ES2994685T3 - Device and method for predicting state-of-health of battery - Google Patents

Device and method for predicting state-of-health of battery Download PDF

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Abstract

Un método para predecir el estado de salud de un ESS, de acuerdo con una realización de la presente invención, puede comprender: un paso de división virtual de capacidad para dividir virtualmente un ESS objeto de medición del cual se va a predecir el estado de salud; un paso de medición de datos de ciclo de carga/descarga específico del rango de capacidad para medir los datos del ciclo de carga/descarga de cada ESS de medición real dividido en rangos de capacidad predeterminados mediante el paso de división virtual de capacidad; y un paso de predicción del estado de salud del ESS objeto de medición para predecir el estado de salud del ESS objeto de medición sobre la base de los datos del ciclo de carga/descarga de cada ESS de medición real medidos mediante el paso de medición de datos del ciclo de carga/descarga específico del rango de capacidad. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo y método para predecir el estado de salud de una batería
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un dispositivo y a un método para predecir rápidamente el SOH de una batería. Más particularmente, la presente invención se refiere a un dispositivo y a un método para predecir rápidamente el SOH de una batería prediciendo el SOH de la batería dividiendo esta por secciones.
Estado de la técnica
A medida que se activa el uso de aparatos eléctricos portátiles, como ordenadores portátiles o cámaras de vídeo, aumenta la importancia de la batería secundaria, que se utiliza principalmente como fuente de energía de accionamiento.
Además, existe una necesidad cada vez mayor de un ESS para suministrar una gran capacidad de energía mediante la conexión de baterías secundarias en serie y en paralelo.
Por otro lado, cada vez es mayor la importancia de la tecnología relacionada con el sistema de gestión para utilizar y gestionar más eficazmente el ESS. Especialmente, para ajustar correctamente la salida de carga o descarga y la estrategia de uso del Estado de Carga (State of Charge: SOC) del ESS, el sistema de gestión debe ser capaz de predecir con exactitud el Estado de Salud (State of Health: SOH) del ESS.
Por lo general, para predecir el SOH en el ESS, se necesitaban datos experimentales de carga/descarga del ESS de unos 4000 ciclos o más. Convencionalmente, los experimentos sobre SOH se realizaban mientras se cargaba/descargaba toda la capacidad de la batería en condiciones reales de uso. En este experimento, puesto que solo se obtienen datos con un promedio de 4 a 5 ciclos al día, se necesitaban aproximadamente 900 días para obtener unos 4000 datos de pruebas de carga/descarga.
Dado que el método convencional descrito anteriormente obtiene datos experimentales para predecir el SOH del ESS a lo largo de 30 meses, se necesita mucho tiempo para desarrollar ESS, por lo que resultaba difícil producir los ESS deseados en el mercado.
Para solucionar este problema, había un método para predecir el SOH mediante extrapolación, pero existe el problema de que la fiabilidad es peor debido a un gran error en comparación con el SOH real del ESS.
Por lo tanto, la presente invención propone un dispositivo y un método para mantener la fiabilidad de la predicción del SOH al tiempo que se reduce el tiempo necesario para predecir el SOH del ESS. La técnica anterior pertinente incluye el documento EP 2963433 A1 que divulga un aparato de estimación del estado de la batería que incluye un detector de tiempo configurado para detectar un tiempo durante el cual un nivel de tensión de una batería, que está parcialmente cargada y descargada, cambia a través de una carga de corriente constante. El aparato también incluye un estimador de información de estado de salud (SoH) configurado para estimar información de SoH de la batería con el nivel de tensión cambiado y el tiempo detectado, basándose en información de referencia predeterminada.
(Documento del estado de la técnica) Publicación de solicitud de patente coreana n.° 10-2013-0089360
Objeto de la invención
Problema técnico
La presente invención intenta resolver el problema de que se tarda mucho tiempo en obtener datos para predecir el SOH del ESS de la técnica anterior, y la predicción del SOH del ESS tarda mucho tiempo.
Más específicamente, la presente invención proporciona un dispositivo y un método para predecir el SOH de un ESS dividiendo la capacidad del ESS en una pluralidad de rangos de capacidad para obtener datos de ciclos de carga/descarga del ESS.
