ES2994208T3 - Battery management apparatus and method - Google Patents

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ES2994208T3 ES20862658T ES20862658T ES2994208T3 ES 2994208 T3 ES2994208 T3 ES 2994208T3 ES 20862658 T ES20862658 T ES 20862658T ES 20862658 T ES20862658 T ES 20862658T ES 2994208 T3 ES2994208 T3 ES 2994208T3
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Ji-Yeon Kim
Dae-Soo Kim
Young-Deok Kim
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Abstract

Un dispositivo de gestión de baterías según una realización de la presente invención está configurado para diagnosticar el estado de una celda de batería basándose en un perfil diferencial de capacidad-voltaje. Específicamente, el dispositivo de gestión de baterías diagnostica el estado de una celda de batería según aspectos de variación del pico asociado con el área de reacción del cátodo y el pico asociado con la pérdida de litio disponible en un perfil diferencial de capacidad-voltaje. Según un aspecto de la presente invención, existe una ventaja en que el estado de una celda de batería se puede diagnosticar en tiempo real incluso cuando la celda de batería está en funcionamiento. Además, existe otra ventaja en que se puede diagnosticar de forma independiente si el área de reacción del cátodo de una celda de batería se reduce y si se pierde litio disponible. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método de gestión de baterías
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a un aparato y un método de gestión de baterías, y más particularmente, a un aparato y un método de gestión de baterías para diagnosticar un estado de una celda de batería basado en un perfil diferencial de capacidad-tensión y gestionar la 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 en el mercado 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 autocarga muy baja y una alta densidad de energía.
La celda de batería puede degradarse a medida que se repite la carga o descarga. Por ejemplo, en un electrodo positivo de la celda de batería, el electrolito puede oxidarse o la estructura cristalina puede destruirse, dando como resultado la degradación de la celda de batería. En un electrodo negativo, el litio metálico puede precipitar para degradar la celda de la batería. De manera adicional, generalmente, dependiendo de las condiciones de fabricación de una batería secundaria de iones de litio, la capacidad de la batería secundaria se degrada más rápido.
Por lo tanto, en la técnica relacionada, se ha divulgado una técnica para detectar una anomalía de una celda de batería basado en un perfil diferencial de capacidad-tensión para asegurar la fiabilidad de la capacidad a largo plazo en la etapa de fabricación de la celda de batería (documento de patente 1).
Sin embargo, el documento de patente 1 se refiere a la detección de la fiabilidad de la capacidad a largo plazo de la celda de batería en la etapa de fabricación de la celda de batería, por lo que existe una limitación en el sentido de que la celda de batería se carga solo con la misma tasa C de carga.
Por ejemplo, el documento de patente 1 tiene el problema de que cuando la celda de batería se carga a una tasa C de carga diferente de una tasa C de carga preestablecida, es imposible diagnosticar el estado de la celda de batería. Es decir, el documento de patente 1 no se puede usar en un proceso en el que la celda de batería se proporciona a un vehículo y se opera realmente, y se puede usar de manera limitada solo para fines de prueba durante la etapa de fabricación de la celda de batería.
(Documento de patente 1) KR 10-2013-0142884 A
La técnica anterior adicional se describe en los documentos:
WO 2018/122131 A1;
US 2016/061908 A1
US 2012/105069 A1
US 2012/169288 A1
US 2016/204639 A1
US 2016/195589 A1; El documento WO 2018/122131 enseña un vehículo eléctrico con un aparato de gestión de baterías que comprende una batería, un sistema de gestión de baterías y un cargador/probador de batería con sensores de tensión/corriente. La disposición realiza pruebas de carga incrementales en la batería, usando una corriente de carga/descarga C/20 de baja tasa C para producir curvas dQ/dV frente a V. Los resultados de la prueba a lo largo del tiempo se almacenan y, a partir de cambios temporales, se observa el envejecimiento de la batería. Todas las pruebas se realizan a la misma tasa C.
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por lo tanto, la presente divulgación se refiere a proporcionar un aparato y un método de gestión de baterías, que puede diagnosticar un estado de una celda de batería en tiempo real incluso durante la operación de la celda de batería basado en un perfil diferencial de capacidad-tensión.
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 los ejemplos de realización de la presente divulgación. También, 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
En un aspecto, la presente divulgación proporciona un aparato de gestión de baterías, que comprende: una unidad de medición configurada para medir una tensión y corriente de una celda de batería mientras la celda de batería se está cargando o descargando, en un ciclo de carga y descarga de la celda de batería; una unidad de control configurada para estimar una capacidad de la celda de batería basado en la corriente de la celda de batería medida por la unidad de medición; y una unidad de almacenamiento configurada para almacenar un perfil diferencial de capacidad-tensión generado basado en la tensión de la celda de batería medida por la unidad de medición y la capacidad de la celda de batería estimada por la unidad de control y una tasa C de carga y descarga en cada carga y ciclo de descarga.
La unidad de control está configurada para generar un grupo de ciclos de carga y descarga que tienen la misma tasa C de carga y descarga almacenada en la unidad de almacenamiento y diagnosticar un estado de la celda de batería comparando entre sí perfiles diferenciales de capacidad-tensión correspondientes a los ciclos de carga y descarga incluidos en el mismo grupo.
La unidad de control está configurada para estimar una capacidad de la celda de batería basado en la corriente de la celda de batería medida por la unidad de medición durante un nuevo ciclo de carga y descarga y generar un nuevo perfil diferencial de capacidad-tensión basado en la tensión medida por la unidad de medición unidad y la capacidad estimada.
La unidad de control está configurada para seleccionar un grupo predeterminado entre los grupos generados y diagnosticar un estado de la celda de batería de acuerdo con un patrón de cambio entre el perfil diferencial de capacidad-tensión correspondiente al ciclo de carga y descarga del grupo predeterminado seleccionado y el nuevo perfil diferencial de capacidad-tensión.
El grupo predeterminado es un grupo de ciclos que tienen la misma tasa C de carga y descarga que la tasa C de carga y descarga del nuevo ciclo de carga y descarga, entre los grupos generados.
La unidad de control está configurada para extraer al menos uno de un primer pico asociado con la pérdida de litio disponible de la celda de batería proporcionado a la celda de batería y un segundo pico asociado con un área de reacción del electrodo positivo, correspondiendo cada perfil diferencial de capacidad-tensión a los ciclos de carga y descarga incluidos en el mismo grupo.
La unidad de control está configurada para diagnosticar un estado de la celda de batería de acuerdo con un patrón de cambio de al menos uno de la pluralidad de primeros picos extraídos y la pluralidad de segundos picos extraídos.
La unidad de control puede configurarse para diagnosticar el estado de la celda de batería como un estado en el que se pierde el litio disponible de la celda de batería, cuando la tensión de la pluralidad de primeros picos se mueve hacia un alto potencial a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga.
La unidad de control puede configurarse para diagnosticar el estado de la celda de batería como un estado en el que el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería disminuye, cuando se reduce una cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión de la pluralidad de segundos picos a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga.
La unidad de control puede configurarse para extraer una pluralidad de picos de cada perfil diferencial de capacidadtensión, seleccionar un pico de referencia que satisfaga una condición predeterminada entre la pluralidad de picos extraídos, y extraer al menos uno del primer pico y el segundo pico basado en la tensión del pico de referencia seleccionado y la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión.
El pico de referencia puede ser un pico en el que se mezclan un pico de electrodo positivo y un pico de electrodo negativo de la celda de batería, en el perfil diferencial de capacidad-tensión.
La unidad de control puede configurarse para seleccionar el primer pico entre la pluralidad de picos extraídos, en una sección de bajo potencial en comparación con la tensión del pico de referencia.
La unidad de control puede configurarse para seleccionar un pico en el que la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión esté más cerca de la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del pico de referencia en la sección de bajo potencial, entre la pluralidad de picos extraídos como el primer pico.
La unidad de control puede configurarse para seleccionar el segundo pico en una sección de alto potencial en comparación con la tensión del pico de referencia entre la pluralidad de picos extraídos.
La unidad de control puede configurarse para seleccionar un pico en el que una pendiente cambia de positiva a negativa y la tensión correspondiente tiene un pico más grande, entre la pluralidad de picos extraídos incluidos en la sección de alto potencial como el segundo pico.
La unidad de control puede configurarse para cambiar al menos uno de un valor umbral de una tasa C de carga o descarga de la celda de batería y un intervalo de tensión operativa de la celda de batería basado en el estado diagnosticado de la celda de batería.
En otro aspecto, la presente divulgación puede proporcionar un paquete de baterías, que comprende el aparato de gestión de baterías de acuerdo con un aspecto de la presente divulgación.
En otro aspecto más, la presente divulgación puede proporcionar un método de gestión de baterías, que comprende: una etapa de medición de la tensión y la corriente para medir una tensión y una corriente de una celda de batería mientras la celda de batería se está cargando o descargando, en un ciclo de carga y descarga de la celda de batería; una etapa de estimación de la capacidad para estimar una capacidad de la celda de batería basado en la corriente de la celda de batería medida en la etapa de medición; una etapa de generación de grupo de generación de un grupo de ciclos de carga y descarga que tienen la misma tasa C de carga y descarga; y una etapa de diagnóstico de estado de diagnóstico de un estado de la celda de batería comparando entre sí perfiles diferenciales de capacidad-tensión correspondientes a los ciclos de carga y descarga incluidos en el mismo grupo.
Efectos ventajosos
De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, existe la ventaja de que el estado de la celda de batería puede diagnosticarse en tiempo real incluso mientras la celda de batería está en funcionamiento.
De manera adicional, existe la ventaja de que es posible diagnosticar independientemente si el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería se reduce y si se pierde el litio disponible.
De manera adicional, dado que el estado de la celda de batería se diagnostica mediante un pico seleccionado teniendo en cuenta el perfil de tensión-capacidad y el perfil diferencial de capacidad-tensión de la celda de batería, se puede mejorar la precisión y fiabilidad del diagnóstico sobre el estado de la celda de batería.
De manera adicional, a medida que se acumula el perfil diferencial de capacidad-tensión de la celda de batería, se puede mejorar la precisión y fiabilidad del diagnóstico sobre el estado de la celda de batería.
Los efectos de la presente divulgación no se limitan a los efectos mencionados anteriormente, y los expertos en la materia entenderán claramente a partir de la descripción de las reivindicaciones otros efectos no mencionados.
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 tanto, la presente divulgación no se interpreta como limitada a los dibujos.
