un entorno en el que es difícil asegurar un período de reposo suficiente, estimando el segundo SOC basándose en información de voltaje obtenida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga.
Los efectos de la presente divulgación no se limitan a lo anterior, y los expertos en la materia entenderán claramente otros efectos no mencionados en el presente documento a partir de las reivindicaciones adjuntas.
Descripción de las figuras
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una mayor comprensión de las características técnicas de la presente divulgación y, por lo tanto, la presente divulgación no se interpreta como limitada a los dibujos.
La figura 1 es un diagrama que muestra esquemáticamente un aparato de estimación de SOC de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 2 es un diagrama que muestra esquemáticamente un paquete de baterías que incluye el aparato de estimación de SOC de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 3 es un diagrama que muestra una configuración ilustrativa del paquete de baterías que incluye el aparato de estimación de SOC de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 4 es un diagrama que muestra esquemáticamente una primera realización en la que un tiempo de interrupción de carga y descarga tiene un tamaño mayor que un tiempo de referencia.
La figura 5 es un diagrama que muestra esquemáticamente una segunda realización en la que el tiempo de interrupción de carga y descarga tiene un tamaño menor que el tiempo de referencia.
La figura 6 es un diagrama que muestra una primera gráfica aproximada de voltaje de la celda de batería después de haberse descargado completamente.
La figura 7 es un diagrama que muestra una segunda gráfica aproximada de voltaje de la celda de batería después de haberse cargado completamente.
La figura 8 es un diagrama que muestra una tercera gráfica aproximada de voltaje de la celda de batería después de haberse descargado completamente.
La figura 9 es un diagrama que muestra una cuarta gráfica aproximada de voltaje de la celda de batería después de haberse cargado completamente.
La figura 10 es un diagrama que muestra esquemáticamente un método de estimación de SOC de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
La figura 11 es un diagrama que muestra esquemáticamente un método de estimación de SOC de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación.
Descripción detallada de la invención
Debería entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deberían interpretarse como limitados a los significados generales y del diccionario, sino interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente divulgación sobre la base del principio de que se permite al inventor definir términos de forma apropiada para la mejor explicación.
Adicionalmente, al describir la presente divulgación, cuando se considere que una descripción detallada de elementos o funciones conocidos relevantes hace que la materia objeto clave de la presente divulgación resulte ambigua, la descripción detallada se omite en el presente documento.
Los términos que incluyen números ordinales tales como "primero", "segundo" y similares, pueden usarse para distinguir un elemento de otro de entre diversos elementos, pero sin pretender limitar los elementos mediante dichos términos.
A lo largo de toda la memoria descriptiva, cuando se hace referencia a una porción como "que comprende" o "que incluye" cualquier elemento, significa que la porción además puede incluir otros elementos adicionalmente, sin excluir otros elementos, a menos que se indique específicamente lo contrario.
Además, la expresión "unidad de control" descrita en la memoria descriptiva se refiere a una unidad que procesa al menos una función u operación, y puede implementarse mediante hardware, software o una combinación de hardware y software.
Además, a lo largo de toda la memoria descriptiva, cuando se hace referencia a una porción como "conectada" a otra porción, no se limita al caso de que estén "conectadas directamente", sino que incluye también el caso en el que están "conectadas indirectamente" con otro elemento interpuesto entre las mismas.
En lo sucesivo en el presente documento, se describirá con detalle una realización preferida de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es un diagrama que muestra esquemáticamente un aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La figura 2 es un diagrama que muestra esquemáticamente un paquete de baterías 1 que incluye el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La figura 3 es un diagrama que muestra una configuración ilustrativa del paquete de baterías 1 que incluye el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, el paquete de baterías 1 puede incluir una celda de batería 10 y un aparato de estimación de SOC 100.
La celda de batería 10 incluye un terminal de electrodo negativo y un terminal de electrodo positivo, y se refiere a una celda independiente que es físicamente separable. Por ejemplo, una celda de polímero de litio de tipo bolsa puede considerarse la celda de batería 10.
Además, aunque el paquete de baterías 1 que incluye una celda de batería 10 se muestra en las figuras 2 y 3, el paquete de baterías 1 puede incluir un módulo de batería en el que una o más celdas de batería 10 se conectan en serie y/o en paralelo.
Haciendo referencia a la figura 1, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluir una unidad de medición 110 y una unidad de control 120.
La unidad de medición 110 puede configurarse para medir una corriente y un voltaje de la celda de batería 10.
La unidad de medición 110 puede medir un voltaje del terminal de electrodo positivo de la celda de batería 10 y un voltaje del terminal de electrodo negativo, y medir el voltaje de la celda de batería 10 calculando una diferencia entre los voltajes medidos en ambos terminales.
Por ejemplo, en la realización de la figura 3, la unidad de medición 110 puede incluir una unidad de medición de voltaje 111 que mide el voltaje de la celda de batería 10. La unidad de medición de voltaje 111 puede medir un voltaje de electrodo positivo de la celda de batería 10 a través de una primera línea de detección SL1 y medir un voltaje de electrodo negativo de la celda de batería 10 a través de una segunda línea de detección SL2. Además, la unidad de medición de voltaje 111 puede medir el voltaje de la celda de batería 10 calculando una diferencia entre el voltaje de electrodo positivo medido y el voltaje de electrodo negativo medido de la celda de batería 10.
Además, la unidad de medición 110 puede medir la corriente de la celda de batería 10 midiendo una corriente que fluye en una trayectoria principal en la que se dispone la celda de batería 10. Es decir, la unidad de medición 110 puede medir una corriente de carga y/o una corriente de descarga de la celda de batería 10.
Por ejemplo, en la realización de la figura 3, la unidad de medición 110 puede incluir una unidad de medición de corriente 112 que mide la corriente de la celda de batería 10. Además, un amperímetro para medir la corriente puede disponerse en la trayectoria principal en la que se dispone la celda de batería 10. Como alternativa, en la trayectoria principal puede disponerse una resistencia de detección para medir la corriente. En el presente caso, la trayectoria principal puede ser una trayectoria de carga y descarga principal que conecta un terminal de electrodo positivo (P+) del paquete de baterías 1 y un terminal de electrodo negativo (P-) del paquete de baterías 1. Es decir, la trayectoria principal puede ser una trayectoria a la que se conectan el terminal de electrodo positivo (P+) del paquete de baterías 1, la celda de batería 10 y el terminal de electrodo negativo (P-) del paquete de baterías 1.
La unidad de medición de corriente 112 puede conectarse al amperímetro y/o a la resistencia de detección a través de una tercera línea de detección SL3 para medir la corriente que fluye a través de la trayectoria principal. La unidad de medición de corriente 112 puede medir la corriente de la celda de batería 10 basándose en la corriente medida usando la tercera línea de detección SL3.
La unidad de medición 110 puede configurarse para emitir la información de corriente medida y la información de voltaje medida.
Específicamente, la unidad de medición 110 puede convertir la información de corriente medida y la información de voltaje medida en una señal digital que puede emitirse. Además, la unidad de medición 110 puede emitir la información de corriente medida y la información de voltaje medida emitiendo la señal digital convertida.
La unidad de control 120 puede configurarse para recibir la información de corriente y la información de voltaje desde la unidad de medición 110.
Haciendo referencia a la realización de la figura 3, la unidad de control 120 puede conectarse a la unidad de medición 110. Por ejemplo, la unidad de control 120 puede conectarse eléctricamente a la unidad de medición 110 a través de una línea cableada. Como otro ejemplo, la unidad de control 120 puede conectarse a la unidad de medición 110 a través de comunicación inalámbrica.
La unidad de control 120 puede obtener la información de corriente y la información de voltaje medida por la unidad de medición 110 recibiendo la señal digital emitida desde la unidad de medición 110 y leyendo la señal digital recibida.