Solución técnica
La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas. De acuerdo con una realización de la presente invención, un método de predicción del SOH del ESS incluye: una etapa de división virtual de la capacidad para dividir virtualmente en dos o más una capacidad de un ESS objetivo de medición que sirva para predecir un SOH; una etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad para medir datos de ciclos de carga/descarga de cada rango de capacidad dividido en la etapa de división virtual de la capacidad; y una etapa de predicción del SOH de un ESS objetivo de medición para predecir un SOH de un ESS objetivo de medición sobre la base de datos de ciclos de carga/descarga de cada ESS real medidos en la etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad.
La etapa de división virtual de la capacidad puede incluir: una etapa de establecimiento del número de rangos de división para establecer en cuántos rangos se divide la capacidad total del ESS objetivo de medición; y una etapa de preparación de ESS reales para preparar tantos ESS reales como el número de rangos de división del ESS objetivo de medición, en donde un rango de un ESS real puede establecerse sobre la base de una tensión de salida para que coincida con el rango dividido, en donde el rango dividido del ESS real puede solaparse con rangos adyacentes entre sí en un margen predeterminado.
La etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad puede repetir la carga/descarga del ESS real correspondiente a cada rango de capacidad dividido en la etapa de división virtual de la capacidad para medir datos de ciclos de carga/descarga del ESS real correspondientes a cada rango de capacidad.
El método de repetir la carga/descarga del ESS real puede incluir: una etapa de establecimiento de una primera tensión de referencia para establecer una primera tensión de referencia que se corresponde con una capacidad límite superior en cada rango de capacidad correspondiente al ESS real; una etapa de establecimiento de una segunda tensión de referencia para establecer una segunda tensión de referencia que se corresponde con una capacidad límite inferior en cada rango de capacidad correspondiente al ESS real; una etapa de medición de la tensión de salida para medir una tensión de salida del ESS real; una etapa de comparación para comparar la tensión de salida medida del ESS real con las tensiones de referencia primera y segunda; y una etapa de determinación de la carga/descarga para determinar la carga o la descarga del ESS real de acuerdo con el resultado de comparación de la etapa de comparación.
La etapa de determinación de la carga/descarga puede realizar la carga cuando la tensión de salida del ESS real es inferior o igual a la primera tensión de referencia de acuerdo con el resultado de comparación de la etapa de comparación y detener la carga y realizar la descarga cuando la tensión de salida del ESS real supera la primera tensión de referencia.
La etapa de determinación de la carga/descarga puede realizar la descarga cuando la tensión de salida del ESS real es superior o igual a la segunda tensión de referencia de acuerdo con el resultado de comparación de la etapa de comparación y detener la descarga y realizar la carga cuando la tensión de salida del ESS real es inferior a la segunda tensión de referencia.
La etapa de predicción del SOH del ESS predice un SOH de un ESS mediante al menos uno de un primer método para predecir el SOH del ESS simplemente sumando datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en la etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad; un segundo método para predecir el SOH del ESS mediante una suma combinada de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en la etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad; y un tercer método para predecir el SOH del ESS utilizando una probabilidad multiplicativa de los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en la etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad.
De acuerdo con una primera realización de la presente invención, un dispositivo de predicción del SOH del ESS incluye: una pluralidad de sistemas de almacenamiento de energía (Energy Storage Systems, ESS) reales; y una unidad de análisis para medir y analizar datos de ciclos de carga/descarga de cada uno de la pluralidad de ESS reales, en donde la unidad de análisis incluye: una unidad de división virtual de la capacidad para dividir virtualmente la capacidad del ESS que ha de medirse en dos o más rangos de capacidad; una unidad de establecimiento de tensión de referencia para establecer una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se correspondan con el rango de capacitancia dividido; y una unidad de predicción del SOH del ESS para predecir el SOH del ESS a partir de los datos de ciclos de carga/descarga introducidos, en donde el número de ESS reales es igual o superior al número de rangos de capacidad divididos por la unidad de división virtual de la capacidad, en donde la unidad de análisis transmite una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se corresponden con el rango de capacidad dividido a la pluralidad de ESS reales y repite el proceso de carga o descarga de cada ESS real para medir datos de ciclos de carga/descarga en función del rango de capacidad dividido.
La unidad de división virtual de la capacidad puede establecer el rango de capacidad dividido virtualmente para solapar rangos adyacentes entre sí en un margen predeterminado, en donde la primera tensión de referencia es un valor correspondiente a una capacidad límite superior de cada rango de capacidad dividido, en donde la segunda tensión de referencia puede ser un valor correspondiente a una capacidad límite inferior de cada rango de capacidad dividido, en donde la primera tensión de referencia puede ser superior a la segunda tensión de referencia.