La figura 1 es un diagrama que muestra esquemáticamente un aparato de gestión de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 2 es un diagrama de ejemplo que muestra una configuración de un paquete de baterías que incluye el aparato de gestión de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 3 es un diagrama que muestra esquemáticamente un primer perfil diferencial de capacidad-tensión generado por el aparato de gestión de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 4 es un diagrama que muestra esquemáticamente un segundo perfil diferencial de capacidad-tensión generado por el aparato de gestión de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 5 es un diagrama que muestra esquemáticamente un perfil de tensión-capacidad generado por el aparato de gestión de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La figura 6 es un diagrama que muestra esquemáticamente un perfil diferencial de capacidad-tensión de una primera celda de batería de acuerdo con un ciclo de carga.
La figura 7 es un diagrama que muestra esquemáticamente un perfil diferencial de capacidad-tensión de una segunda celda de batería de acuerdo con un ciclo de carga.
La figura 8 es un diagrama que muestra esquemáticamente un perfil diferencial de capacidad-tensión de una tercera celda de batería de acuerdo con un ciclo de carga.
La figura 9 es un diagrama que muestra esquemáticamente un método de gestión de baterías de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
Descripción detallada de la invención
Debería entenderse que los términos utilizados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deberían interpretarse como limitados a los significados generales y del diccionario, sino interpretarse basado en los significados y conceptos que corresponden a los 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.
Por lo tanto, la descripción propuesta en el presente documento es solo un ejemplo preferible a efectos meramente ilustrativos, que no pretende limitar el alcance de la divulgación, por lo que debe entenderse que podrían realizarse otras modificaciones de la misma sin alejarse del alcance de la divulgación.
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. Asimismo, la expresión "unidad de control 130" descrita en la memoria descriptiva se refiere a una unidad que procesa al menos una función u operación, y puede implementarse mediantehardware, software,o una combinación dehardwareysoftware.
De manera adicional, 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 donde están "conectadas indirectamente" con otro elemento interpuesto entre las mismas.
A continuación en el presente documento, las realizaciones preferidas de la presente divulgación se describirán en detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es un diagrama que muestra esquemáticamente un aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación. La figura 2 es un diagrama de ejemplo que muestra una configuración de un paquete de baterías 1 que incluye el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 1, el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación incluye una unidad de medición 110, una unidad de almacenamiento 120 y una unidad de control 130.
De manera adicional, haciendo referencia a la figura 2, el aparato de gestión de baterías 100 puede proporcionarse dentro de un paquete de baterías 1 y conectarse a una celda de batería 10. La figura 2 muestra un ejemplo en el que se proporciona una única celda de batería 10 en el paquete de baterías 1, pero 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. En este caso, el aparato de gestión de baterías 100 puede estar conectado al módulo de batería y a cada una de la pluralidad de celdas de batería 10 incluidas en el módulo de batería.
La unidad de medición 110 y la unidad de almacenamiento 120 incluidas en el aparato de gestión de baterías 100 pueden conectarse respectivamente a la unidad de control 130 para comunicarse con la misma. Por ejemplo, la unidad de medición 110 puede transmitir un resultado de medición sobre la celda de batería 10 a la unidad de control 130. De manera adicional, la unidad de control 130 puede extraer datos almacenados en la unidad de almacenamiento 120 y almacenar nuevos datos en la unidad de almacenamiento 120.
A continuación en el presente documento, cada componente del aparato de gestión de baterías 100 se describirá en detalle.
La unidad de medición 110 está configurada para medir una tensión y corriente de la celda de batería 10 mientras la celda de batería 10 se está cargando o descargando, en un ciclo de carga y descarga de la celda de batería 10.
Haciendo referencia a la figura 2, la unidad de medición 110 puede incluir una unidad de medición de tensión para medir una tensión de la celda de batería 10 y una unidad de medición de corriente para medir una corriente de carga y descarga de la celda de batería 10.
La unidad de medición de tensión puede medir la tensión de la celda de batería 10 midiendo un potencial de electrodo positivo y un potencial de electrodo negativo de la celda de batería 10 y obteniendo una diferencia entre el potencial de electrodo positivo medido y el potencial de electrodo negativo medido.
La unidad de medición de corriente puede medir la corriente de carga y descarga de la celda de batería 10 por medio de un voltímetro A proporcionado en una trayectoria de carga y descarga de la celda de batería 10.
La unidad de medición 110 puede convertir información sobre la tensión y corriente medidas de la celda de batería 10 en una señal y transmitir la señal a la unidad de control 130.
La unidad de control 130 está configurada para estimar una capacidad de la celda de batería 10 basado en la corriente de la celda de batería 10 medida por la unidad de medición 110. En el presente documento, la capacidad de la celda de batería 10 puede ser un estado de carga (SOC) de la celda de batería 10.
Por ejemplo, la unidad de control 130 puede estimar la capacidad de la celda de batería 10 integrando la cantidad de corriente de carga medida a través de la unidad de medición de corriente mientras se carga la celda de batería 10. De manera adicional, la unidad de control 130 puede estimar la capacidad de la celda de batería 10 integrando la cantidad de corriente de descarga medida a través de la unidad de medición de corriente mientras se descarga la celda de batería 10.
Es decir, la unidad de control 130 puede estimar la capacidad de la celda de batería 10 usando un método de recuento de amperios.
La unidad de almacenamiento 120 está configurada para almacenar un perfil diferencial de capacidad-tensión generado basado en la tensión de la celda de batería 10 medida por la unidad de medición 110 y la capacidad de la celda de batería 10 estimada por la unidad de control 130, y una tasa C de carga y descarga de cada ciclo de carga y descarga.
Es decir, la unidad de almacenamiento 120 está configurada para almacenar el perfil diferencial de capacidad-tensión de la celda de batería 10 y la información de tasa C (tasa de corriente) de cada ciclo de carga y descarga.
En el presente documento, el perfil diferencial de capacidad-tensión es un perfil obtenido al diferenciar el perfil de capacidad-tensión de la celda de batería 10 con respecto a la tensión, y puede ser un perfil de una cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión con respecto a la tensión de la celda de batería 10.
Por ejemplo, la unidad de almacenamiento 120 puede almacenar el perfil diferencial de capacidad-tensión en forma de una tabla en la que se registra una cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión para cada tensión de la celda de batería 10. Como alternativa, la unidad de almacenamiento 120 puede almacenar el perfil diferencial de capacidad-tensión en forma de un gráfico registrado en coordenadas donde el eje X es la tensión de la celda de batería 10 y el eje Y es la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión de la celda de batería 10.
De manera adicional, la unidad de almacenamiento 120 puede almacenar la tasa C de carga y descarga en cada ciclo de carga y descarga de la celda de batería 10. Es decir, la unidad de almacenamiento 120 puede almacenar la tasa C de carga y descarga y el perfil diferencial de capacidad-tensión que hay que hacer coincidir para cada ciclo de carga y descarga de la celda de batería 10.
Por ejemplo, la unidad de almacenamiento 120 puede almacenar la tasa C de carga y descarga y el perfil diferencial de capacidad-tensión en cada ciclo de carga y descarga de la celda de batería 10. Preferentemente, la unidad de almacenamiento 120 puede almacenar la tasa C de carga y el perfil diferencial de capacidad-tensión en el primer ciclo de carga de la celda de batería 10, y almacenar la tasa C de descarga y el perfil diferencial de capacidad-tensión en el primer ciclo de descarga.
Se describirá un ejemplo del perfil diferencial de capacidad-tensión con referencia a la figura 3.
La figura 3 es un diagrama que muestra esquemáticamente un primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1 generado por el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Para mayor comodidad de la explicación, cabe señalar que un primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1 mostrado en la figura 3 se genera basado en la tensión de la celda de batería 10 medida en un ciclo de carga de la celda de batería 10 y la capacidad estimada de la celda de batería 10. Es decir, la unidad de control 130 puede generar el perfil diferencial de capacidad-tensión en el ciclo de carga y/o en el ciclo de descarga de la celda de batería 10.
A continuación en el presente documento, para mayor comodidad de la explicación, se describirá que el ciclo de carga y descarga se refiere a un ciclo de carga y/o un ciclo de descarga, y la tasa C de carga y descarga se refiere a una tasa C de carga y/o una tasa C de descarga.
Específicamente, la figura 3 muestra un perfil de referencia PB generado cuando la celda de batería 10 está en un estado BOF (Comienzo de vida útil) y un primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1 de una celda de batería 10 que se degrada, juntos en un plano de coordenadas bidimensional.
Es decir, el perfil diferencial de capacidad-tensión es un perfil asociado con la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión para la tensión de la celda de batería 10, y puede almacenarse en la unidad de almacenamiento 120 en forma de un gráfico como se muestra en la figura 3, o en forma de una tabla en la que se registran el valor de tensión y la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión.
La unidad de control 130 genera un grupo de ciclos de carga y descarga que tienen la misma tasa C de carga y descarga almacenada en la unidad de almacenamiento 120.
En la unidad de almacenamiento 120, la tasa C de carga y descarga y el perfil diferencial de capacidad-tensión pueden almacenarse para que coincidan para cada ciclo de carga y descarga. La unidad de control 130 genera un grupo de ciclos de carga y descarga que tienen la misma tasa C. De manera adicional, la unidad de control 130 puede almacenar información sobre el grupo generado en la unidad de almacenamiento 120. Es decir, la unidad de almacenamiento 120 almacena información de grupo para cada tasa C de carga y descarga, y la información de grupo puede incluir información del ciclo de carga y descarga.
Preferentemente, la unidad de control 130 genera un grupo de ciclos que tienen la misma tasa C, entre los ciclos de carga y descarga almacenados en la unidad de almacenamiento 120.
Por ejemplo, se supone que la tasa C de carga del primer ciclo de carga, el ciclo de carga 100 y el ciclo de carga 200 es de 0,33 C, y la tasa C de carga del ciclo de carga 50, el ciclo de carga 150 y el ciclo de carga 250 es de 0,05 C. La unidad de control 130 puede hacer un grupo usando el primer ciclo de carga, el ciclo de carga 100 y el ciclo de carga 200 que tiene la misma tasa C de carga. De manera adicional, la unidad de control 130 puede hacer un grupo usando el ciclo de carga 50, el ciclo de carga 150 y el ciclo de carga 250. Es decir, el grupo generado puede incluir información sobre el ciclo de carga en el que se realiza la carga con la misma tasa C de carga.