La unidad de control 120 puede configurarse para calcular un tiempo de carga y descarga durante el cual se carga o se descarga la celda de batería 10, y un tiempo de interrupción de carga y descarga durante el cual se interrumpe la carga o la descarga.
Por ejemplo, la unidad de control 120 puede determinar si la celda de batería 10 se carga o se descarga basándose en la información de corriente obtenida.
Si la información de corriente obtenida por la unidad de control 120 corresponde a información de corriente cuando la celda de batería 10 se está cargando o descargando, la unidad de control 120 puede calcular un tiempo durante el cual continúa la carga o la descarga.
A la inversa, si la información de corriente obtenida por la unidad de control 120 corresponde a información de corriente cuando la celda de batería 10 no se está cargando y descargando, la unidad de control 120 puede calcular el tiempo de interrupción de carga y descarga de la celda de batería 10. Es decir, la unidad de control 120 puede calcular un tiempo de inactividad de la celda de batería 10 basándose en la información de corriente recibida desde la unidad de medición 110.
Como otro ejemplo, en la realización de la figura 3, si se conecta una carga al terminal de electrodo positivo (P+) y al terminal de electrodo negativo (P-) del paquete de baterías 1, la unidad de control 120 también puede calcular el tiempo de carga y descarga y el tiempo de interrupción de carga y descarga determinando si el paquete de baterías 1 está conectado eléctricamente a la carga.
La unidad de control 120 puede configurarse para estimar un primer SOC de la celda de batería 10 de acuerdo con la información de corriente durante el tiempo de carga y descarga.
Específicamente, si la celda de batería 10 se está cargando o descargando, la unidad de control 120 puede configurarse para estimar el primer SOC añadiendo una cantidad de corriente de carga o una cantidad de corriente de descarga. En el presente caso, la unidad de control 120 puede estimar el primer SOC de la celda de batería 10 usando un método de recuento de amperios usado comúnmente.
Asimismo, la unidad de control 120 puede configurarse para determinar si estimar un segundo SOC de la celda de batería 10 de acuerdo con la información de voltaje recibida basándose en un resultado de comparación del tiempo de interrupción de carga y descarga y un tiempo de referencia preestablecido.
En el presente caso, el tiempo de referencia preestablecido puede ser un tiempo establecido para tener un tamaño predeterminado. Es decir, el tamaño del tiempo de referencia puede establecerse de antemano. Por ejemplo, el tiempo de referencia puede establecerse dentro de 300 a 500 segundos. Preferiblemente, el tiempo de referencia puede establecerse a 300 segundos.
Por ejemplo, el tiempo de referencia puede preestablecerse y almacenarse en una memoria interna proporcionada a la unidad de control 120.
Como otro ejemplo, haciendo referencia a las figuras 1 a 3, el aparato de estimación de SOC 100 puede incluir además una unidad de almacenamiento 130 para almacenar el tiempo de referencia. En el presente caso, la unidad de almacenamiento 130 puede almacenar programas, datos y similares requeridos para que la unidad de control 120 estime el SOC de la celda de batería 10. Es decir, la unidad de almacenamiento 130 puede almacenar datos necesarios para la operación y la función de cada componente del aparato de estimación de SOC 100, datos generados en el proceso de realizar la operación o función, o similares. La clase de la unidad de almacenamiento 130 no está limitada particularmente siempre que esta sea un medio de almacenamiento de información conocido que pueda registrar, borrar, actualizar y leer datos. Como un ejemplo, los medios de almacenamiento de información pueden incluir RAM, memoria flash, ROM, EEPROM, registros y similares. Además, la unidad de almacenamiento 130 puede almacenar códigos de programa en los que se definen procesos ejecutables por la unidad de control 120.
En primer lugar, la unidad de control 120 puede comparar el tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga con el tamaño del tiempo de referencia. Es decir, la unidad de control 120 puede calcular un tiempo de interrupción de carga y descarga desde un momento en el que se interrumpe la carga o la descarga de la celda de batería 10 hasta un momento en el que se reinicia la carga o la descarga de la celda de batería 10. Además, la unidad de control 120 puede determinar si estimar el segundo SOC de la celda de batería 10 basándose en el resultado de comparación del tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga calculado y el tamaño del tiempo de referencia.
Si se determina que es necesario estimar el segundo SOC, la unidad de control 120 puede estimar el segundo SOC de la celda de batería 10 basándose en la información de voltaje de la celda de batería 10 obtenida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga.
Para estimar el segundo SOC, la unidad de control 120 puede estimar un OCV (Voltaje de Circuito Abierto) de la celda de batería 10 sintetizando la información de voltaje de la celda de batería 10 obtenida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga. Además, la unidad de control 120 puede estimar el segundo SOC de la celda de batería 10 correspondiente al OCV estimado haciendo referencia a una tabla de consulta de OCV-SOC almacenada previamente. En el presente caso, la tabla de consulta de OCV-SOC puede ser una tabla de consulta en la que se correlacionan y se almacenan un OCV y un SOC correspondientes entre sí. Además, la tabla de consulta de OCV-SOC puede almacenarse de antemano en la memoria interna proporcionada a la unidad de control 120 o en la unidad de almacenamiento 130.
Si se estima el segundo SOC, la unidad de control 120 puede configurarse para estimar un tercer SOC realizando una suma ponderada al primer SOC y al segundo SOC basándose en el tiempo de interrupción de carga y descarga.
Específicamente, el primer SOC puede ser un SOC estimado basándose en la corriente de la celda de batería 10 medida durante el tiempo de carga y descarga, y el segundo SOC puede ser un SOC estimado basándose en el voltaje de la celda de batería 10 medida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga.
La unidad de control 120 puede estimar el tercer SOC de acuerdo con el tiempo de interrupción de carga y descarga realizando la suma ponderada al primer SOC y al segundo SOC.
Por ejemplo, debido a que el tiempo de interrupción de carga y descarga es más corto, puede aumentarse un peso del primer SOC estimado en el tercer estado de estimación estimado. A la inversa, debido a que el tiempo de interrupción de carga y descarga es más largo, puede aumentarse un peso del segundo SOC estimado en el tercer estado de estimación estimado.
Por último, la unidad de control 120 puede configurarse para determinar el tercer SOC estimado como el SOC de la celda de batería 10.
Es decir, cuando se determina un SOC final de la celda de batería 10, la unidad de control 120 puede estimar el SOC de la celda de batería 10 considerando exhaustivamente la información de corriente durante el tiempo de carga y descarga y la información de voltaje durante el tiempo de interrupción de carga y descarga.
Por lo tanto, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de estimar el SOC de la celda de batería 10 de forma más precisa y más fiable. Además, debido a que el aparato de estimación de SOC 100 estima el segundo SOC basándose en la información de voltaje obtenida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga, este tiene la ventaja de estimar rápidamente el<s>O<c>final de la celda de batería 10 incluso en un entorno en el que es difícil asegurar un período de reposo suficiente.
Por otra parte, la unidad de control 120 proporcionada al aparato de estimación de SOC 100 puede incluir selectivamente procesadores conocidos en la técnica, un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC), otros conjuntos de chips, circuitos lógicos, registros, módems de comunicación, dispositivos de procesamiento de datos y similares para ejecutar diversas lógicas de control realizadas en la presente divulgación. Asimismo, cuando la lógica de control se implementa en software, la unidad de control 120 puede implementarse como un conjunto de módulos de programa. En este momento, el módulo de programa puede almacenarse en una memoria y ser ejecutado por la unidad de control 120. La memoria puede estar ubicada dentro o fuera de la unidad de control 130 y puede conectarse a la unidad de control 120 a través de diversos medios bien conocidos.