Cada uno de la pluralidad de ESS reales puede comprender un BSC para controlar la carga/descarga de un ESS real, en donde cuando la tensión de salida inicial del ESS real es inferior o igual a la primera tensión de referencia, después de que se realice la carga hasta que la tensión de salida del ESS real se convierta en la primera tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real supera la primera tensión de referencia, el BSC puede detener la carga y realizar la descarga, en donde cuando la tensión de salida inicial del ESS real es superior o igual a la segunda tensión de referencia, después de que se realice la descarga hasta que la tensión de salida del ESS real se convierta en la segunda tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real se vuelve inferior a la segunda tensión de referencia, el BSC puede detener la descarga y realizar la carga.
La unidad de predicción del SOH del ESS predice un SOH de un ESS mediante al menos uno de un primer método para predecir el SOH del ESS simplemente sumando datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales; un segundo método para predecir el SOH del ESS mediante una suma combinada de los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales; y un tercer método para predecir el SOH del ESS utilizando una probabilidad multiplicativa de los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales.
De acuerdo con una segunda realización de la presente invención, un dispositivo de predicción del SOH del ESS incluye: una pluralidad de sistemas de almacenamiento de energía (Energy Storage Systems, ESS) reales; y una unidad de análisis para medir y analizar datos de ciclos de carga/descarga de cada uno de la pluralidad de ESS reales, en donde la unidad de análisis incluye: una unidad de división virtual de la capacidad para dividir virtualmente la capacidad del ESS que ha de medirse en dos o más rangos de capacidad; una unidad de establecimiento de tensión de referencia para establecer una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se correspondan con el rango de capacitancia dividido; y una unidad de predicción del SOH del ESS para predecir el SOH del ESS a partir de los datos de ciclos de carga/descarga introducidos, en donde el número de los dos o más rangos de capacidad divididos por la unidad de división virtual de la capacidad es igual o inferior al número de ESS reales, en donde la unidad de análisis transmite una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se corresponden con el rango de capacidad dividido a la pluralidad de ESS reales y repite el proceso de carga o descarga de cada ESS real para medir datos de ciclos de carga/descarga en función del rango de capacidad dividido.
La unidad de división virtual de la capacidad puede establecer el rango de capacidad dividido virtualmente para solapar rangos adyacentes entre sí en un margen predeterminado, en donde la primera tensión de referencia puede ser un valor correspondiente a una capacidad límite superior de cada rango de capacidad dividido, en donde la segunda tensión de referencia puede ser un valor correspondiente a una capacidad límite inferior de cada rango de capacidad dividido, en donde la primera tensión de referencia puede ser superior a la segunda tensión de referencia.
Cada uno de la pluralidad de ESS reales puede comprender un BSC para controlar la carga/descarga de un ESS real, en donde cuando la tensión de salida inicial del ESS real es inferior o igual a la primera tensión de referencia, después de que se realice la carga hasta que la tensión de salida del ESS real se convierta en la primera tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real supera la primera tensión de referencia, el BSC puede detener la carga y realizar la descarga, en donde cuando la tensión de salida inicial del ESS real es superior o igual a la segunda tensión de referencia, después de que se realice la descarga hasta que la tensión de salida del ESS real se convierta en la segunda tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real se vuelve inferior a la segunda tensión de referencia, el BSC puede detener la descarga y realizar la carga.
La unidad de predicción del SOH del ESS predice un SOH de un ESS mediante al menos uno de un primer método para predecir el SOH del ESS simplemente sumando datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales; un segundo método para predecir el SOH del ESS mediante una suma combinada de los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales; y un tercer método para predecir el SOH del ESS utilizando una probabilidad multiplicativa de los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales.
Efectos ventajosos
La presente invención puede dividir el rango de capacidad del ESS en varios rangos de capacidad y recopilar rápidamente datos de ciclos de carga/descarga de los ESS para cada rango de capacidad.
Además, al recopilar rápidamente los datos de ciclos de carga/descarga del ESS para cada rango de capacidad, el SOH de todo el ESS puede predecirse rápidamente.
Descripción de las figuras
La FIG. 1 es un diagrama de flujo según una realización.