En la figura 3, el perfil de referencia PB y el primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1 pueden generarse basado en la tensión de la celda de batería 10 medida en los ciclos de carga cargados con la misma tasa C de carga y la capacidad estimada de la celda de batería 10.
De manera adicional, la unidad de control 130 está configurada para diagnosticar un estado de la celda de batería 10 comparando cada uno de los perfiles diferenciales de capacidad-tensión correspondientes a los ciclos de carga y descarga incluidos en el mismo grupo.
Preferentemente, la unidad de control 130 puede mejorar la precisión y fiabilidad del diagnóstico sobre el estado de la celda de batería 10 comparando los perfiles diferenciales de capacidad-tensión correspondientes a los ciclos cargados con la misma tasa C o los ciclos descargados con la misma tasa C.
Por ejemplo, si la celda de batería 10 se carga o descarga a una tasa C baja (por ejemplo, a una tasa C de 0,1 C o menos), la carga o descarga lleva mucho tiempo, pero el pico del perfil diferencial de capacidad-tensión obtenido para diagnosticar el estado de la celda de batería 10 puede mostrarse más claramente. Sin embargo, si la celda de batería 10 se proporciona a un dispositivo que recibe energía de la celda de batería 10, como un vehículo, existe el problema de que la celda de batería 10 no puede cargarse o descargarse a una tasa C baja en el proceso de accionamiento del dispositivo.
A la inversa, si la celda de batería 10 se carga o descarga a una tasa C alta (por ejemplo, a una tasa C superior a 0,1 C), se acorta el tiempo de carga o descarga, pero el pico del perfil diferencial de capacidad-tensión obtenido para diagnosticar el estado de la celda de batería 10 puede mostrarse de manera más confusa, en comparación con el caso de carga y descarga de baja velocidad. Es decir, si el estado de la celda de batería 10 se diagnostica comparando los perfiles diferenciales de capacidad-tensión en una pluralidad de ciclos de carga cargados con diferentes tasas C de carga, la precisión y la fiabilidad del resultado del diagnóstico de la celda de batería 10 se reducen inevitablemente.
Por lo tanto, el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de diagnosticar con mayor precisión el estado de la celda de batería 10 comparando perfiles diferenciales de capacidad-tensión correspondientes a ciclos cargados y descargados con la misma tasa C.
En el presente documento, la unidad de control 130 proporcionada al aparato de gestión de baterías 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. También, cuando la lógica de control se implementa en elsoftware,la unidad de control 130 puede implementarse como un conjunto de módulos de programa. En este momento, el módulo de programa puede almacenarse en una memoria y ejecutarse por un procesador. La memoria puede estar ubicada dentro o fuera del procesador y puede conectarse al procesador mediante diversos medios bien conocidos.
De manera adicional, la unidad de almacenamiento 120 puede almacenar programas y datos necesarios para que la unidad de control 130 diagnostique un estado de la celda de batería 10. Es decir, la unidad de almacenamiento 120 puede almacenar datos necesarios para la operación y función de cada componente del aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación, tal como la red neuronal y el modelo de batería, datos generados en el proceso de realizar la operación o función, o similares. La unidad de almacenamiento 120 no está particularmente limitada en su tipo siempre que sea un medio de almacenamiento de información conocido que pueda registrar, borrar, actualizar y leer datos. A modo de ejemplo, los medios de almacenamiento de información pueden incluir RAM, memoria flash, ROM, EEPROM, registros y similares. De manera adicional, la unidad de almacenamiento 120 puede almacenar códigos de programa en los que se definen procesos ejecutables por la unidad de control 130.
La unidad de control 130 está configurada para estimar una capacidad de la celda de batería 10 basado en la corriente de la celda de batería 10 medida por la unidad de medición 110 durante un nuevo ciclo de carga y descarga.
Es decir, cuando la celda de batería 10 está en un nuevo ciclo de carga y descarga, la unidad de control 130 estima la capacidad de la celda de batería 10 en tiempo real basado en la corriente de la celda de batería 10 medida por la unidad de medición de corriente.
De manera adicional, la unidad de control 130 está configurada para generar un nuevo perfil diferencial de capacidadtensión basado en la tensión medida por la unidad de medición 110 y la capacidad estimada.
Es decir, durante el nuevo ciclo de carga y descarga, la unidad de medición de tensión mide la tensión de la celda de batería 10, y la unidad de control 130 estima la capacidad de la celda de batería 10.
La unidad de control 130 genera un nuevo perfil diferencial de capacidad-tensión durante el nuevo ciclo de carga y descarga basado en la tensión medida de la celda de batería 10 y la capacidad estimada de la celda de batería 10. De manera adicional, la unidad de control 130 almacena el nuevo perfil diferencial de capacidad-tensión generado en la unidad de almacenamiento 120.
De manera adicional, la unidad de control 130 está configurada para seleccionar un grupo predeterminado entre los grupos generados, y diagnostica el estado de la celda de batería 10 de acuerdo con un patrón de cambio entre el perfil diferencial de capacidad-tensión correspondiente al ciclo de carga y descarga del grupo predeterminado seleccionado y el nuevo perfil diferencial de capacidad-tensión.
Preferentemente, la unidad de control 130 identifica el patrón de cambio entre el perfil diferencial de capacidad-tensión correspondiente al grupo predeterminado entre los grupos generados de acuerdo con la tasa C de carga y descarga y el nuevo perfil diferencial de capacidad-tensión, y diagnostica el estado de la celda de batería 10 de acuerdo con el patrón de cambio identificado.
Por lo tanto, la unidad de control 130 diagnostica el estado de la celda de batería 10 basado en el nuevo perfil diferencial de capacidad-tensión generado mientras la celda de batería 10 está en funcionamiento, así como el perfil diferencial de capacidad-tensión almacenado de antemano para diagnosticar el estado de la celda de batería 10.
Es decir, la unidad de control 130 puede diagnosticar el estado de la celda de batería 10 en tiempo real.
Por ejemplo, se supone que la celda de batería 10 y el aparato de gestión de baterías 100 se proporcionan en un vehículo, el vehículo está funcionando actualmente y la celda de batería 10 se está cargando. Para mayor comodidad de la explicación, se supone que una celda de batería 10 está incluida en el vehículo. La unidad de medición 110 puede medir la tensión y la corriente de la celda de batería 10, y la unidad de control 130 puede estimar la capacidad de la celda de batería 10. De manera adicional, la unidad de control 130 puede generar un nuevo perfil diferencial de tensión-capacidad basado en la tensión y la capacidad de la celda de batería 10. De manera adicional, la unidad de control 130 puede seleccionar un grupo predeterminado entre los grupos generados, y comparar el perfil diferencial de capacidad-tensión correspondiente al ciclo de carga del grupo predeterminado seleccionado con el nuevo perfil diferencial de tensión-capacidad generado. Por lo tanto, la unidad de control 130 puede diagnosticar el estado de la celda de batería 10 incluso mientras el vehículo está en marcha.
Es decir, el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de diagnosticar el estado de la celda de batería 10 en tiempo real incluso mientras la celda de batería 10 está en uso.
Preferentemente, el grupo predeterminado es un grupo de ciclos que tienen la misma tasa C de carga y descarga que la tasa C de carga y descarga del nuevo ciclo de carga y descarga, entre los grupos generados.
Específicamente, la unidad de control 130 selecciona el grupo de ciclos que tienen la misma tasa C que la tasa C de carga y descarga del nuevo ciclo de carga y descarga, entre los grupos generados. En el presente documento, el grupo seleccionado es el grupo predeterminado.
La unidad de control 130 diagnostica el estado de la celda de batería 10 comparando el perfil diferencial de capacidadtensión incluido en el grupo predeterminado seleccionado con el nuevo perfil diferencial de capacidad-tensión.
Es decir, la unidad de control 130 diagnostica el estado de la celda de batería 10 comparando los perfiles diferenciales de capacidad-tensión generados cuando se carga o descarga con la misma tasa C. En este caso, se puede mejorar la precisión y fiabilidad del diagnóstico sobre el estado de la celda de batería 10, en comparación con el caso en el que el estado de la celda de batería 10 se diagnostica comparando los perfiles diferenciales de capacidad-tensión generados cuando se carga o descarga con diferentes tasas C de carga y descarga.
Por ejemplo, como en el ejemplo anterior, se supone que la celda de batería 10 y el aparato de gestión de baterías 100 se proporcionan en un vehículo, el vehículo está funcionando actualmente y la celda de batería 10 se está cargando. La unidad de control 130 puede seleccionar un grupo de ciclos que tienen la misma tasa C de carga que la tasa C del nuevo ciclo de carga, entre los grupos generados. Es decir, el ciclo de carga del grupo seleccionado y el nuevo ciclo de carga pueden tener la misma tasa C de carga. La unidad de control 130 puede diagnosticar el estado de la celda de batería 10 comparando el perfil diferencial de capacidad-tensión correspondiente al ciclo de carga del grupo seleccionado con el nuevo perfil diferencial de capacidad-tensión.
Es decir, el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de mejorar la precisión y fiabilidad del diagnóstico en el estado de la celda de batería 10 comparando los perfiles diferenciales de tensión-capacidad a la misma tasa C, incluso si la celda de batería 10 se carga o descarga a diferentes tasas C dependiendo de las situaciones.
La unidad de control 130 está configurada para extraer al menos uno de un primer pico asociado con la pérdida de litio disponible de un electrodo negativo proporcionado a la celda de batería 10 y un segundo pico asociado con un área de reacción del electrodo positivo, correspondiendo cada perfil diferencial de capacidad-tensión a los ciclos de carga y descarga incluidos en el mismo grupo.
Por ejemplo, la unidad de control 130 puede diagnosticar si el área de reacción del electrodo positivo disminuye basado en el pico en un electrodo positivo de la celda de batería 10 en el perfil diferencial de capacidad-tensión. De manera adicional, la unidad de control 130 puede diagnosticar la pérdida de litio disponible basado en el pico en el electrodo negativo de la celda de batería 10 en el perfil diferencial de capacidad-tensión. Es decir, la unidad de control 130 puede diagnosticar si se produce un recubrimiento de litio (recubrimiento de Li) debido a la pérdida de litio disponible, basado en el pico en el electrodo negativo de la celda de batería 10 en el perfil diferencial de capacidad-tensión. En el presente documento, el pico en el electrodo negativo para determinar si se pierde el litio disponible es el primer pico. También, el pico en el electrodo positivo para determinar si el área de reacción del electrodo positivo disminuye es el segundo pico.