En lo sucesivo en el presente documento, una realización en la que la unidad de control 120 estima el tercer SOC de acuerdo con el tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga se describirá con referencia a las figuras 4 y 5. Por conveniencia de la explicación, un ejemplo de una situación en la que se descarga la celda de batería 10 se ilustra en las figuras 4 y 5, y se supone que la celda de batería 10 no se carga durante el tiempo mostrado en las figuras 4 y 5.
En primer lugar, La figura 4 es un diagrama que muestra esquemáticamente una primera realización en la que un tiempo de interrupción de carga y descarga tiene un tamaño mayor que un tiempo de referencia. Específicamente, la figura 4 es un diagrama que muestra una tabla de tiempos ilustrativa para la primera realización.
Haciendo referencia a la figura 4, la descarga de la celda de batería 10 puede empezar en el tiempo T0 y la descarga de la celda de batería 10 puede interrumpirse en el tiempo T1. Además, la descarga de la celda de batería 10 puede reiniciarse en el tiempo T2. Además, el tiempo Tref puede ser un tiempo transcurrido por un tiempo de referencia desde el tiempo T1 en el que se interrumpe la descarga de la celda de batería 10. Es decir, un intervalo entre el tiempo T0 y el tiempo T1 puede ser el tiempo de carga y descarga, y un intervalo entre el tiempo T1 y el tiempo T2 puede ser el tiempo de interrupción de carga y descarga.
Por ejemplo, un vehículo equipado con la celda de batería 10 puede encenderse en el tiempo T0 y apagarse en el tiempo T 1. Después de eso, el vehículo puede encenderse de nuevo en el tiempo T2.
En la realización de la figura 4, la unidad de medición 110 puede medir la corriente de la celda de batería 10 desde el tiempo T0 en el que empieza la descarga de la celda de batería 10 hasta el tiempo T1 en el que se interrumpe la descarga. Además, la unidad de control 120 puede estimar el primer SOC basándose en la información de corriente de la celda de batería 10 medida por la unidad de medición 110. En este caso, la unidad de control 120 puede estimar el primer SOC integrando la información de corriente medida desde el tiempo T0 hasta el tiempo T1.
Por supuesto, la unidad de medición 110 puede medir la corriente de la celda de batería 10 desde el tiempo T1 hasta el tiempo T2 en el que se interrumpe la descarga de la celda de batería 10. Sin embargo, debido a que no fluye ninguna corriente a través de la trayectoria principal cuando se interrumpe la descarga, el primer SOC estimado basándose en la información de corriente medida desde el tiempo T0 hasta el tiempo T1 y el primer SOC estimado basándose en la información de corriente medida desde el tiempo T0 hasta el tiempo T2 no muestran una diferencia significativa. Por lo tanto, en lo sucesivo en el presente documento, por conveniencia de la explicación, se describirá que la unidad de medición 110 mide la corriente de la celda de batería 10 solo mientras la celda de batería 10 se está descargando.
Además, la unidad de control 120 puede configurarse para estimar el segundo SOC basándose en una pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga, si el tiempo de interrupción de carga y descarga es igual a o mayor que el tiempo de referencia.
En primer lugar, la unidad de control 120 puede calcular el tiempo de interrupción de carga y descarga calculando una diferencia entre el tiempo T1 y el tiempo T2. Además, si el tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga es mayor que el tamaño del tiempo de referencia, la unidad de control 120 puede estimar el segundo SOC.
Por ejemplo, en la realización de la figura 4, debido a que la diferencia entre el tiempo T1 y el tiempo T2 es mayor que el tiempo de referencia, la unidad de control 120 puede estimar el segundo SOC sintetizando la pluralidad de informaciones de voltaje medidas desde el tiempo T1 hasta el tiempo T2 por la unidad de medición 110. Es decir, si el tiempo T2 es posterior al tiempo Tref, la unidad de control 120 puede estimar el segundo SOC.
Además, la unidad de control 120 puede estimar el tercer SOC basándose en el primer SOC estimado y el segundo SOC estimado. En consecuencia, debido a que el SOC de la celda de batería 10 se estima considerando tanto el primer SOC como el segundo SOC, puede mejorarse la precisión y la fiabilidad del SOC estimado de la celda de batería 10.
La figura 5 es un diagrama que muestra esquemáticamente una segunda realización en la que el tiempo de interrupción de carga y descarga tiene un tamaño menor que el tiempo de referencia. Específicamente, la figura 5 es un diagrama que muestra una tabla de tiempos ilustrativa para la segunda realización.
De modo similar a la figura 4, en la realización de la figura 5, la descarga de la celda de batería 10 puede empezar en el tiempo T0 y la descarga de la celda de batería 10 puede interrumpirse en el tiempo T1. Además, en el tiempo T2, puede reiniciarse la descarga de la celda de batería 10. Además, el tiempo Tref puede ser un tiempo transcurrido por un tiempo de referencia desde el tiempo T1 en el que se interrumpe la descarga de la celda de batería 10. Es decir, el intervalo entre el tiempo T0 y el tiempo T1 puede ser el tiempo de carga y descarga, y el intervalo entre el T1 y el tiempo T2 puede ser el tiempo de interrupción de carga y descarga.
La unidad de control 120 puede estimar el primer SOC de la celda de batería 10 basándose en la información de corriente medida desde el tiempo T0 hasta el tiempo T1 por la unidad de medición 110. Después de eso, la unidad de control 120 puede calcular el tiempo de interrupción de carga y descarga calculando una diferencia entre el tiempo T1 y el tiempo T2.
Preferiblemente, si el tiempo de interrupción de carga y descarga es menor que el tiempo de referencia, la unidad de control 120 puede configurarse para comprobar si un punto de inflexión de voltaje está presente entre la pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga y estimar el segundo SOC solo cuando se comprueba el punto de inflexión de voltaje.
Por ejemplo, en la realización de la figura 5, debido a que el tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T1 y T2) es menor que el tamaño del tiempo de referencia, la unidad de control 120 puede comprobar si está presente un punto de inflexión de voltaje durante el tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T1 y T2).
En el presente caso, el punto de inflexión es un punto en el que cambia una forma cóncava en una curva, que generalmente puede referirse a un punto en el que una curvatura cambia de negativa a positiva o viceversa, en una curva plana. Es decir, la unidad de control 120 puede determinar si hay un punto de inflexión en el que la pendiente de aumento/disminución de voltaje cambia de positiva a negativa o de negativa a positiva analizando la información de voltaje obtenida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T1 y T2).
Si se comprueba que el punto de inflexión de voltaje está presente en la información de voltaje obtenida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T1 y T2), la unidad de control 120 puede estimar el segundo SOC basándose en la información de voltaje obtenida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T 1 y T2). Además, la unidad de control 120 puede estimar el tercer SOC basándose en el primer SOC estimado y el segundo SOC estimado. Es decir, en este caso, cuando se estima el SOC de la celda de batería 10, pueden considerarse tanto la corriente como el voltaje de la celda de batería 10.
A la inversa, si se comprueba que ningún punto de inflexión de voltaje está presente en la información de voltaje obtenida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T1 y T2), la unidad de control 120 puede estimar el tercer SOC basándose en el primer SOC estimado. Es decir, en este caso, la unidad de control 120 puede no estimar el segundo SOC basándose en la información de voltaje obtenida, pero puede estimar el primer SOC estimado como el tercer SOC. Es decir, en este caso, cuando se estima el SOC de la celda de batería 10, solo puede considerarse la corriente de la celda de batería 10.
Los factores considerados por la unidad de control 120 cuando se estima el tercer SOC se resumen en la Tabla 1 a continuación.
[Tabla 1]
La Tabla 1 es una tabla que resume los factores considerados cuando se estima el tercer SOC. Específicamente, La Tabla 1 es una tabla que muestra los factores necesarios para estimar el tercer SOC de acuerdo con los tamaños del tiempo de interrupción de carga y descarga y el tiempo de referencia y de acuerdo con si está presente un punto de inflexión de voltaje en la información de voltaje obtenida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga.