La FIG. 2 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para cargar/descargar un ESS según una realización de la presente invención solo dentro de un rango de capacidad establecido.
La FIG. 3 muestra el resultado de medir cada ciclo de carga/descarga dividiendo cada uno de los ESS reales del primero al quinto según la realización de la presente invención en cinco rangos.
La FIG. 4 es un gráfico que compara el resultado de la predicción del SOH del ESS objetivo de medición según el procedimiento de la realización de la presente invención y el resultado de la predicción del SOH del ESS objetivo de medición según la técnica anterior.
La FIG. 5 es un diagrama que ilustra un dispositivo de predicción del SOH del ESS según una realización de la presente invención.
Descripción detallada de la invención
En lo sucesivo en el presente documento, se describirán con detalle realizaciones de la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos de tal modo que los expertos en la materia puedan llevar a cabo fácilmente la presente invención. La presente invención puede, sin embargo, realizarse de diferentes formas y no se debería interpretar que está limitada a las realizaciones establecidas en el presente documento. Las partes no relacionadas con la descripción se omiten en los dibujos con el fin de describir claramente la presente invención y los mismos números de referencia se refieren a los mismos elementos en todos ellos.
Aunque los términos "inicial", "segundo", etc., pueden usarse en el presente documento para describir diversos elementos, estos elementos no deberán verse limitados por estos términos. Los términos anteriores se usan solo para distinguir un componente de otro. Por ejemplo, un componente inicial puede denominarse segundo componente y viceversa sin apartarse del alcance de la presente invención. Los términos usados en esta memoria descriptiva se usan para describir realizaciones específicas, y no pretenden limitar el alcance de la presente invención. Las expresiones singulares incluyen expresiones plurales a menos que el contexto dicte claramente lo contrario.
A lo largo de toda la memoria descriptiva, cuando se hace referencia a una porción como "conectada" a otra porción, incluye no solo "conectada directamente", sino también "conectada eléctricamente" con otro elemento intermedio. Asimismo, cuando se describe que uno comprende (o incluye o tiene) algunos elementos, debe entenderse que puede comprender (o incluir o tener) solo esos elementos, o puede comprender (o incluir o tener) otros elementos además de esos elementos cuando no exista una limitación específica. Los términos "funcionamiento de inf." u "operación de inf." utilizados a lo largo de la memoria descriptiva no significan "funcionamiento/operación para inf.".
Los términos usados en esta memoria descriptiva pueden ser términos generales ampliamente usados en la actualidad en consideración de las funciones de la presente invención, pero pueden variar de acuerdo con las intenciones de los expertos en la materia, precedentes o la llegada de nuevas tecnologías. Adicionalmente, en algunos casos, puede haber términos que el solicitante seleccione arbitrariamente y, en este caso, sus significados se describen en una parte de descripción correspondiente de la presente invención. Por consiguiente, los términos usados en la presente invención deben definirse basándose en el significado del término y todo el contenido de la presente invención en lugar del simple nombre del término.
1. Método para predecir el SOH del ESS según una realización de la presente invención.
En el método convencional de predicción del SOH del ESS, se carga o descarga toda la capacidad del ESS a la vez para obtener datos de ciclos de carga/descarga. Cuando los datos de ciclos de carga/descarga del conjunto se obtienen cargando o descargando la capacidad total del ESS de una sola vez, ya que se tarda mucho tiempo en cargar o descargar todo el ESS, solo es posible obtener de cuatro a cinco datos de ciclos de carga/descarga al día, por lo que se necesitó mucho tiempo para obtener suficientes datos de ciclos de carga/descarga (más de 4000 veces) y predecir el SOH del ESS basándose en estos datos.
La FIG. 1 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de la presente invención para resolver los problemas descritos anteriormente.
En lo sucesivo en el presente documento, un método de predicción rápida del SOH del ESS de la presente invención se describirá con referencia a la FIG. 1.
La presente invención no obtiene un único ciclo de carga/descarga cargando o descargando toda la capacidad del ESS a la vez, y divide la capacidad total del ESS objetivo de medición virtualmente para obtener los datos de ciclos de carga/descarga para cada rango de capacidad dividido, prediciendo así el SOH de todo el ESS.