La unidad de control 130 está configurada para diagnosticar el estado de la celda de batería 10 de acuerdo con un patrón de cambio de al menos uno de la pluralidad de primeros picos extraídos y la pluralidad de segundos picos extraídos.
Por ejemplo, la unidad de control 130 puede diagnosticar si se pierde litio disponible basado en el primer pico o puede diagnosticar si el área de reacción del electrodo positivo disminuye basado en el segundo pico. De manera adicional, la unidad de control 130 puede diagnosticar tanto la pérdida de litio disponible de la celda de batería 10 como la disminución en el área de reacción del electrodo positivo considerando tanto el primer pico como el segundo pico.
Es decir, el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede diagnosticar el estado de la celda de batería 10 considerando el pico en el electrodo negativo y el pico en el electrodo positivo de la celda de batería 10, respectivamente. Por lo tanto, dado que el estado del electrodo positivo y el estado del electrodo negativo de la celda de batería 10 se diagnostican independientemente, el estado de la celda de batería 10 puede diagnosticarse de manera más específica y precisa.
Si la tensión de la pluralidad de primeros picos se mueve hacia un alto potencial a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga, la unidad de control 130 puede configurarse para diagnosticar el estado de la celda de batería 10 como un estado en el que se pierde el litio disponible de la celda de batería 10.
Por ejemplo, en el perfil diferencial de capacidad-tensión correspondiente a cada ciclo de carga y descarga, si la tensión del primer pico se mueve hacia un alto potencial a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga, este puede ser el caso donde se genera un recubrimiento de litio a medida que se precipita litio sólido sobre el electrodo negativo de la celda de batería 10.
Es decir, dado que se genera un recubrimiento de litio para formar una película de metal de recubrimiento de litio sobre la superficie del electrodo negativo, la capacidad disponible de la celda de batería 10 puede reducirse incluso a la misma tensión que la celda de batería 10 en un estado inicial. Por lo tanto, a medida que se pierde más litio disponible, la tensión del primer pico puede moverse hacia un potencial alto.
Específicamente, si la película de recubrimiento de litio se forma sobre la superficie del electrodo negativo, el área de reacción en la superficie del electrodo negativo disminuye y el litio disponible disminuye, por lo que se puede cambiar el comportamiento de tensión de una media celda de electrodo negativo. Mientras tanto, incluso si se genera un recubrimiento de litio, el comportamiento de tensión de una media celda de electrodo positivo permanece relativamente sin cambios, por lo que la tensión del primer pico de una celda completa puede moverse hacia un potencial alto.
Basándose en este punto, si la tensión del primer pico se mueve hacia un alto potencial a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga, la unidad de control 130 puede diagnosticar que se ha perdido el litio disponible.
Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 3, el primer pico del perfil de referencia PB está localizado a aproximadamente 3,36 V, y el primer pico del primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1 está localizado a aproximadamente 3,42 V. Esto puede significar que, en el ciclo de carga correspondiente al primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1, el litio disponible de la celda de batería 10 se reduce en comparación con el estado inicial. En consecuencia, la unidad de control 130 puede diagnosticar que el litio disponible de la celda de batería 10 se pierde debido a que la tensión del primer pico del primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1 se mueve hacia un potencial alto, en comparación con la tensión del primer pico del perfil de referencia PB.
De manera adicional, el recubrimiento de litio implica precipitación de litio metálico, y dado que el litio metálico reacciona violentamente con el agua, existe la posibilidad de que la celda de batería 10 explote. Es decir, la aparición de un recubrimiento de litio puede causar un gran problema no solo en la celda de batería 10 sino también en el paquete de batería 1 incluida la celda de batería 10.
Por lo tanto, el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede diagnosticar de forma rápida y precisa el estado de la celda de batería 10 comprobando si hay una pérdida de litio disponible en la celda de batería 10 en tiempo real basado en el primer pico del perfil diferencial de capacidad-tensión. De manera adicional, el aparato de gestión de baterías 100 tiene la ventaja de evitar accidentes inesperados causados por la aparición de recubrimiento de litio por adelantado al diagnosticar rápidamente si se genera recubrimiento de litio en la celda de batería 10.
Si la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión de la pluralidad de segundos picos disminuye a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga, la unidad de control 130 puede configurarse para diagnosticar el estado de la celda de batería 10 como un estado en el que se reduce el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10.
En el perfil diferencial de capacidad-tensión correspondiente a cada ciclo de carga y descarga, si la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico disminuye a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga, puede ser un caso en el que el área de reacción disponible en el electrodo positivo de la celda de batería 10 se reduce debido a una reacción secundaria o similar. Por ejemplo, el área de reacción del electrodo positivo puede reducirse debido a la degradación del material activo del electrodo positivo o al aumento de la resistencia de la película de partículas. De manera adicional, el área de reacción del electrodo positivo también puede reducirse debido a la obstrucción de los poros o la pérdida de contacto.
Si se reduce el área de reacción del electrodo positivo, la salida de la celda de batería 10 puede reducirse debido a que el área de reacción entre la superficie del material activo de electrodo positivo y el electrolito disminuye. Es decir, a medida que el área de reacción del electrodo positivo disminuye, la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión de la celda de batería 10 puede disminuir. En consecuencia, la unidad de control 130 puede diagnosticar si el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 disminuye de acuerdo con el patrón de cambio del segundo pico del perfil diferencial de capacidad-tensión.
La figura 4 es un diagrama que muestra esquemáticamente un segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 generado por el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Para mayor comodidad de la explicación, cabe señalar que el segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 mostrado en la figura 4 se genera basado en la tensión de la celda de batería 10 medida en el ciclo de carga de la celda de batería 10 y la capacidad estimada de la celda de batería 10, de forma similar al primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1.
Específicamente, la figura 4 es un diagrama en el que el perfil de referencia PB generado cuando la celda de batería 10 está en un estado BOF (Comienzo de vida útil) y el segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 generado después de varios ciclos de carga y descarga se muestran juntos en un plano de coordenadas bidimensional.
Es decir, el perfil diferencial de capacidad-tensión es un perfil asociado con la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión en la tensión de la celda de batería 10, y puede almacenarse en la unidad de almacenamiento 120 en forma de un gráfico como se muestra en la figura 4, o en forma de una tabla en la que se registran el valor de tensión y la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión.
Haciendo referencia a la figura 4, el segundo pico del perfil de referencia PB y el segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 se localizan a aproximadamente 4,11 V. Sin embargo, la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico del perfil de referencia PB es 97, mientras que la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico del segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 es 92. Es decir, la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico del segundo perfil diferencial de capacidadtensión se reduce en comparación con la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico del perfil de referencia PB. Como se ha descrito anteriormente, si la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión disminuye, en concreto, si la salida de la celda de batería 10 disminuye, esto significa que el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 disminuye. Por lo tanto, la unidad de control 130 puede diagnosticar el estado de la celda de batería 10 como un estado en el que se reduce el área de reacción del electrodo positivo.
El aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede diagnosticar de forma rápida y precisa el estado de la celda de batería 10 comprobando si el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 se reduce en tiempo real basado en el segundo pico del perfil diferencial de capacidadtensión.
La unidad de control 130 puede configurarse para extraer una pluralidad de picos de cada perfil diferencial de capacidad-tensión.
En el presente documento, el pico es un punto que corresponde a un punto de inflexión en el perfil de capacidadtensión. Es decir, el pico puede ser un punto donde la pendiente cambia de positiva a negativa en el perfil diferencial de capacidad-tensión, o puede ser un punto donde la pendiente cambia de negativa a positiva. Por ejemplo, en la pluralidad de picos, una pendiente instantánea del perfil diferencial de capacidad-tensión puede ser 0.
La unidad de control 130 puede configurarse para seleccionar un pico de referencia (Ref P) que satisface una condición predeterminada, entre la pluralidad de picos extraídos.
Por lo general, se puede extraer una pluralidad de picos del perfil diferencial de capacidad-tensión de la celda de batería 10. Por ejemplo, con referencia a las figuras 3 y 4, puede existir una pluralidad de picos en cada perfil diferencial de capacidad-tensión.
La unidad de control 130 puede seleccionar un pico de referencia (Ref P) que satisface una condición predeterminada, entre la pluralidad de picos extraídos.
Por ejemplo, en todo el perfil de referencia PB, el primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1 y el segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 mostrados en las figuras 3 y 4, los picos de referencia (Ref P) pueden localizarse en aproximadamente puntos de 3,6 V.
De manera adicional, la unidad de control 130 puede configurarse para extraer al menos uno del primer pico (Ea (1)) y el segundo pico (Ec (4)) basado en la tensión del pico de referencia seleccionado (Ref P) y la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión.
Es decir, la unidad de control 130 puede seleccionar el pico de referencia (Ref P) entre la pluralidad de picos incluidos en el perfil diferencial de capacidad-tensión, y luego extraer al menos uno del primer pico (Ea (1)) y el segundo pico (Ec (4 )) basado en la tensión del pico de referencia (Ref P) y la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión. Dado que el pico de referencia (Ref P) siempre se selecciona en la celda de batería 10 que incluye un electrodo negativo y un electrodo positivo, la unidad de control 130 puede mejorar la precisión y fiabilidad al seleccionar el primer pico (Ea (1)) y el segundo pico (Ec (4)) usando el pico de referencia (Ref P).
Por lo tanto, el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de diagnosticar con mayor precisión el estado de la celda de batería 10 basado en el primer pico (Ea (1)) y/o el segundo pico (Ec (4)) seleccionados basado en el pico de referencia (Ref P).
Preferentemente, el pico de referencia (Ref P) puede ser un pico en el que el pico de electrodo positivo y el pico de electrodo negativo de la celda de batería 10 se mezclan y se superponen en el perfil diferencial de capacidad-tensión.
La unidad de control 130 puede seleccionar el primer pico (Ea (1)) y el segundo pico (Ec (4)) basado en el pico de referencia (Ref P). Es decir, la unidad de control 130 puede diagnosticar la pérdida de litio disponible en la celda de batería 10 basado en el primer pico (Ea (1)), que es un pico del electrodo negativo de la celda de batería 10, y diagnosticar si el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 se reduce basado en el segundo pico (Ec (4)), que es un pico del electrodo positivo de la celda de batería 10.
Por ejemplo, los picos de referencia (Ref P) en el perfil de referencia PB, el primer perfil diferencial de capacidadtensión P1 y el segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 mostrados en las figuras 3 y 4 pueden ser todos picos localizados en aproximadamente el punto de 3,6 V.