Por ejemplo, haciendo referencia a la Tabla 1 y a la figura 4, si el tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T1 y T2) es igual a o mayor que el tamaño del tiempo de referencia (el tiempo entre T1 y Tref), la unidad de control 120 puede estimar el tercer s Oc considerando tanto el primer SOC como el segundo SOC independientemente de si está presente un punto de inflexión de voltaje.
Como otro ejemplo, haciendo referencia a la Tabla 1 y a la figura 5, si el tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T1 y T2) es menor que el tamaño del tiempo de referencia (el tiempo entre T1 y Tref), la unidad de control 120 puede configurar el factor requerido para estimar el tercer SOC de forma diferente de acuerdo con si un punto de inflexión de voltaje está presente en la información de voltaje medida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T1 y T2).
Si ningún punto de inflexión de voltaje está presente en la información de voltaje medida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T1 y T2), la unidad de control 120 puede estimar el primer SOC como el tercer SOC. A la inversa, si un punto de inflexión de voltaje está presente en la información de voltaje medida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga (el tiempo entre T1 y T2), la unidad de control 120 puede estimar el tercer SOC considerando tanto el primer SOC como el segundo SOC.
En resumen, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de estimar el SOC de la celda de batería 10 para optimizarse en cada caso en consideración del tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga y la presencia o ausencia del punto de inflexión de voltaje.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente divulgación, si la celda de batería 10 se proporciona en un dispositivo de conducción tal como un vehículo eléctrico, así como en un dispositivo de prueba, en concreto, en una situación en la que no se garantiza un período de reposo suficiente para estimar el SOC (especialmente, el segundo SOC) de la celda de batería 10, el SOC de la celda de batería 10 puede estimarse de forma más precisa.
Preferiblemente, el tiempo de referencia puede ser un tiempo preestablecido en consideración del efecto inverso de polarización de voltaje de la celda de batería 10.
Es decir, la unidad de control 120 puede configurarse para establecer el tiempo de referencia de antemano de tal modo que se incluye en la misma el tiempo en el que las direcciones de polarización de una componente de polarización a corto plazo y una componente de polarización a largo plazo de la celda de batería 10 se vuelven diferentes entre sí.
En el presente caso, la componente de polarización a corto plazo y la componente de polarización a largo plazo pueden ser términos generales que se refieren a unas componentes de polarización de voltaje de la celda de batería 10. Específicamente, la componente de polarización a corto plazo puede ser una componente de polarización que se mueve con respecto a una corriente grande durante un tiempo corto, y puede ser una componente diseñada para una característica de la celda de batería 10 que cambia rápidamente cuando se aplica una corriente grande durante un tiempo corto. Además, la componente de polarización a largo plazo puede ser una componente de polarización que se ve afectada por la corriente durante un tiempo largo, y puede ser una componente diseñada para una característica de que la celda de batería 10 cambia de un estado activado a un estado estable.
Es decir, la unidad de control 120 puede establecer el tiempo de referencia para incluir un intervalo de tiempo desde el momento en el que se ha completado la carga o la descarga de la celda de batería 10 hasta el momento en el que el signo de la componente de polarización a corto plazo y el signo de la componente de polarización a largo plazo se vuelven diferentes entre sí. En el presente caso, el signo de la componente de polarización a corto plazo y el signo de la componente de polarización a largo plazo pueden volverse diferentes entre sí cuando la celda de batería 10 entra en el período de reposo después de que haya tenido lugar una carga o descarga rápida. Es decir, después de que haya tenido lugar una carga o descarga rápida, puede tener lugar en la celda de batería 10 un efecto inverso de polarización de voltaje en el que el signo de la componente de polarización a corto plazo y el signo de la componente de polarización a largo plazo se vuelven diferentes entre sí.
Por ejemplo, el momento en el que el signo de la componente de polarización a corto plazo de la celda de batería 10 y el signo de la componente de polarización a largo plazo se vuelven diferentes entre sí puede ser un momento en el que pasan aproximadamente 300 segundos desde el momento en el que se ha finalizado la carga o la descarga de la celda de batería 10. En consecuencia, la unidad de control 120 puede preestablecer el tiempo de referencia de 300 a 500 segundos, de tal modo que puede incluirse dentro del tiempo de referencia el tiempo en el que las direcciones de polarización de la componente de polarización a corto plazo y la componente de polarización a largo plazo de la celda de batería 10 se vuelven diferentes entre sí. Preferiblemente, el tiempo de referencia puede establecerse a 300 segundos.
En lo sucesivo en el presente documento, los cambios de voltaje de la celda de batería 10 se describirán con referencia a las figuras 6 a 9, cuando las direcciones de polarización de la componente de polarización a corto plazo y la componente de polarización a largo plazo de la celda de batería 10 son idénticas entre sí o diferentes entre sí.
La figura 6 es un diagrama que muestra una primera gráfica aproximada de voltaje (C1) de la celda de batería 10 después de haberse descargado completamente. La figura 7 es un diagrama que muestra una segunda gráfica aproximada de voltaje (C2) de la celda de batería 10 después de haberse cargado completamente. La figura 8 es un diagrama que muestra una tercera gráfica aproximada de voltaje (C3) de la celda de batería 10 después de haberse descargado completamente. La figura 9 es un diagrama que muestra una cuarta gráfica aproximada de voltaje (C4) de la celda de batería 10 después de haberse cargado completamente.
Específicamente, Las figuras 6 y 7 son gráficas aproximadas de voltaje de la celda de batería 10 en las que no tiene lugar el efecto inverso de polarización de voltaje, y las figuras 8 y 9 son gráficas aproximadas de voltaje de la celda de batería 10 en las que tiene lugar el efecto inverso de polarización de voltaje.
En primer lugar, haciendo referencia a la figura 6, el OCV (Voltaje de Circuito Abierto) de la celda de batería 10 descargada completamente puede medirse como OCV1 después de que haya pasado un período de reposo suficiente. Por otra parte, haciendo referencia a la figura 8, el OCV de la celda de batería 10 en la que tiene lugar el efecto inverso de polarización de voltaje puede medirse como OCV3 después de que haya pasado un período de reposo suficiente.
Si la primera gráfica aproximada de voltaje (C1) ilustrada en la figura 6 se compara con la tercera gráfica aproximada de voltaje (C3) ilustrada en la figura 8, puede aparecer un punto de inflexión de voltaje en un tiempo Tm en la tercera gráfica aproximada de voltaje (C3). Es decir, en la tercera gráfica aproximada de voltaje (C3), el signo de la componente de polarización a corto plazo y el signo de la componente de polarización a largo plazo pueden ser diferentes en el tiempo Tm. Por lo tanto, después del tiempo Tm, la primera gráfica aproximada de voltaje (C1) mantiene una pendiente positiva, pero la tercera gráfica aproximada de voltaje (C3) puede cambiarse de una pendiente positiva a una pendiente negativa.
Además, haciendo referencia a la figura 7, el OCV de la celda de batería 10 cargada completamente puede medirse como OCV2 después de que haya pasado un período de reposo suficiente. Por otra parte, haciendo referencia a la figura 9, el OCV de la celda de batería 10 en la que tiene lugar el efecto inverso de polarización de voltaje puede medirse como OCV4 después de que haya pasado un período de reposo suficiente.
Si la segunda gráfica aproximada de voltaje (C2) ilustrada en la figura 7 se compara con la cuarta gráfica aproximada de voltaje (C4) ilustrada en la figura 9, puede aparecer un punto de inflexión de voltaje en el tiempo Tm en la cuarta gráfica aproximada de voltaje (C4). Es decir, en la cuarta gráfica aproximada de voltaje (C4), el signo de la componente de polarización a corto plazo y el signo de la componente de polarización a largo plazo pueden ser diferentes en el tiempo Tm. Por lo tanto, después del tiempo Tm, la segunda gráfica aproximada de voltaje (C2) mantiene una pendiente negativa, pero la cuarta gráfica aproximada de voltaje (C4) puede cambiarse de una pendiente negativa a una pendiente positiva.