1-1. Etapa de división virtual de la capacidad (S100)
La etapa de división virtual de la capacidad de la presente invención es una etapa para dividir virtualmente la capacidad total del ESS objetivo de medición en dos o más capacidades virtuales y puede incluir una etapa de establecimiento del número de división para establecer en cuántos rangos se divide la capacidad total del ESS objetivo de medición.
1-1-1. Etapa de establecimiento del número de división (5110)
La etapa de establecimiento del número de división es una etapa para establecer en cuántos rangos se debe dividir virtualmente toda la capacidad del ESS objetivo de medición.
Por ejemplo, cuando la capacidad total del ESS se sitúa entre 1 y 100, y cuando la capacidad total del ESS se divide en cinco rangos, cada rango puede tener una capacidad de 20.
1-1-2. Etapa de preparación de ESS reales (S120)
Cuando la capacidad del ESS objetivo de medición se divide en cinco rangos como se ha descrito anteriormente, dado que deben recopilarse datos de ciclos de carga/descarga durante la carga/descarga para cada rango, se necesitan cinco ESS reales (ESS reales primero a quinto) que tengan las mismas especificaciones que el ESS objetivo de la medición.
En otras palabras, para obtener datos de ciclos de carga/descarga de la capacidad total mientras se carga/descarga cada rango de capacidad dividido, se requiere un ESS real correspondiente a cada uno de los rangos de capacidad divididos en la etapa de establecimiento del número de división.
Paralelamente, los datos de ciclos de carga/descarga medidos en el ESS real pueden ser datos de capacidad del ESS real una vez realizada la carga/descarga cada vez dentro del rango de capacidad dividido.
Una vez realizada la carga/descarga para cada capacidad dividida de la medición de datos de capacidad cada vez, se calcula un índice de conservación de capacidad que indica una relación de cuánto se conserva de la capacidad inicial, y el SOH de la batería puede predecirse a partir del índice de conservación de capacidad. Por ejemplo, cuando el índice de conservación de capacidad de referencia determinado como estado de envejecimiento o sustitución del ESS es del 10 %, tras 4.000 ciclos de carga/descarga, cuando el índice de conservación de capacidad calculado sea inferior al índice de conservación de capacidad de referencia, el SOH del ESS puede estimarse en 4.000 cargas/descargas. En el presente caso, la capacidad de estado inicial de cada ESS real es la capacidad de estado inicial del rango de división dividido por cada rango de capacidad.
En relación con el ESS, cuando la carga/descarga se realiza repetidamente, debido a las características de la batería que constituye el ESS, la capacidad del ESS se reduce ligeramente. Dado que la capacidad del ESS se reduce gradualmente de este modo, existe el problema de que otros dispositivos alimentados por el ESS no funcionen con normalidad.
Por lo tanto, basándose en los datos de ciclos de carga/descarga, incluido el índice de conservación de capacidad, que es el resultado de comparar la capacidad del ESS actual con la capacidad en el estado inicial del ESS, se predice el SOH del ESS, y esto puede reflejarse en el funcionamiento del ESS.
Por ejemplo, cuando el SOH del ESS se reduce hasta tener solo alrededor del 70 % de la capacidad inicial, puede sustituirse el ESS por un nuevo ESS, o reducirse el número de conexiones electrónicas alimentadas por el ESS.
Por otro lado, el ESS real para cada rango de capacidad puede configurarse de modo que el rango de capacidad del ESS real coincida con el rango de capacidad dividido en función de la tensión de salida del ESS real.
La FIG. 2 es un diagrama de flujo que ilustra un método para realizar la carga/descarga de un ESS real dentro de un rango de 61 a 80 cuando un ESS que tiene un rango de capacidad total de 1 a 100 se divide en 5.
Cuando el ESS con un rango de capacidad total de 1 a 100 se divide en 5, un ESS real que obtenga datos de ciclos de carga/descarga en el rango de 61 a 80 puede configurarse para realizar carga/descarga únicamente entre la primera tensión de salida de referencia correspondiente a la capacidad 80 del ESS real y la segunda tensión de salida de referencia correspondiente a la capacidad 61 del sistema real.
Más específicamente, durante la descarga, al comparar la tensión de salida del ESS real con la segunda tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real es igual o superior a la segunda tensión de referencia, se realiza, por consiguiente, la descarga, y cuando la tensión de salida del ESS real es inferior a la segunda tensión de salida de referencia, se detiene la descarga y se realiza la carga. Por otro lado, durante la carga, al comparar la tensión de salida del ESS real con la primera tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real es inferior a la primera tensión de referencia, se realiza, por consiguiente, la carga, y cuando la tensión de salida del ESS real supera la primera tensión de salida de referencia, se detiene la carga y se realiza la descarga.