Específicamente, el pico de referencia (Ref P) puede seleccionarse basado en el perfil de tensión-capacidad y el perfil diferencial de capacidad-tensión de la celda de batería 10. En el presente documento, el perfil de tensión-capacidad es un perfil de tensión sobre la capacidad, que puede mostrarse en un plano de coordenadas en el que el eje X es la capacidad y el eje Y es la tensión. Es decir, el perfil de tensión-capacidad y el perfil de capacidad-tensión pueden ser simétricos entre sí.
La figura 5 es un diagrama que muestra esquemáticamente un perfil de tensión-capacidad generado por el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación. Específicamente, la figura 5 es un diagrama que muestra esquemáticamente un perfil de tensión-capacidad de la celda de batería 10 en un ciclo de carga.
La unidad de control 130 puede identificar una pluralidad de porciones planas en el perfil de tensión-capacidad de la celda de batería 10. De manera adicional, la unidad de control puede seleccionar al menos una porción plana entre la pluralidad de porciones planas identificadas. En el presente documento, la porción plana puede significar una cierta sección en la que la tensión es constante. Es decir, se puede considerar que la porción plana significa una sección en la que la tensión es constante o el cambio de tensión es menor que un nivel predeterminado aunque la capacidad aumente.
Haciendo referencia a la figura 5, la unidad de control 130 puede determinar que se forman una pluralidad de porciones planas a 0,2 V, 0,11 V y 0,08 V del perfil de tensión-capacidad para el electrodo negativo de la celda de batería 10. De manera adicional, la unidad de control 130 puede seleccionar una sección de capacidad de la porción plana donde la tensión correspondiente tiene una segunda magnitud más grande, entre la pluralidad de porciones planas seleccionadas. La sección de capacidad seleccionada puede ser de 17 Ah a 26 Ah.
La unidad de control 130 puede identificar una sección de tensión de la celda de batería 10 correspondiente a la sección de capacidad seleccionada. Haciendo referencia a la figura 5, la sección de tensión de la celda de batería 10 correspondiente a la sección de capacidad seleccionada 17Ah a 26Ah puede ser de 3,58 V a 3,7 V.
Por último, la unidad de control 130 puede seleccionar un pico incluido en la sección de tensión seleccionada entre la pluralidad de picos incluidos en el perfil diferencial de capacidad-tensión como el pico de referencia (Ref P). Por ejemplo, con referencia a las figuras 3 y 4, se puede incluir un pico en la sección de tensión de 3,58 V a 3,7 V entre la pluralidad de picos incluidos en el perfil diferencial de capacidad-tensión. La unidad de control 130 puede seleccionar el pico incluido en la sección de tensión como el pico de referencia (Ref P).
En otras palabras, el aparato de gestión de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede mejorar la precisión de seleccionar el primer pico (Ea (1)) y el segundo pico (Ec (4)) seleccionando un pico en el que el pico del electrodo positivo y el pico del electrodo negativo se mezclan como el pico de referencia (Ref P).
La unidad de control 130 puede configurarse para seleccionar el primer pico (Ea (1)) en una sección de potencial más baja en comparación con la tensión del pico de referencia entre la pluralidad de picos extraídos.
Con referencia a las figuras 3 y 4, se puede incluir una pluralidad de picos en una sección de bajo potencial en comparación con la tensión del pico de referencia (Ref P). La unidad de control 130 puede seleccionar el primer pico (Ea (1)) asociado con una pérdida de litio disponible entre la pluralidad de picos incluidos en la sección de bajo potencial.
Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 3, el primer pico (Ea (1)) en el primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1 es un pico a una tensión de 3,42 V. De manera adicional, haciendo referencia a la figura 4, el primer pico (Ea (1)) en el segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 es un pico a una tensión de 3,36 V.
La unidad de control 130 puede extraer el primer pico (Ea (1)) de cada perfil diferencial de capacidad-tensión generado en cada ciclo de carga y descarga. De manera adicional, la unidad de control 130 puede diagnosticar si la capacidad de litio disponible de la celda de batería 10 se pierde según si la tensión del primer pico extraído (Ea (1)) se mueve hacia un lado de alto potencial a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga.
Por ejemplo, la unidad de control 130 puede configurarse para seleccionar un pico que tenga una cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión, que está más cerca de la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del pico de referencia (Ref P), en la sección de bajo potencial entre la pluralidad de picos extraídos, como el primer pico (Ea (1)).
Es decir, haciendo referencia a la figura 3, en el primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1, el pico de referencia (Ref P) es un pico a una tensión de aproximadamente 3,6 V. La unidad de control 130 puede seleccionar un pico que tiene una cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión, que está más cerca de la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del pico de referencia (Ref P), a una tensión de menos de 3,6 V como el pico (Ea (1)).
Como otro ejemplo, la unidad de control 130 puede seleccionar una sección de capacidad de una porción plana donde la tensión correspondiente es mayor, entre la pluralidad de porciones planas seleccionadas en el perfil de tensióncapacidad para el electrodo negativo de la celda de batería 10. Haciendo referencia a la figura 5, la sección de capacidad seleccionada puede ser de 4 Ah a 7 Ah.
La unidad de control 130 puede seleccionar una sección de tensión de la celda de batería 10 correspondiente a la sección de capacidad seleccionada. Haciendo referencia a la figura 5, la sección de tensión de la celda de batería 10 correspondiente a las secciones de capacidad seleccionadas 4 Ah a 7 Ah puede ser de 3,35 V a 3,45 V.
Por último, la unidad de control 130 puede seleccionar un pico incluido en la sección de tensión seleccionada entre la pluralidad de picos incluidos en el perfil diferencial de capacidad-tensión como el primer pico (Ea (1)). Por ejemplo, con referencia a las figuras 3 y 4, se puede incluir un pico en la sección de tensión de 3,35 V a 3,45 V entre la pluralidad de picos incluidos en el perfil diferencial de capacidad-tensión. La unidad de control 130 puede seleccionar el pico incluido en la sección de tensión como el primer pico (Ea (1)).
Como tal, el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de que se puede seleccionar un pico de acuerdo con un estándar más claro seleccionando el pico de referencia (Ref P) y el primer pico (Ea (1)) usando el perfil de capacidad-tensión y el perfil diferencial de capacidad-tensión. De manera adicional, gracias a esto, el estado de la celda de batería 10 puede diagnosticarse con mayor precisión.
La unidad de control 130 puede configurarse para seleccionar el segundo pico (Ec (4)) en una sección potencial en comparación con la tensión del pico de referencia entre la pluralidad de picos extraídos.
Con referencia a las figuras 3 y 4, se puede incluir una pluralidad de picos en una sección de alto potencial en comparación con la tensión del pico de referencia (Ref P). La unidad de control 130 puede seleccionar el segundo pico (Ec (4)) asociado con la pérdida del área de reacción del electrodo positivo entre la pluralidad de picos incluidos en la sección de alto potencial.
Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 3, el segundo pico (Ec (4)) en el primer perfil diferencial de capacidadtensión P1 es un pico a una tensión de 4,11 V. De manera adicional, haciendo referencia a la figura 4, el segundo pico (Ec (4)) en el segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 es un pico a una tensión de 4,11 V. Es decir, el segundo pico (Ec (4)) es un pico localizado cerca del terminal de carga cercano a aproximadamente 4,1 V en el perfil diferencial de capacidad-tensión.
La unidad de control 130 puede extraer el segundo pico (Ec (4)) de cada perfil diferencial de capacidad-tensión generado en cada ciclo de carga y descarga. De manera adicional, la unidad de control 130 puede diagnosticar si el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 se pierde según si la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico extraído disminuye a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga.
Por ejemplo, haciendo referencia a la figura 3, los segundos picos (Ec (4)) del perfil de referencia PB y el primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1 son idénticos en términos de la tensión y la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión. Es decir, el segundo pico en el perfil de referencia PB y el segundo pico en el primer perfil diferencial de capacidad-tensión P1 son idénticos en términos de la tensión y la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión. Se puede observar que el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 no se reduce sino que se mantiene como en el estado inicial. En consecuencia, la unidad de control 130 puede diagnosticar que el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 de la figura 3 no se reduce.
Como otro ejemplo, haciendo referencia a la figura 4, los segundos picos (Ec (4)) del perfil de referencia PB y el segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 tienen la misma tensión, pero tienen diferentes cantidades de cambio de capacidad por unidad de tensión. Es decir, la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico (Ec (4)) en el perfil de referencia PB es mayor que la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico (Ec (4)) en el segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2.
Específicamente, la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico (Ec (4)) en el perfil de referencia PB es 97, mientras que la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico (Ec (4)) en el segundo perfil diferencial de capacidad-tensión P2 es 92. Es decir, a medida que se usa la celda de batería 10, la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico (Ec (4)) disminuye en 5, lo que puede considerarse un caso en el que el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 disminuye. En consecuencia, la unidad de control 130 puede diagnosticar que el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 de la figura 4 se reduce.
El aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede diagnosticar independientemente si se pierde el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10, basado en un patrón de cambio del pico localizado en una sección de alto potencial (la sección de electrodo positivo) en lugar del pico de referencia (Ref P) en el perfil diferencial de capacidad-tensión. Por lo tanto, es posible diagnosticar con mayor precisión si el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 disminuye debido a una reacción secundaria o similar.
La unidad de control 130 puede configurarse para seleccionar un pico en el que una pendiente cambia de positiva a negativa y la tensión correspondiente es mayor como el segundo pico (Ec (4)), entre la pluralidad de picos incluidos en la sección de alto potencial.
Específicamente, el segundo pico (Ec (4)) se incluye en una sección de alto potencial en comparación con el pico de referencia (Ref P) del perfil diferencial de capacidad-tensión. De manera adicional, el segundo pico (Ec (4)) es un pico en el que la pendiente cambia de positiva a negativa en el perfil diferencial de capacidad-tensión. Es decir, el segundo pico (Ec (4)) puede ser uno cualquiera de los picos correspondientes a un valor máximo local en el perfil diferencial de capacidad-tensión. En el presente documento, el valor máximo local se refiere a un punto en el que la pendiente cambia de positiva a negativa en el perfil diferencial de capacidad-tensión. Por ejemplo, con referencia a las figuras 3 y 4, el primer pico (Ea (1)), el pico de referencia (Ref P) y el segundo pico (Ec (4)) pueden ser todos picos correspondientes al valor máximo local.