Además, debido a que el OCV y el SOC se corresponden entre sí en una relación de uno a uno, el segundo SOC estimado basándose en OCV1 y el SOC estimado basándose en OCV3 pueden ser diferentes en gran medida. Además, el segundo SOC estimado basándose en OCV2 y el SOC estimado basándose en OCV4 también pueden ser diferentes en gran medida. Es decir, dependiendo de si tiene lugar un punto de inflexión de voltaje, pueden cambiarse el OCV y el SOC estimados.
Haciendo referencia a las figuras 6 a 9, en la celda de batería 10 en la que tiene lugar un efecto inverso de polarización de voltaje, puede tener lugar un punto de inflexión de voltaje después de que se haya finalizado la carga o la descarga. Es decir, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede estimar de forma precisa el OCV de la celda de batería 10 en consideración del efecto inverso de polarización de voltaje estableciendo el tiempo de referencia para que sea igual a o mayor que un tiempo en el que puede tener lugar el punto de inflexión de voltaje.
Además, el aparato de estimación de SOC 100 puede estimar de forma más precisa el segundo SOC de la celda de batería 10 en consideración del efecto inverso de polarización de voltaje.
Además, el aparato de estimación de SOC 100 puede estimar de forma precisa el SOC final de la celda de batería 10 basándose en el segundo SOC estimado de forma más precisa.
La unidad de control 120 puede configurarse para estimar el OCV de la celda de batería 10 a partir de una pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga usando una técnica de optimización de funciones.
En el presente caso, la técnica de optimización de funciones puede ser una técnica de análisis personalizada de curvas que analiza una ecuación de una curva basándose en datos dados. En otras palabras, la técnica de optimización de funciones usada en la presente divulgación es una técnica que no solo interpreta linealmente los datos dados, sino que también estima una curva mediante los datos dados para derivar un resultado final. Por ejemplo, puede aplicarse un algoritmo de Levenberg-Marquardt o un Filtro de Kalman Ampliado a la técnica de optimización de funciones.
Como un ejemplo específico, se describirá un caso en el que se aplica el algoritmo de Levenberg-Marquardt como la técnica de optimización de funciones. La unidad de control 120 puede obtener una primera constante de tiempo, una segunda constante de tiempo, un primer valor de voltaje, un segundo valor de voltaje y un OCV a partir del algoritmo de Levenberg-Marquardt basándose en un modelo de circuito equivalente R-C que tiene dos circuitos RC en paralelo. El OCV obtenido en el presente documento puede estimarse como el SOC de la celda de batería 10. Es decir, la unidad de control 120 puede estimar el OCV de la celda de batería 10 usando la pluralidad de informaciones de voltaje medidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga como datos de entrada de la técnica de optimización de funciones. En el presente caso, debido a que el modelo de circuito equivalente R-C y el algoritmo de Levenberg-Marquardt que tiene dos circuitos RC en paralelo son un modelo y un algoritmo conocidos, se omitirá una descripción detallada de los mismos.
Haciendo referencia a las figuras 8 y 9, si el signo de la componente de polarización a corto plazo de la celda de batería 10 y el signo de la componente a largo plazo se vuelven diferentes entre sí, puede incluirse un punto de inflexión de voltaje en la pluralidad de informaciones de voltaje obtenidas por la unidad de control 120. Por lo tanto, la unidad de control 120 puede estimar el OCV de la celda de batería 10 como OCV3 u OCV4 usando la técnica de optimización de funciones.
Se supone que el tiempo de referencia se establece sin considerar el punto de inflexión de voltaje. Es decir, en las realizaciones de las figuras 8 y 9, se supone que solo se obtiene información de voltaje hasta el tiempo Tm. En este caso, usando la técnica de optimización de funciones, el OCV de la celda de batería 10 puede estimarse basándose en poca información de voltaje. Sin embargo, incluso si se usa la técnica de optimización de funciones, que es una técnica de personalización de curvas, debido a que no hay ninguna información de voltaje para el punto de inflexión de voltaje, la gráfica aproximada de voltaje de la celda de batería 10 se estima inevitablemente como la primera gráfica aproximada de voltaje (C1) o la segunda gráfica aproximada de voltaje (C2). Por lo tanto, no queda más remedio para el OCV de la celda de batería 10 que estimarlo incorrectamente como OCV1 u OCV2. Al fin y al cabo, debido a la estimación incorrecta del OCV, el segundo SOC de la celda de batería 10 también se estima ineludiblemente de forma errónea.
Por otra parte, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de establecer el tiempo de referencia en consideración de la posibilidad de aparición de un efecto inverso de polarización de voltaje para asegurar información de voltaje suficiente para la celda de batería 10. Por lo tanto, existe la ventaja de que el OCV y el SOC de la celda de batería 10 pueden estimarse de forma más precisa.
Además, el tiempo de interrupción de carga y descarga puede ser significativamente más corto que el tiempo de inactividad para medir el OCV de la celda de batería 10. Por ejemplo, el tiempo de referencia puede establecerse a 300 segundos, y el tiempo de inactividad para medir el OCV de la celda de batería 10 puede ser de 3 horas. Por lo tanto, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de estimar de forma más precisa el OCV de la celda de batería 10 basándose en la información de voltaje de la celda de batería 10 incluso en un entorno en el que es difícil asegurar un tiempo de inactividad suficiente. Además, el aparato de estimación de SOC 100 tiene la ventaja de estimar de forma precisa el SOC de la celda de batería 10 dentro de un tiempo corto basándose en el OCV estimado y la información de corriente de la celda de batería 10.
Además, haciendo referencia a la Tabla 1 y a las figuras 5 y 8, si la descarga de la celda de batería 10 se reinicia antes de que pase el tiempo de referencia inmediatamente después de que haya finalizado la descarga de la celda de batería 10, la unidad de control 120 puede comprobar en primer lugar si el punto de inflexión de voltaje se incluye en la información de voltaje obtenida.
Por ejemplo, en las realizaciones de las figuras 5 y 8, se supone que el tiempo Tm es anterior al tiempo T ref. Además, se supone que el tiempo T2 es posterior al tiempo Tm y anterior al tiempo Tref. Si los datos acerca del punto de inflexión de voltaje se incluyen en la pluralidad de informaciones de voltaje obtenidas durante el tiempo entre T1 y T2, la unidad de control 120 puede estimar el OCV de la celda de batería 10 basándose en la pluralidad de informaciones de voltaje obtenidas usando una técnica de personalización de funciones. Es decir, debido a que la información de punto de inflexión de voltaje se incluye en la información de voltaje obtenida, la unidad de control 120 puede estimar el OCV de la celda de batería 10 como OCV3 en lugar de OCV1. Después de eso, la unidad de control 120 puede estimar el segundo SOC basándose en el OCV3 estimado.
Es decir, siempre que el punto de inflexión de voltaje se incluya en la información de voltaje obtenida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede estimar el segundo SOC basándose en la información de voltaje obtenida incluso si el tiempo de interrupción de carga y descarga es más corto que el tiempo de referencia. Por lo tanto, basándose en el primer SOC y el segundo SOC, el SOC final de la celda de batería 10 puede estimarse de forma más precisa.
La unidad de control 120 puede configurarse para establecer un primer peso y un segundo peso de acuerdo con el tiempo de interrupción de carga y descarga.
Es decir, la unidad de control 120 puede configurarse para establecer el primer peso y el segundo peso, respectivamente, basándose en el tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga. Preferiblemente, la suma del primer peso y el segundo peso puede ser 1.
Además, la unidad de control 120 puede configurarse para añadir el primer peso establecido y el segundo peso establecido al primer SOC y al segundo SOC, respectivamente.