Como el procedimiento descrito anteriormente, el ESS real puede realizar la carga/descarga solo dentro del rango de 61 a 80.
1-2. Etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango (S200)
La etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de la presente invención obtiene datos de ciclos de carga/descarga mientras se carga/descarga un ESS real establecido para cada uno de los rangos de capacidad.
En otras palabras, el primer ESS real se configura para realizar la carga/descarga únicamente dentro de un rango de capacidad de 81 a 100 del ESS objetivo de medición y mide una capacidad en cada ciclo de carga/descarga para un rango de capacidad de 81 a 100 mientras carga/descarga el primer ESS real. El segundo ESS real se configura para realizar la carga/descarga únicamente dentro de un rango de capacidad de 61 a 80 del ESS objetivo de medición y mide una capacidad en cada ciclo de carga/descarga para un rango de capacidad de 61 a 80 mientras se carga/descarga el segundo ESS real. El tercer ESS real se configura para realizar la carga/descarga únicamente dentro de un rango de capacidad de 41 a 60 del ESS objetivo de medición y mide una capacidad en cada ciclo de carga/descarga para un rango de capacidad de 41 a 60 mientras se carga/descarga el tercer ESS real. El cuarto ESS real se configura para realizar la carga/descarga únicamente dentro de un rango de capacidad de 21 a 40 del ESS objetivo de medición y mide la capacidad en cada ciclo de carga/descarga para un rango de capacidad de 21 a 40 mientras se carga/descarga el cuarto ESS real. El quinto ESS real se configura para realizar la carga/descarga únicamente dentro de un rango de 1 a 20 del ESS objetivo de medición y mide la capacidad en cada ciclo de carga/descarga para el rango de capacidad de 1 a 20 mientras se carga/descarga el quinto ESS real.
Por ejemplo, el segundo ESS real establece una primera tensión de referencia que se corresponde con la capacitancia límite superior 80 del segundo ESS real y una segunda tensión de referencia que se corresponde con la capacitancia límite inferior 61 del segundo ESS real.
En el método de medición de la capacitancia en cada ciclo de carga/descarga del segundo ESS real, en el que están establecidas las tensiones de referencia primera y segunda, la primera tensión de salida de referencia se compara con la tensión de salida del segundo ESS real (S240). Cuando la tensión de salida del segundo ESS real es igual o inferior a la primera tensión de referencia, se realiza la carga de forma continua (S230). Cuando la tensión de salida del segundo ESS real supera la primera tensión de salida de referencia, se detiene la carga y se realiza la descarga. Al comparar la segunda tensión de salida de referencia con la tensión de salida del segundo ESS real (S220), cuando la tensión de salida del segundo ESS real es igual o superior a la segunda tensión de salida de referencia, a continuación, se realiza la descarga (S210), y cuando la tensión de salida del segundo ESS real es inferior a la segunda tensión de salida de referencia, se detiene la descarga del segundo ESS real y se realiza la carga. Por lo tanto, el segundo ESS real puede repetir la carga/descarga únicamente dentro del rango de 61 a 80 del ESS objetivo de medición para medir la capacidad en cada ciclo de carga/descarga del segundo ESS real.
Paralelamente, en el ejemplo anterior, se describe que los rangos para dividir virtualmente el ESS objetivo de medición no se solapan. Sin embargo, los rangos para dividir virtualmente el ESS objetivo de medición pueden implementarse de modo que se solapen parcialmente.
En otras palabras, el primer ESS real puede configurarse para que tenga un rango de capacidad de 76 a 100, el segundo ESS real puede configurarse para que tenga un rango de capacidad de 56 a 80, el tercer ESS real puede configurarse para que tenga un rango de dosificación de 36 a 60, el cuarto ESS real puede configurarse para que tenga un rango de capacidad de 16 a 40, y el quinto ESS real puede configurarse para que tenga un rango de capacidad de 1 a 25. En este momento, un método de medición de la capacidad en un rango de capacidad de los ESS reales primero a quinto y cada ciclo de carga/descarga puede realizarse de la misma manera que el método de establecimiento del rango de capacidad de los ESS reales primero a quinto cuando el rango para dividir virtualmente el ESS objetivo de medición no se solapa y el método de medición de la capacidad en cada ciclo de carga/descarga.