De manera adicional, el segundo pico (Ec (4)) puede ser un pico en el que la tensión correspondiente es mayor. Es decir, dado que el segundo pico (Ec (4)) es un pico que aparece cerca del terminal de carga de la celda de batería 10, el segundo pico (Ec (4)) puede ser un pico en el que la tensión correspondiente es mayor, incluso en la sección de alto potencial.
Por ejemplo, suponiendo que la tensión operativa máxima de la celda de batería 10 sea de 4,2 V, el segundo pico (Ec (4)) puede aparecer alrededor de aproximadamente 4,1 V. Esto se debe a que los iones de litio se mueven desde el electrodo positivo al electrodo negativo durante el proceso de carga de la celda de batería 10, y el patrón de cambio puede aparecer mejor cerca del terminal de carga de la celda de batería 10 cuando el área de reacción del electrodo positivo disminuye.
Por lo tanto, el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación tiene la ventaja de diagnosticar si el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 se reduce, basado en el patrón de cambio del segundo pico (Ec (4)) que representa mejor la disminución del área de reacción del electrodo positivo. Por lo tanto, el estado de la celda de batería 10 puede diagnosticarse de manera más independiente y precisa.
La figura 6 es un diagrama que muestra esquemáticamente un perfil diferencial de capacidad-tensión de una primera celda de batería de acuerdo con un ciclo de carga.
Para mayor comodidad de la explicación, en el perfil diferencial de capacidad-tensión de la primera celda de batería mostrada en la figura 6, se supone que el primer pico (Ea (1)) es un pico localizado cerca de aproximadamente 3,45 V a 3,5 V basado en la tensión, y el pico de referencia (Ref P) es un pico localizado cerca de aproximadamente 3,65 V basado en la tensión. De manera adicional, se supone que el segundo pico (Ec (4)) es un pico localizado cerca de aproximadamente 4,14 V basado en la tensión.
La primera celda de batería es una celda de batería 10 en la que se mezclan grafito y silicio en un material activo de electrodo negativo. En consecuencia, en la figura 6, puede aparecer un pico de silicio (Ea (Si)) en función del silicio incluido en la primera celda de batería.
Se puede observar que a medida que aumenta el ciclo de carga de la primera celda de batería, la tensión del primer pico (Ea (1)) del perfil diferencial de capacidad-tensión se mueve hacia un potencial alto. Por ejemplo, en el primer ciclo de carga de la primera celda de batería, la tensión del primer pico (Ea (1)) es de aproximadamente 3,45 V, pero en el ciclo de carga 50, la tensión del primer pico (Ea (1)) es de aproximadamente 3,5 V. El movimiento de la tensión del primer pico (Ea (1)) hacia un potencial alto puede considerarse como un resultado de la pérdida de litio disponible en la primera celda de batería. En consecuencia, la unidad de control 130 puede diagnosticar que se ha perdido el litio disponible en la primera celda de batería.
Sin embargo, se puede observar que incluso si aumenta el ciclo de carga de la primera celda de batería, la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico (Ec (4)) en el perfil diferencial de capacidad-tensión es constante. Por lo tanto, la unidad de control 130 puede diagnosticar que el área de reacción del electrodo positivo de la primera celda de batería no se reduce.
En resumen, la unidad de control 130 puede diagnosticar el estado de la primera celda de batería como un estado en el que se pierde el litio disponible pero el área de reacción del electrodo positivo no se reduce.
La figura 7 es un diagrama que muestra esquemáticamente un perfil diferencial de capacidad-tensión de una segunda celda de batería de acuerdo con un ciclo de carga.
Para mayor comodidad de la explicación, en el perfil diferencial de capacidad-tensión de la segunda celda de batería mostrada en la figura 7, se supone que el primer pico (Ea (1)) es un pico localizado cerca de aproximadamente 3,46 V basado en la tensión, y el pico de referencia (Ref P) es un pico localizado cerca de aproximadamente 3,67 V basado en la tensión. De manera adicional, se supone que el segundo pico (Ec (4)) es un pico localizado cerca de aproximadamente 4,15 V a 4,16 V basado en la tensión.
Al igual que la primera celda de batería, la segunda celda de batería es una celda de batería 10 en la que se mezclan grafito y silicio en un material activo de electrodo negativo. En consecuencia, en la figura 7, puede aparecer un pico de Ea (Si) basado en el silicio incluido en la segunda celda de batería.
Se puede observar que incluso si aumenta el ciclo de carga de la segunda celda de batería, la tensión del primer pico (Ea (1)) del perfil diferencial de capacidad-tensión es constante. Por ejemplo, las tensiones del primer pico (Ea (1)) en el primer ciclo de carga y el ciclo de carga 100 de la segunda celda de batería es idéntico a aproximadamente 3,46 V. Por lo tanto, la unidad de control 130 puede diagnosticar que el litio disponible de la segunda celda de batería no se pierde.
Sin embargo, se puede observar que a medida que aumenta el ciclo de carga de la segunda celda de batería, la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico (Ec (4)) en el perfil diferencial de capacidadtensión disminuye. La disminución en la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico (Ec (4)) puede considerarse como un resultado de la disminución en el área de reacción del electrodo positivo de la segunda celda de batería. Por lo tanto, la unidad de control 130 puede diagnosticar que se reduce el área de reacción del electrodo positivo de la segunda celda de batería.
En resumen, la unidad de control 130 puede diagnosticar el estado de la segunda celda de batería como un estado en el que no se pierde el litio disponible, pero se reduce el área de reacción del electrodo positivo.
La figura 8 es un diagrama que muestra esquemáticamente un perfil diferencial de capacidad-tensión de una tercera celda de batería de acuerdo con un ciclo de carga.
Para mayor comodidad de la explicación, en el perfil diferencial de capacidad-tensión de la tercera celda de batería mostrada en la figura 8, se supone que el primer pico (Ea (1)) es un pico localizado cerca de aproximadamente 3,5 V a 3,55 V basado en la tensión, y el pico de referencia (Ref P) es un pico localizado cerca de aproximadamente 3,7 V basado en la tensión. De manera adicional, se supone que el segundo pico (Ec (4)) es un pico localizado cerca de aproximadamente 4,18 V basado en la tensión.
Al igual que la primera celda de batería y la segunda celda de batería, la tercera celda de batería es una celda de batería 10 en la que se mezclan grafito y silicio en un material activo de electrodo negativo. En consecuencia, en la figura 8, puede aparecer un pico de Ea (Si) basado en el silicio incluido en la tercera celda de batería.
Se puede observar que a medida que aumenta el ciclo de carga de la tercera celda de batería, la tensión del primer pico (Ea (1)) en el perfil diferencial de capacidad-tensión se mueve hacia un potencial alto. Por ejemplo, en el primer ciclo de carga de la tercera celda de batería, la tensión del primer pico (Ea (1)) es de aproximadamente 3,5 V, pero en el ciclo de carga 400, la tensión del primer pico (Ea (1)) es de aproximadamente 3,55 V. El movimiento de la tensión del primer pico (Ea (1)) hacia un potencial alto puede considerarse como resultado de la pérdida de litio disponible en la tercera celda de batería. Por lo tanto, la unidad de control 130 puede diagnosticar que se ha perdido el litio disponible de la tercera celda de batería.
De manera adicional, se puede observar que a medida que aumenta el ciclo de carga de la tercera celda de batería, la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico (Ec (4)) en el perfil diferencial de capacidad-tensión disminuye. La disminución en la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico (Ec (4)) puede considerarse como un resultado de la disminución en el área de reacción del electrodo positivo de la tercera celda de batería. Por lo tanto, la unidad de control 130 puede diagnosticar que se reduce el área de reacción del electrodo positivo de la tercera celda de batería.
En resumen, la unidad de control 130 puede diagnosticar el estado de la tercera celda de batería como un estado en el que se pierde el litio disponible y se reduce el área de reacción del electrodo positivo.
La unidad de control puede configurarse para cambiar al menos uno de un valor umbral de una tasa C de carga o descarga de la celda de batería y un intervalo de tensión operativa de la celda de batería basado en el resultado del diagnóstico del estado de la celda de batería.
Específicamente, si la unidad de control diagnostica que se pierde el litio disponible de la celda de batería o que se reduce el área de reacción del electrodo positivo, un valor umbral de límite superior de la tasa C de carga y descarga puede cambiarse y establecerse para ralentizar la tasa de degradación de la celda de batería. Preferentemente, la unidad de control puede cambiar el límite superior de la tasa C de carga y descarga de la celda de batería. Por ejemplo, si la tasa C de carga y descarga de la celda de batería se establece inicialmente en un valor máximo, la unidad de control puede cambiar el valor umbral de límite superior de la tasa C de carga y descarga de la celda de batería a un nivel del 90 % del valor máximo.
De manera adicional, si se diagnostica que se pierde el litio disponible de la celda de batería o que se reduce el área de reacción del electrodo positivo, la unidad de control puede cambiar el intervalo de tensión operativa de la celda de batería. Por ejemplo, si el intervalo de tensión operativa de la celda de batería se establece inicialmente en 3,6 V a 4,2 V, la unidad de control puede cambiar el intervalo de tensión operativa de la celda de batería de 3,7 V a 4,1 V. Como resultado, se puede evitar de antemano la sobrecarga y/o la descarga excesiva de la celda de batería degradada.
El aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación puede aplicarse a un sistema de gestión de baterías (BMS). Es decir, el BMS de acuerdo con la presente divulgación puede incluir el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con la presente divulgación como se ha descrito anteriormente. En esta configuración, al menos algunos de los componentes del aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con la presente divulgación pueden implementarse complementando o añadiendo funciones de componentes incluidos en un BMS convencional. Por ejemplo, la unidad de medición 110, la unidad de almacenamiento 120 y la unidad de control 130 del aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con la presente divulgación pueden implementarse como componentes del BMS.
De manera adicional, el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con la presente divulgación puede proporcionarse a un paquete de baterías 1. Es decir, el paquete de baterías 1 de acuerdo con la presente divulgación puede incluir el aparato de gestión de baterías 100 de acuerdo con la presente divulgación como se ha descrito anteriormente. En el presente documento, el paquete de baterías 1 puede incluir al menos una celda de batería 10, el aparato de gestión de baterías 100, equipo eléctrico (incluyendo un BMS, un relé, un fusible, etc.) y una carcasa.
La figura 9 es un diagrama que muestra esquemáticamente un método de gestión de baterías de acuerdo con otra realización de la presente divulgación.