Específicamente, la unidad de control 120 puede añadir el primer peso al primer SOC y añadir el segundo peso al segundo SOC.
Por ejemplo, se supone que el primer peso es 0,3 y el segundo peso es 0,7. Además, se supone que el primer SOC se estima como el 80 % y el segundo SOC se estima como el 82 %. La unidad de control 120 puede calcular el 24 % multiplicando el primer peso de 0,3 y el primer SOC del 80 %. Además, la unidad de control 120 puede calcular el 57,4 % multiplicando el segundo peso de 0,7 y el segundo SOC del 82 %.
Después de eso, la unidad de control 120 puede configurarse para estimar el tercer SOC sumando el primer SOC ponderado y el segundo SOC ponderado.
Haciendo referencia a la realización anterior, el primer SOC al que se añade el primer peso puede ser el 24 %, y el segundo SOC al que se añade el segundo peso puede ser el 57,4 %. La unidad de control 120 puede estimar el tercer SOC como el 81,4 % sumando el primer SOC ponderado del 24 % y el segundo SOC ponderado del 57,4 %.
Además, la unidad de control 120 puede estimar el tercer SOC estimado como el SOC final de la celda de batería 10. Es decir, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de estimar de forma más precisa el SOC de la celda de batería 10 en consideración de los pesos del tiempo de carga y descarga y el tiempo de interrupción de carga y descarga de la celda de batería 10.
Preferiblemente, la unidad de control 120 puede configurarse para establecer el tiempo de interrupción de carga y el primer peso para que sean inversamente proporcionales entre sí y establecer el tiempo de interrupción de carga y el segundo peso para que sean proporcionales entre sí.
Específicamente, la unidad de control 120 puede establecer el primer peso usando la Ecuación 1 a continuación.
[Ecuación 1]
q = e'(Trest 5)
En la Ecuación 1, T rest puede ser un tiempo de interrupción de carga y descarga, y e puede ser una constante natural. Haciendo referencia a la Ecuación 1, el primer peso puede establecerse en proporción inversa al tiempo de interrupción de carga y descarga. Es decir, debido a que el primer peso se añade al primer SOC, el primer peso puede establecerse en proporción inversa al tiempo de interrupción de carga y descarga.
Después de eso, la unidad de control 120 puede establecer el segundo peso usando la Ecuación 2 a continuación.
[Ecuación 2]
P = 1 - a
En la Ecuación 2, a es el primer peso y p es el segundo peso. Es decir, la suma del primer peso y el segundo peso puede ser 1.
Haciendo referencia a la Ecuación 2, el segundo peso puede establecerse en proporción al tiempo de interrupción de carga y descarga. Es decir, la unidad de control 120 puede aumentar el peso del segundo SOC en el tercer SOC estableciendo el segundo peso a un valor mayor a medida que aumenta el tiempo de interrupción de carga y descarga.
Es decir, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de estimar de forma más adaptativa el SOC de la celda de batería 10 añadiendo diferencialmente un peso de acuerdo con el tiempo de interrupción de carga y descarga.
El aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con la presente divulgación puede aplicarse a un sistema de gestión de batería (BMS). Es decir, el BMS de acuerdo con la presente divulgación puede incluir el aparato de estimación de SOC 100 descrito anteriormente. En esta configuración, al menos algunos de los componentes del aparato de estimación de SOC 100 pueden implementarse complementando o añadiendo funciones de los componentes incluidos en un BMS convencional. Por ejemplo, la unidad de medición 110, la unidad de control 120 y la unidad de almacenamiento 130 del aparato de estimación de SOC 100 pueden implementarse como componentes del BMS.
Además, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede proporcionarse a un paquete de baterías 1. Por ejemplo, haciendo referencia a las figuras 2 y 3, el paquete de baterías 1 de acuerdo con la presente divulgación puede incluir el aparato de estimación de SOC 100 descrito anteriormente y una o más celdas de batería 10. Además, el paquete de baterías 1 puede incluir además componentes eléctricos (un relé, un fusible y similares) y una carcasa.
Además, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluirse en un vehículo. Preferiblemente, el paquete de baterías 1 que incluye el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede incluirse en un vehículo eléctrico. En este caso, el tiempo durante el que se carga la celda de batería 10 o el tiempo durante el que se hace funcionar el vehículo eléctrico puede corresponder al tiempo de carga y descarga. A la inversa, el momento en el que se apaga el vehículo eléctrico puede corresponder al tiempo de interrupción de carga y descarga.
Por ejemplo, al igual que en la realización anterior, se supone que el tiempo de referencia se establece a 300 segundos y el tiempo de inactividad preferido para medir el OCV de la celda de batería 10 es de 3 horas. En este caso, cuando la carga/descarga se interrumpe durante 300 segundos o más, la unidad de control 120 puede estimar de forma precisa el OCV de la celda de batería 10 basándose en la pluralidad de informaciones de voltaje obtenidas. Es decir, la unidad de control 120 puede estimar el OCV y el segundo SOC de la celda de batería 10 basándose en la información de voltaje obtenida durante el tiempo de referencia (300 segundos), sin esperar el tiempo de inactividad deseado (3 horas) después de que se haya apagado el vehículo eléctrico. Por lo tanto, incluso en un entorno de vehículo eléctrico en donde es difícil asegurar un tiempo de inactividad suficiente para medir el OCV, el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de estimar el SOC de forma precisa y rápida.
La figura 10 es un diagrama que muestra esquemáticamente un método de estimación de SOC de acuerdo con otra realización de la presente divulgación. En el presente caso, el método de estimación de SOC puede ser realizado por cada componente del aparato de estimación de SOC 100.
Haciendo referencia a la figura 10, el método de estimación de SOC puede incluir una etapa de medición de corriente y voltaje (S100), una etapa de cálculo de tiempo (S200), una primera etapa de estimación de SOC (S300), una segunda etapa de estimación de SOC (S400), una tercera etapa de estimación de SOC (S500) y una etapa de estimación de SOC de celda de batería (S600).
En el presente caso, el primer SOC puede ser un SOC estimado basándose en la información de corriente de la celda de batería 10 medida durante el tiempo de carga y descarga, y el segundo SOC puede ser un SOC estimado basándose en la información de voltaje de la celda de batería 10 medida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga. Además, el tercer SOC puede ser un SOC obtenido realizando una suma ponderada al primer SOC y al segundo SOC, y el SOC de la celda de batería 10 puede ser un SOC estimado finalmente basándose en el tercer SOC.
La etapa de medición de corriente y voltaje (S100) es una etapa de medir una corriente y un voltaje de la celda de batería 10 para obtener información de corriente e información de voltaje, y puede ser realizada por la unidad de medición 110.
Específicamente, la unidad de medición 110 puede medir el voltaje de la celda de batería 10 a través de la unidad de medición de voltaje 111 y medir la corriente de la celda de batería 10 a través de la unidad de medición de corriente 112.
Además, la unidad de medición 110 puede emitir la información de corriente medida y la información de voltaje medida a la unidad de control 120, y la unidad de control 120 puede obtener la información de corriente y la información de voltaje.
La etapa de cálculo de tiempo (S200) es una etapa de calcular un tiempo de carga y descarga en el que se carga o se descarga la celda de batería 10 o un tiempo de interrupción de carga y descarga en el que se interrumpe la carga o la descarga, y puede ser realizada por la unidad de control 120.
Por ejemplo, la unidad de control 120 puede determinar si la celda de batería 10 se está cargando o descargando basándose en la información de corriente recibida desde la unidad de medición 110. Además, el tiempo de carga y descarga y el tiempo de interrupción de carga y descarga pueden calcularse basándose en el resultado de determinación.
La primera etapa de estimación de SOC (S300) es una etapa de estimar un primer SOC de la celda de batería 10 de acuerdo con la información de corriente durante el tiempo de carga y descarga, y puede ser realizada por la unidad de control 120.