Cuando los rangos divididos están diseñados para solaparse parcialmente entre sí, abarcando el error causado por la reducción del área de uso del cátodo en la degradación de una sección concreta (por ejemplo, sección SOC 60 a 40) que es mayor que la de la otra sección en la degradación dependiente de la sección del ESS, es posible reducir los errores que se producen. La FIG. 3 es el resultado de la medición de datos de ciclos de carga/descarga de cada uno de los ESS reales primero a quinto correspondientes a los rangos de capacidad divididos según la realización de la presente invención.
Con referencia a la FIG. 3, el gráfico de la izquierda es un gráfico que muestra que los ESS reales primero a quinta se cargan/descargan dividiendo el ESS objetivo de medición por cada rango, y los cinco gráficos mostrados a la derecha son gráficos que muestran los índices de conservación de capacidad medidos en los ESS reales primero a quinto.
Con referencia a los cinco gráficos de la derecha en la FIG. 3, se puede observar que hay una diferencia en el índice de conservación de capacidad cuando se repite la carga/descarga en cada rango. Como el índice de conservación de capacidad difiere para cada rango de esta manera, la capacidad en el ciclo de carga/descarga se mide solo en una parte del rango de capacidad del ESS objetivo de medición y, en función de ello, al estimar el SOH total del ESS objetivo de medición, se produce un error grave.
Por consiguiente, en la presente invención, sin medir la capacidad en un ciclo de carga/descarga solo durante un periodo determinado, los rangos de capacidad de los ESS reales primero a quinto se establecen para incluir la capacidad del ESS objetivo de medición, midiendo así la capacidad en el ciclo de carga/descarga en todo el rango de capacidad del ESS objetivo de medición.
Paralelamente, en la etapa de predicción del SOH del ESS que se describe más adelante, basándose en la capacidad en el ciclo de carga/descarga medido en todo el rango de capacidad de los ESS reales primero a quinto, establecidos tal como se describió anteriormente, se puede predecir el SOH total de la batería.
1-3. Etapa de predicción del SOH del ESS objetivo de medición (S300)
La etapa de predicción del SOH del ESS de la presente invención predice el SOH del ESS objetivo de medición basándose en los datos de ciclos de carga/descarga medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales establecidos para cada rango de capacidad dividido.
Paralelamente, en la presente invención, el SOH del ESS objetivo de medición se predice a través de tres métodos basados en los datos de ciclos de carga/descarga medidos en el ESS real establecido para cada rango de capacidad dividido.
En primer lugar, los datos de ciclos de carga/descarga medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales establecidos en los rangos de capacidad respectivos pueden sumarse simplemente para predecir el SOH del objetivo de medición del ESS.
En segundo lugar, la suma combinada de los datos de ciclos de carga/descarga medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales establecidos en los rangos de capacidad respectivos puede calcularse para predecir el SOH del ESS objetivo de medición.
Por último, con la probabilidad multiplicativa de los datos de ciclos de carga/descarga medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales establecidos en los rangos de capacidad respectivos, se puede predecir el SOH del ESS objetivo de la medición.
Paralelamente, La FIG. 4 es un gráfico en el que el rango de carga/descarga de una pluralidad de ESS reales (ESS primero a quinto) se establece de modo que corresponda a cada rango de capacidad dividido de acuerdo con el procedimiento de la realización de la presente invención y el resultado de la predicción del SOH del ESS objetivo de medición mediante los tres métodos anteriores basándose en los datos de carga/descarga del ESS real correspondientes a cada rango de capacidad se compara con el SOH (estado de la técnica) del ESS objetivo de medición predicho mientras se carga/descarga el ESS objetivo de medición a la vez. Con referencia a la FIG. 4, puede observarse que se encuentra dentro del margen de error del SOH (técnica anterior) del ESS objetivo de medición predicho mientras se carga/descarga el ESS objetivo de medición a la vez y el resultado de la predicción del SOH del ESS objetivo de medición predicho según el procedimiento de la presente invención.
Paralelamente, al usar el método de la presente invención, el tiempo necesario para obtener los datos de ciclos de carga/descarga para la capacidad total del ESS objetivo de medición se reduce aún más a medida que aumenta el número de división para dividir la capacidad total del ESS.