El método de gestión de baterías de acuerdo con otra realización de la presente divulgación puede realizarse con el aparato de gestión de baterías de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 9, el método de gestión de baterías de acuerdo con otra realización de la presente divulgación puede incluir una etapa de medición de la tensión y la corriente (S100), una etapa de estimación de la capacidad (S200), una etapa de generación de grupo (S300) y una etapa de diagnóstico de estado (S400).
La etapa de medición de la tensión y la corriente (S100) es una etapa de medición de la tensión y la corriente de una celda de batería mientras la celda de batería se está cargando o descargando, en un ciclo de carga y descarga de la celda de batería, y puede ser realizado por la unidad de medición 110.
La unidad de medición 110 puede medir un potencial de electrodo positivo y un potencial de electrodo negativo de la celda de batería 10, y medir la tensión de la celda de batería 10 obteniendo una diferencia entre el potencial de electrodo positivo medido y el potencial de electrodo negativo medido.
De manera adicional, la unidad de medición 110 puede medir una corriente de carga y descarga de la celda de batería 10 por medio de un voltímetro A proporcionado en una trayectoria de carga y descarga de la celda de batería 10.
La etapa de estimación de la capacidad S200 es una etapa de estimación de una capacidad de la celda de batería basado en la corriente de la celda de batería medida en la etapa de medición S100, y puede realizarse por la unidad de control 130.
La unidad de control 130 puede estimar la capacidad de la celda de batería 10 usando el método de recuento de amperios. En el presente documento, la capacidad de la celda de batería 10 puede ser un estado de carga (SOC) de la celda de batería 10.
La etapa de generación de grupo (S300) es una etapa de generación de un grupo de ciclos de carga y descarga que tienen la misma tasa C de carga y descarga, y puede realizarse por la unidad de control 130.
En primer lugar, la unidad de almacenamiento 120 puede almacenar un perfil diferencial de capacidad-tensión y una tasa C de carga y descarga en cada ciclo de carga y descarga de la celda de batería 10. La unidad de control 130 puede generar un grupo de ciclos de carga y descarga que tienen la misma tasa C de carga y descarga entre los ciclos de carga y descarga almacenados en la unidad de almacenamiento 120.
Por ejemplo, se supone que la tasa C de carga en el primer ciclo de carga, el segundo ciclo de carga y el tercer ciclo de carga es 0,33 C, y la tasa C de carga en el cuarto ciclo de carga, el quinto ciclo de carga y el sexto ciclo de carga es 0,2 C. El perfil diferencial de capacidad-tensión y la tasa C de carga del primer al sexto ciclos de carga pueden almacenarse en la unidad de almacenamiento 120. La unidad de control 130 puede generar un primer grupo que incluye el primer ciclo de carga, teniendo el segundo ciclo de carga y el tercer ciclo de carga la misma tasa C de carga, y generar un segundo grupo que incluye el cuarto ciclo de carga, el quinto ciclo de carga y el sexto ciclo de carga. Es decir, los ciclos de carga y descarga incluidos en un grupo se cargan y descargan con la misma tasa C de carga y descarga.
La etapa de diagnóstico de estado S400 es una etapa de diagnóstico del estado de la celda de batería que compara los perfiles diferenciales de capacidad-tensión correspondientes a los ciclos de carga y descarga incluidos en el mismo grupo entre sí, y puede realizarse por la unidad de control 130.
La unidad de control 130 puede seleccionar ciclos de carga y descarga incluidos en un grupo para cada grupo con el fin de seleccionar ciclos de carga y descarga cargados o descargados a la misma tasa C de carga y descarga.
La unidad de control 130 puede seleccionar un perfil diferencial de capacidad-tensión correspondiente al ciclo de carga y descarga seleccionado entre los perfiles diferenciales de capacidad-tensión almacenados en la unidad de almacenamiento 120. De manera adicional, la unidad de control 130 puede diagnosticar el estado de la celda de batería 10 comparando los perfiles diferenciales de capacidad-tensión seleccionados entre sí.
Específicamente, la unidad de control 130 puede extraer un primer pico asociado con la pérdida de litio disponible de la celda de batería 10 de cada perfil diferencial de capacidad-tensión seleccionado. La unidad de control 130 puede diagnosticar si el litio disponible de la celda de batería 10 se pierde según si la tensión del primer pico en el perfil diferencial de capacidad-tensión seleccionado se mueve hacia un potencial alto a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga.
De manera adicional, la unidad de control 130 puede extraer un segundo pico asociado con el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 de cada perfil diferencial de capacidad-tensión seleccionado. La unidad de control 130 puede diagnosticar si el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería 10 se reduce en función de si la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del segundo pico en el perfil diferencial de capacidad-tensión seleccionado disminuye a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga.
Preferentemente, la unidad de control 130 puede diagnosticar el estado de la celda de batería 10 comparando los perfiles de capacidad-tensión almacenados de antemano en la unidad de almacenamiento 120, así como diagnosticar un estado actual de la celda de batería 10 en tiempo real usando un nuevo perfil de capacidad-tensión generado en un estado en el que la celda de batería 10 está funcionando.
Es decir, la unidad de control 130 puede comparar el nuevo perfil de capacidad-tensión generado con el perfil de capacidad-tensión almacenado de antemano en la unidad de almacenamiento 120 para diagnosticar si se pierde el litio disponible de la celda de batería 10 y si se reduce el área de reacción del electrodo positivo.
Por lo tanto, el método de gestión de baterías de acuerdo con otra realización de la presente divulgación puede diagnosticar el estado de la celda de batería 10 incluso mientras la celda de batería 10 está funcionando. De manera adicional, a medida que los perfiles de capacidad-tensión de la celda de batería 10 se acumulan más, la precisión y fiabilidad del diagnóstico sobre el estado de la celda de batería 10 pueden mejorarse aún más.
Las realizaciones de la presente divulgación descritas anteriormente pueden no implementarse solo a través de un aparato y un método, pero pueden implementarse a través de un programa que realiza una función correspondiente a la configuración de las realizaciones de la presente divulgación o un medio de grabación en el que se graba 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.
La presente divulgación se ha descrito en detalle. Sin embargo, debería entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, si bien indican realizaciones preferidas de la divulgación, se proporcionan únicamente a modo de ilustración, ya que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la divulgación serán evidentes para los expertos en la materia a partir de esta descripción detallada.
Adicionalmente, en la presente divulgación descrita anteriormente, los expertos en la materia pueden realizar muchas modificaciones y cambios sin apartarse de los aspectos técnicos de la presente divulgación, y la presente divulgación no se limita a las realizaciones descritas anteriormente ni a los dibujos adjuntos, y cada realización puede combinarse selectivamente en parte o en su totalidad para permitir diversas modificaciones. El alcance de la invención está definido por las reivindicaciones.
(Signos de referencia)
1: paquete de baterías
10: celda de batería
100: aparato de gestión de baterías
110: unidad de medición
120: unidad de almacenamiento
130: unidad de control
A: voltímetro
PB: perfil de referencia
P1: primer perfil diferencial de capacidad-tensión
P2: segundo perfil diferencial de capacidad-tensión
Ea (1): primer pico
Ec (4): segundo pico
Ref P: pico de referencia

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de gestión de baterías (100), que comprende:
una unidad de medición (110) configurada para medir tensiones y corrientes de una celda de batería (10) mientras la celda de batería está en funcionamiento, en una pluralidad de ciclos de carga y descarga de la celda de batería; una unidad de control (130) configurada para estimar una capacidad de la celda de batería basado en la corriente de la celda de batería medida por la unidad de medición para cada ciclo de carga y descarga; y
una unidad de almacenamiento (120) configurada para almacenar:
perfiles diferenciales de capacidad-tensión generados basado en las tensiones de la celda de batería medidas por la unidad de medición y las capacidades de la celda de batería estimadas por la unidad de control y tasas C de carga y descarga para cada ciclo de carga y descarga,
en donde la unidad de control está configurada para generar grupos de ciclos de carga y descarga en donde dentro de cada grupo los ciclos de carga y descarga correspondientes tienen la misma tasa C de carga y descarga almacenada en la unidad de almacenamiento,
estimar una nueva capacidad de la celda de batería basado en la corriente de la celda de batería medida por la unidad de medición durante un nuevo ciclo de carga y descarga y generar un nuevo perfil diferencial de capacidadtensión basado en la tensión medida por la unidad de medición y la nueva capacidad,
seleccionar un grupo predeterminado entre los grupos generados y diagnosticar un estado de la celda de batería de acuerdo con un patrón de cambio entre los perfiles diferenciales de capacidad-tensión correspondientes a los ciclos de carga y descarga del grupo predeterminado seleccionado y el nuevo perfil diferencial de capacidadtensión, en donde el grupo predeterminado es un grupo de ciclos que tienen la misma tasa C de carga y descarga que la tasa C de carga y descarga del nuevo ciclo de carga y descarga, entre los grupos generados, extraer al menos uno de un primer pico asociado con la pérdida de litio disponible de la celda de batería proporcionada a la celda de batería y un segundo pico asociado con un área de reacción del electrodo positivo, en cada perfil diferencial de capacidad-tensión correspondiente a los ciclos de carga y descarga incluidos en el grupo predeterminado, y
diagnosticar un estado de la celda de batería de acuerdo con un patrón de cambio de al menos uno de la pluralidad de primeros picos extraídos y la pluralidad de segundos picos extraídos.
2. El aparato de gestión de baterías de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la unidad de control está configurada para diagnosticar el estado de la celda de batería como un estado en el que se pierde el litio disponible de la celda de batería, cuando la tensión de la pluralidad de primeros picos se mueve hacia un alto potencial a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga.
3. El aparato de gestión de baterías de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la unidad de control está configurada para diagnosticar el estado de la celda de batería como un estado en el que el área de reacción del electrodo positivo de la celda de batería disminuye, cuando se reduce una cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión de la pluralidad de segundos picos a medida que aumenta el ciclo de carga y descarga.
4. El aparato de gestión de baterías de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la unidad de control está configurada para:
extraer una pluralidad de picos de cada perfil diferencial de capacidad-tensión,
seleccionar un pico de referencia que satisfaga una condición predeterminada entre la pluralidad de picos extraídos, y
extraer al menos uno del primer pico y el segundo pico basado en la tensión del pico de referencia seleccionado y la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión.
5. El aparato de gestión de baterías de acuerdo con la reivindicación 4,
en donde el pico de referencia es un pico en el que se mezclan un pico de electrodo positivo y un pico de electrodo negativo de la celda de batería, en el perfil diferencial de capacidad-tensión.