Por ejemplo, la unidad de control 120 puede estimar el primer SOC extrayendo una cantidad de corriente de la información de corriente obtenida durante el tiempo de carga y descarga e integrando la cantidad de corriente extraída.
La segunda etapa de estimación de SOC (S400) es una etapa de estimar el segundo SOC de la celda de batería 10 de acuerdo con la información de voltaje basándose en el resultado de comparación del tiempo de interrupción de carga y descarga y el tiempo de referencia preestablecido, y puede ser realizada por la unidad de control 120.
Por ejemplo, haciendo referencia a la Tabla 1, si el tiempo de interrupción de carga y descarga es mayor que o igual al tiempo de referencia preestablecido, la unidad de control 120 puede estimar el segundo SOC basándose en una pluralidad de informaciones de voltaje recibidas desde la unidad de medición 110 durante el tiempo de interrupción de carga y descarga.
Específicamente, la unidad de control 120 puede estimar un OCV a partir de la pluralidad de informaciones de voltaje recibidas usando una técnica de optimización de funciones. Además, la unidad de control 120 puede estimar el segundo SOC a partir del OCV estimado haciendo referencia a una tabla de consulta de OCV-SOC almacenada en la unidad de almacenamiento 130.
La tercera etapa de estimación de SOC (S500) es una etapa de estimar un tercer SOC realizando una suma ponderada al primer SOC y al segundo SOC basándose en el tiempo de interrupción de carga y descarga, y puede ser realizada por la unidad de control 120.
La unidad de control 120 puede establecer un primer peso y un segundo peso usando la Ecuación 1 y la Ecuación 2. Además, la unidad de control 120 puede añadir el primer peso al primer SOC y añadir el segundo peso al segundo SOC. Después de eso, la unidad de control 120 puede estimar el tercer SOC sumando el primer SOC ponderado y el segundo SOC ponderado.
La etapa de estimación de SOC de celda de batería (S600) es una etapa de determinar el tercer SOC estimado como el SOC de la celda de batería 10, y puede ser realizada por la unidad de control 120.
La unidad de control 120 puede determinar el tercer SOC estimado como el SOC final de la celda de batería 10.
Es decir, debido a que el SOC final de la celda de batería 10 se estima considerando tanto la información de corriente medida durante el tiempo de carga y descarga como la información de voltaje medida durante el tiempo de interrupción de carga y descarga, el SOC estimado puede ser adaptativo al entorno y más preciso.
La figura 11 es un diagrama que muestra esquemáticamente un método de estimación de SOC de acuerdo con otra realización más de la presente divulgación. El método de estimación de SOC de acuerdo con la figura 11 puede ser realizado por el aparato de estimación de SOC 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
En lo sucesivo en el presente documento, se describirá solo una etapa añadida, excluyendo descripciones redundantes de las etapas descritas con referencia a la figura 10.
Haciendo referencia a la figura 11, el método de estimación de SOC de acuerdo con otra realización de la presente divulgación puede incluir además una etapa de comprobación de punto de inflexión (S700).
La etapa de comprobación de punto de inflexión (S700) es una etapa de comprobar si un punto de inflexión de voltaje está presente entre la pluralidad de informaciones de voltaje obtenidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga, si el tiempo de interrupción de carga y descarga es menor que el tiempo de referencia, y puede ser realizada por la unidad de control 120.
Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 11 y a la Tabla 1, si existe un punto de inflexión de voltaje, la unidad de control 120 puede estimar el segundo SOC incluso si el tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga es menor que el tamaño del tiempo de referencia. A la inversa, si no existe ningún punto de inflexión de voltaje, la unidad de control 120 puede estimar el primer SOC estimado como el tercer SOC sin estimar el segundo SOC.
Por lo tanto, el SOC final de la celda de batería 10 puede estimarse de forma más precisa de acuerdo con el tamaño del tiempo de interrupción de carga y descarga y la presencia o ausencia del punto de inflexión de voltaje.
Las realizaciones de la presente divulgación descritas anteriormente pueden no implementarse solo a través de un aparato y un método, sino que pueden implementarse a través de un programa que logra una función correspondiente a la configuración de las realizaciones de la presente divulgación o un medio de registro en el que se registra el programa. El programa o medio de grabación puede ser implementado fácilmente por los expertos en la materia a partir de la descripción anterior de las realizaciones.
(Explicación de símbolos de referencia)
1: paquete de baterías
10: celda de batería
100: aparato de estimación de SOC
110: unidad de medición
120: unidad de control
130: unidad de almacenamiento
SL1 a SL3: primera a tercera líneas de detección

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de estimación de SOC (100), que comprende:
una unidad de medición (110) configurada para medir una corriente y un voltaje de una celda de batería y emitir la información de corriente medida y la información de voltaje medida; y
una unidad de control (120) configurada para recibir la información de corriente y la información de voltaje desde la unidad de medición, calcular un tiempo de carga y descarga durante el cual se carga o se descarga la celda de batería y un tiempo de interrupción de carga y descarga durante el cual se interrumpe la carga y descarga, estimar un primer SOC de la celda de batería de acuerdo con la información de corriente durante el tiempo de carga y descarga, determinar si estimar, o no, un segundo SOC de la celda de batería de acuerdo con la información de voltaje basándose en un resultado de comparación del tiempo de interrupción de carga y descarga y un tiempo de referencia preestablecido, estimar el segundo SOC de la celda de batería cuando se determina que debería estimarse el segundo SOC, estimar un tercer SOC realizando una suma ponderada al primer SOC y al segundo SOC basándose en el tiempo de interrupción de carga y descarga cuando se estima el segundo SOC, y determinar el tercer SOC estimado como el SOC de la celda de batería.
2. El aparato de estimación de SOC de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde, cuando el tiempo de interrupción de carga y descarga es igual a o mayor que el tiempo de referencia, la unidad de control está configurada para estimar el segundo SOC basándose en una pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga.
3. El aparato de estimación de SOC de acuerdo con la reivindicación 2,
en donde, cuando el tiempo de interrupción de carga y descarga es menor que el tiempo de referencia, la unidad de control está configurada para comprobar si un punto de inflexión de voltaje está presente en la pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga y estimar el segundo SOC solo cuando se comprueba el punto de inflexión de voltaje.
4. El aparato de estimación de SOC de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la unidad de control está configurada para establecer el tiempo de referencia de antemano de tal modo que se incluye en la misma un tiempo en el que las direcciones de polarización de una componente de polarización a corto plazo y una componente de polarización a largo plazo de la celda de batería se vuelven diferentes entre sí.
5. El aparato de estimación de SOC de acuerdo con la reivindicación 4,
en donde la unidad de control está configurada para estimar un OCV de la celda de batería a partir de la pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga usando una técnica de optimización de funciones.
6. El aparato de estimación de SOC de acuerdo con la reivindicación 5,
en donde la unidad de control está configurada para estimar un segundo SOC correspondiente al OCV estimado, basándose en una tabla de consulta preestablecida.
7. El aparato de estimación de SOC de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la unidad de control está configurada para establecer un primer peso y un segundo peso de acuerdo con el tiempo de interrupción de carga y descarga, añadir el primer peso establecido y el segundo peso establecido al primer SOC y al segundo SOC, respectivamente, y estimar el tercer SOC sumando el primer SOC ponderado y el segundo SOC ponderado.
8. El aparato de estimación de SOC de acuerdo con la reivindicación 7,
en donde la unidad de control está configurada para establecer el tiempo de interrupción de carga y descarga y el primer peso para que sean inversamente proporcionales entre sí y establecer el tiempo de interrupción de carga y descarga y el segundo peso para que sean proporcionales entre sí.
9. Un paquete de baterías, que comprende el aparato de estimación de SOC de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Un vehículo, que comprende el aparato de estimación de SOC de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
11. Un método de estimación de SOC, que comprende:
una etapa de medición de corriente y voltaje (S 100) de medir una corriente y un voltaje de una celda de batería para obtener información de corriente e información de voltaje;
una etapa de cálculo de tiempo (S200) de calcular un tiempo de carga y descarga durante el cual se carga o se descarga la celda de batería y un tiempo de interrupción de carga y descarga durante el cual se interrumpe la carga y descarga;
una primera etapa de estimación de SOC (S300) de estimar un primer SOC de la celda de batería de acuerdo con la información de corriente durante el tiempo de carga y descarga;
una etapa de determinación de determinar si estimar, o no, un segundo SOC de la celda de batería de acuerdo con la información de voltaje basándose en un resultado de comparación del tiempo de interrupción de carga y descarga y un tiempo de referencia preestablecido;
una segunda etapa de estimación de SOC (S400) de estimar un segundo SOC de la celda de batería de acuerdo con la información de voltaje basándose en un resultado de comparación del tiempo de interrupción de carga y descarga y un tiempo de referencia preestablecido cuando se determina que debería estimarse un segundo SOC en la etapa de determinación;
una tercera etapa de estimación de SOC (S500) de estimar un tercer SOC realizando una suma ponderada al primer SOC y al segundo SOC basándose en el tiempo de interrupción de carga y descarga; y
una etapa de estimación de SOC de celda de batería (S600) de determinar el tercer SOC estimado como el SOC de la celda de batería.
12. El método de estimación de SOC de acuerdo con la reivindicación 11, después de la primera etapa de estimación de SOC, que comprende además:
una etapa de comprobación de punto de inflexión (S700) de comprobar si un punto de inflexión de voltaje está presente en una pluralidad de informaciones de voltaje recibidas durante el tiempo de interrupción de carga y descarga, cuando el tiempo de interrupción de carga y descarga es menor que el tiempo de referencia, en donde la segunda etapa de estimación de SOC estima el segundo SOC solo cuando el tiempo de interrupción de carga y descarga es igual a o mayor que el tiempo de referencia o el punto de inflexión de voltaje se comprueba en la etapa de comprobación de punto de inflexión.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11422195B2 (en) * 2020-03-24 2022-08-23 Nuvation Research Corporation Systems, methods, and devices for state-of-charge estimation in energy storage systems
CN116409203B (zh) * 2021-12-30 2025-09-09 比亚迪股份有限公司 电池的管理方法及管理装置、车辆及计算机可读存储介质
JP7690422B2 (ja) * 2022-03-28 2025-06-10 株式会社Ａｅｓｃジャパン 電池管理装置、電池管理方法、およびプログラム
KR102916064B1 (ko) * 2022-09-22 2026-01-20 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 정보 통신 시스템 및 방법
US20250251454A1 (en) * 2024-02-05 2025-08-07 Oticon A/S Method for estimating a state of charge for a hearing aid
WO2025216464A1 (ko) * 2024-04-08 2025-10-16 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 뱅크를 위한 soc 결정 장치 및 soc 결정 방법

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3598873B2 (ja) * 1998-08-10 2004-12-08 トヨタ自動車株式会社 二次電池の状態判定方法及び状態判定装置、並びに二次電池の再生方法
JP4032934B2 (ja) 2002-11-15 2008-01-16 ソニー株式会社 電池容量算出方法、電池容量算出装置、及び電池容量算出プログラム
JP2004260905A (ja) * 2003-02-25 2004-09-16 Yanmar Co Ltd ハイブリッドシステム
KR100805116B1 (ko) 2006-09-08 2008-02-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그 구동방법
JP2008116367A (ja) 2006-11-06 2008-05-22 Yazaki Corp 開回路電圧検出装置及びその方法
JP4865523B2 (ja) 2006-12-12 2012-02-01 古河電気工業株式会社 バッテリ充電率推定方法、バッテリ充電率推定装置及びバッテリ電源システム
JP5041442B2 (ja) * 2009-02-20 2012-10-03 古河電気工業株式会社 蓄電デバイスの状態検知方法
CN102062841B (zh) * 2009-11-11 2012-12-12 北汽福田汽车股份有限公司 动力电池荷电状态的估测方法及系统
JP2012108046A (ja) * 2010-11-18 2012-06-07 Honda Motor Co Ltd 電池容量推定装置および電池容量推定方法
CN103635822B (zh) * 2011-08-30 2016-02-10 三洋电机株式会社 电池系统、电动车辆、移动体、电力储存装置以及电源装置
JP6155781B2 (ja) * 2012-05-10 2017-07-05 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子管理装置、及び、ｓｏｃ推定方法
JP5372208B2 (ja) 2012-05-11 2013-12-18 株式会社Ｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 二次電池の充電方法およびそれを用いた充電装置
JP2014025738A (ja) 2012-07-25 2014-02-06 Sanyo Electric Co Ltd 残容量推定装置
KR102037378B1 (ko) 2013-07-04 2019-10-28 에스케이이노베이션 주식회사 정전류시 soc 추정 방법, 장치, 이를 포함하는 배터리 관리 시스템 및 에너지 저장 시스템
KR102267997B1 (ko) 2013-12-23 2021-06-23 쥴 랩스, 인크. 기화 디바이스 시스템 및 방법
JP2015230169A (ja) * 2014-06-03 2015-12-21 スズキ株式会社 電池の状態検出装置
KR101543263B1 (ko) 2014-06-12 2015-08-11 국방과학연구소 전지의 잔존 용량 추정 장치 및 방법
CN104166102B (zh) * 2014-08-22 2017-02-22 科力远混合动力技术有限公司 车用动力电池组的soc使用区间的判定方法
CN104515955B (zh) * 2014-12-26 2018-01-19 湖南金杯新能源发展有限公司 恒定温度状态下电池剩余电量测量方法与系统
JP6534746B2 (ja) 2015-09-30 2019-06-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 電池制御装置及び電池システム
DE112017001422B4 (de) 2016-05-12 2019-03-21 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Batteriezustands-Schätzvorrichtung
CN106707189B (zh) 2016-12-30 2019-08-13 中国东方电气集团有限公司 液流电池系统荷电状态的检测方法及装置
CN107064808B (zh) 2017-02-09 2019-11-15 山东谦恒电子科技有限公司 电池的soc估计方法及装置
FI128680B (en) * 2017-03-02 2020-10-15 Tespack Oy Method, controlling unit and electronic charging arrangement for determining state of charge of a battery during charging of the battery
JP7000030B2 (ja) 2017-03-10 2022-01-19 株式会社デンソーテン 推定装置、推定方法、および推定プログラム
JP6939057B2 (ja) 2017-04-27 2021-09-22 トヨタ自動車株式会社 車載の電池システムおよび電池の経年劣化推定方法
CN107422269B (zh) * 2017-06-16 2020-02-07 上海交通大学 一种锂电池在线soc测量方法
KR102200550B1 (ko) * 2017-10-10 2021-01-07 주식회사 엘지화학 이차 전지의 충전 상태를 추정하기 위한 장치
JP6606153B2 (ja) 2017-10-12 2019-11-13 本田技研工業株式会社 電池状態推定方法及び電池状態推定装置
CN109683104A (zh) 2017-10-12 2019-04-26 本田技研工业株式会社 电池状态推定方法以及电池状态推定装置
JP6927008B2 (ja) 2017-12-12 2021-08-25 トヨタ自動車株式会社 二次電池システムおよび二次電池のｓｏｃ推定方法
US11447105B2 (en) * 2018-03-29 2022-09-20 Gogoro Inc. Systems and methods for managing batteries in a battery exchange station
CN108872866B (zh) * 2018-06-04 2021-02-05 桂林电子科技大学 一种锂离子电池荷电状态动态评估与长效预测融合方法

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KR102844868B1 (ko) 2025-08-08

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