6. El aparato de gestión de baterías de acuerdo con la reivindicación 4,
en donde la unidad de control está configurada para seleccionar el primer pico entre la pluralidad de picos extraídos, en una sección de bajo potencial en comparación con la tensión del pico de referencia.
7. El aparato de gestión de baterías de acuerdo con la reivindicación 6,
en donde la unidad de control está configurada para seleccionar un pico en el que la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión está más cerca de la cantidad de cambio de capacidad por unidad de tensión del pico de referencia en la sección de bajo potencial, entre la pluralidad de picos extraídos como el primer pico.
8. El aparato de gestión de baterías de acuerdo con la reivindicación 4,
en donde la unidad de control está configurada para seleccionar el segundo pico en una sección de alto potencial en comparación con la tensión del pico de referencia entre la pluralidad de picos extraídos.
9. El aparato de gestión de baterías de acuerdo con la reivindicación 8,
en donde la unidad de control está configurada para seleccionar un pico en el que una pendiente cambia de positiva a negativa y la tensión correspondiente tiene un pico más grande, entre la pluralidad de picos extraídos incluidos en la sección de alto potencial como el segundo pico.
10. El aparato de gestión de baterías de acuerdo con la reivindicación 1,
en donde la unidad de control está configurada para cambiar al menos uno de un valor umbral de una tasa C de carga o descarga de la celda de batería y un intervalo de tensión operativa de la celda de batería basado en el estado diagnosticado de la celda de batería.
11. Un paquete de baterías, que comprende el aparato de gestión de baterías de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Un método de gestión de baterías, que comprende:
medir (S100) tensiones y corrientes de una celda de batería mientras la celda de batería está en funcionamiento, en una pluralidad de ciclos de carga y descarga de la celda de batería;
estimar (S200) una capacidad de la celda de batería basado en la corriente de la celda de batería medida en la etapa de medición para cada ciclo de carga y descarga;
generar un perfil diferencial de capacidad-tensión para cada ciclo de carga y descarga basado en las tensiones de la celda de batería medidas durante el ciclo de carga y descarga correspondiente y la capacidad del ciclo de carga y descarga correspondiente;
generar (S300) grupos de ciclos de carga y descarga en donde dentro de cada grupo los ciclos de carga y descarga correspondientes tienen una misma tasa C de carga y descarga;
estimar una nueva capacidad de la celda de batería basado en la corriente de la celda de batería durante un nuevo ciclo de carga y descarga;
generar un nuevo perfil diferencial de capacidad-tensión basado en la tensión medida durante el nuevo ciclo de carga y descarga;
seleccionar un grupo predeterminado entre los grupos generados, en donde el grupo predeterminado es un grupo de ciclos que tienen la misma tasa C de carga y descarga que la tasa C de carga y descarga del nuevo ciclo de carga y descarga, entre los grupos generados; y
extraer al menos uno de un primer pico asociado con la pérdida de litio disponible de la celda de batería proporcionado a la celda de batería y un segundo pico asociado con un área de reacción del electrodo positivo, en cada perfil diferencial de capacidad-tensión correspondiente a los ciclos de carga y descarga incluidos en el grupo predeterminado, y
diagnosticar (S400) un estado de la celda de batería de acuerdo con un patrón de cambio de al menos uno de la pluralidad de primeros picos extraídos y la pluralidad de segundos picos extraídos.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102847768B1 (ko) 2020-11-17 2025-08-18 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법
KR20220117063A (ko) * 2021-02-16 2022-08-23 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 충방전 장치 및 방법
KR20220118828A (ko) * 2021-02-19 2022-08-26 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 상태 진단 장치 및 방법
CN113296010B (zh) * 2021-04-27 2022-10-04 国网上海市电力公司 一种基于差分电压分析的电池健康状态在线评估方法
CN114117825B (zh) * 2021-07-02 2025-07-25 上海美克生能源科技有限公司 一种电池的运维方法、装置及电子设备
KR102674286B1 (ko) * 2021-08-02 2024-06-10 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법
KR102889264B1 (ko) 2021-09-09 2025-11-20 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 셀의 용량 산출 장치 및 방법
KR102937194B1 (ko) * 2021-12-06 2026-03-09 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 상태 추정 장치 및 방법
CN114895197B (zh) * 2022-04-26 2025-05-02 江苏海基新能源股份有限公司 一种磷酸铁锂电池循环性能的评价方法
KR102672284B1 (ko) 2022-06-21 2024-06-03 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법
WO2024049177A1 (ko) * 2022-09-02 2024-03-07 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치, 배터리 팩, 전기 차량 및 배터리 진단 방법
KR20240037583A (ko) * 2022-09-15 2024-03-22 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 셀 퇴화도 진단 방법 및 이를 이용하는 배터리 시스템
KR102937946B1 (ko) * 2022-12-23 2026-03-10 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102905305B1 (ko) * 2023-01-25 2025-12-26 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
CN119137491A (zh) * 2023-01-25 2024-12-13 株式会社Lg新能源 用于诊断电池的装置和方法
KR102905332B1 (ko) * 2023-01-25 2025-12-26 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102831587B1 (ko) * 2023-02-03 2025-07-09 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 이의 동작 방법
EP4733785A1 (en) * 2023-08-04 2026-04-29 LG Energy Solution, Ltd. Apparatus for diagnosing resistance property of unit cell, diagnosing method thereof, and unit cell for secondary battery satisfying specific condition according to method thereof
EP4521509B1 (en) * 2023-09-07 2026-02-04 Automotive Cells Company SE Monitoring method for a li-ion battery pack, module, or cell, and associated battery pack
KR102927734B1 (ko) * 2024-01-15 2026-02-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102888925B1 (ko) * 2024-01-17 2025-11-19 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR102825303B1 (ko) * 2024-01-26 2025-06-24 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 정보 제공 장치 및 방법
KR102813990B1 (ko) * 2024-01-31 2025-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
WO2025170262A1 (ko) * 2024-02-06 2025-08-14 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 배터리 진단 방법
KR20250128724A (ko) * 2024-02-21 2025-08-28 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 용량 추정 장치 및 방법
KR20250152398A (ko) * 2024-04-16 2025-10-23 삼성에스디아이 주식회사 전지 특성 검출 장치 및 그 방법
KR20250167948A (ko) * 2024-05-23 2025-12-02 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 음극 안전도 추정 방법 및 이를 이용한 배터리 시스템
KR20250177279A (ko) * 2024-06-14 2025-12-23 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀 양불판정 시스템 및 방법

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4561859B2 (ja) * 2008-04-01 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 二次電池システム
JP5625244B2 (ja) 2009-02-27 2014-11-19 日産自動車株式会社 二次電池の容量推定装置
US8653793B2 (en) * 2009-09-25 2014-02-18 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Secondary battery system
US9046586B2 (en) * 2010-03-29 2015-06-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method and device for diagnosing secondary battery degradation
TWM396594U (en) 2010-04-09 2011-01-21 Ecolighting Inc Structural improvement for externally-connected type electrical control lamp
JP5682955B2 (ja) * 2010-08-04 2015-03-11 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 リチウム二次電池の制御システム、およびリチウム二次電池の状態検出方法
US8680815B2 (en) * 2010-11-01 2014-03-25 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for assessing battery state of health
JP5940145B2 (ja) 2012-04-20 2016-06-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池システム、二次電池の劣化状態判断方法
JP2013247003A (ja) * 2012-05-28 2013-12-09 Sony Corp 二次電池の充電制御装置、二次電池の充電制御方法、二次電池の充電状態推定装置、二次電池の充電状態推定方法、二次電池の劣化度推定装置、二次電池の劣化度推定方法、及び、二次電池装置
JP5662968B2 (ja) 2012-06-19 2015-02-04 株式会社日立製作所 二次電池の検査システム、充放電機、及び検査方法
JP2015060761A (ja) * 2013-09-19 2015-03-30 株式会社東芝 二次電池の劣化診断システム及び劣化診断方法
EP3051305B1 (en) * 2013-09-25 2019-04-17 Hitachi, Ltd. Status determining method for secondary battery, status determining apparatus for secondary battery, secondary battery system, and charge/discharge control apparatus having status determining apparatus
JP6314043B2 (ja) 2014-06-26 2018-04-18 プライムアースＥｖエナジー株式会社 蓄電池の検査方法及び蓄電池の検査装置
JP6123844B2 (ja) 2014-09-01 2017-05-10 横河電機株式会社 二次電池容量測定システム及び二次電池容量測定方法
EP2990818B1 (en) * 2014-09-01 2019-11-27 Yokogawa Electric Corporation Secondary battery capacity measurement system and secondary battery capacity measurement method
DE112016003166B4 (de) * 2015-07-13 2019-05-23 Mitsubishi Electric Corporation Verfahren zum schätzen des ladezustandes für eine lithium-ionen-batterie und ladezustands-schätzvorrichtung für eine lithium-ionen-batterie
KR101897859B1 (ko) 2015-08-24 2018-09-12 주식회사 엘지화학 리튬 석출 탐지 방법, 이를 이용한 이차전지 충전 방법과 장치 및 이차전지 시스템
JP6437407B2 (ja) * 2015-09-16 2018-12-12 株式会社東芝 電池パックおよび充電制御方法
JP6500789B2 (ja) * 2016-01-19 2019-04-17 トヨタ自動車株式会社 二次電池の制御システム
JP2017133870A (ja) * 2016-01-26 2017-08-03 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン二次電池の異常劣化検知装置および異常劣化検知方法
JP6323501B2 (ja) 2016-06-21 2018-05-16 マツダ株式会社 リチウムイオン電池の診断装置
JP2020504994A (ja) * 2016-12-29 2020-02-13 ヴィート エヌブイ ハイブリッドバッテリ充電器／試験器
JP2018205139A (ja) 2017-06-05 2018-12-27 三菱自動車工業株式会社 二次電池システム
US11226374B2 (en) 2017-10-17 2022-01-18 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Data-driven model for lithium-ion battery capacity fade and lifetime prediction
KR20190112936A (ko) 2018-03-27 2019-10-08 주식회사 영원코퍼레이션 음식물 쓰레기 처리기용 거름망 소제장치
CN108896913A (zh) 2018-05-10 2018-11-27 燕山大学 一种锂离子电池健康状态的估算方法
CN109031153B (zh) 2018-10-16 2020-01-24 北京交通大学 一种锂离子电池的健康状态在线估计方法
CN110045293A (zh) * 2019-03-15 2019-07-23 天津力神电池股份有限公司 一种无损分析电池活性物质材料失效的方法

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