Por lo tanto, utilizando el método de la presente invención descrito anteriormente, el SOH de todo el ESS puede medirse rápidamente al tiempo que se satisface la fiabilidad.
2. Dispositivo de predicción del SOH del ESS según una primera realización de la presente invención
La FIG. 5 es una vista que ilustra un dispositivo de predicción del SOH del ESS 1 según una primera realización de la presente invención.
El dispositivo de predicción del SOH del ESS 1 según la primera realización de la presente invención puede configurarse de modo que incluya una pluralidad de sistemas de almacenamiento de energía (Energy Storage Systems: ESS) 10 reales, y una unidad de análisis 100 para analizar los datos de ciclos de carga/descarga medidos de cada uno de la pluralidad de ESS reales 10.
Paralelamente, es preferible que el número de ESS reales 10 sea igual o mayor que el número de rangos de capacidad divididos por la unidad de división virtual de la capacidad 120, descrita más adelante.
En otras palabras, en el dispositivo de predicción del SOH del ESS según la primera realización de la presente invención, en función del número de rangos de capacidad en la unidad de división virtual de la capacidad, puede determinarse el número de ESS reales que realizan carga/descarga.
Paralelamente, la unidad de análisis 100 puede estar configurada de modo que incluya una unidad de división virtual de la capacidad 110 para dividir virtualmente la capacidad del ESS que ha de medirse en dos o más rangos de capacidad, una unidad de establecimiento de tensión de referencia 120 para establecer una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se correspondan con el rango de capacitancia dividido, y una unidad de predicción del SOH del ESS 130 para predecir el SOH del ESS a partir de los datos de ciclos de carga/descarga de entrada.
Seguidamente, la unidad de análisis 100 puede repetir un proceso de carga o descarga de cada ESS real 10 para medir datos de ciclos de carga/descarga de cada rango de capacidad dividido después de que se transmitan a cada uno de la pluralidad de ESS reales una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se correspondan con el rango de capacidad dividido.
Paralelamente, la unidad de división virtual de la capacidad 110 puede establecer rangos de capacidad virtualmente divididos para que se solapen entre sí en un margen predeterminado.
La primera tensión de referencia es un valor correspondiente a una capacidad límite superior de cada rango de capacidad dividido, y la segunda tensión de referencia es un valor correspondiente a una capacidad límite inferior de cada rango de capacidad dividido. La primera tensión de referencia es mayor que la segunda tensión de referencia.
Cada uno de la pluralidad de ESS reales 10 puede estar configurado para incluir un BSC 11 para controlar la carga/descarga del ESS real 10.
Específicamente, cuando la tensión de salida inicial del ESS real es inferior o igual a la primera tensión de referencia, después de que se realice la carga hasta que la tensión de salida del ESS real se convierta en la primera tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real supera la primera tensión de referencia, el BSC detiene la carga y realiza la descarga, y cuando la tensión de salida inicial del ESS real es superior o igual a la segunda tensión de referencia, después de que se realice la descarga hasta que la tensión de salida del ESS real se convierta en la segunda tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real se vuelve inferior a la segunda tensión de referencia, el BSC puede controlar el ESS 10 real para detener la descarga y realizar la carga.
Por ejemplo, cuando la tensión de salida inicial supera la primera tensión de referencia, la pluralidad de ESS reales 10 se descargan hasta obtener una segunda tensión de referencia y, a continuación, se cargan hasta obtener una primera tensión de referencia. Después, la pluralidad de ESS reales 10 pueden medir los datos de ciclos de carga/descarga repitiendo continuamente el proceso de descarga hasta alcanzar la segunda tensión de referencia. En otras palabras, el BSC 11 puede cargar cada ESS real hasta una capacidad límite superior de carga dentro de un rango de capacidad asignado a cada ESS real, y puede controlar el<e>S<s>real para que repita el proceso de descarga hasta la capacidad límite inferior de carga.
Paralelamente, el BSC 11 puede transmitir datos de ciclos de carga/descarga a la unidad de predicción del SOH del ESS.
Paralelamente, la unidad 130 de predicción del SOH del ESS puede predecir el SOH del ESS mediante al menos uno de un primer método para estimar el SOH del ESS simplemente sumando los datos de ciclos de carga/descarga para cada rango de capacidad medido en cada uno de la pluralidad de ESS reales, un segundo método para predecir el SOH del ESS sumando en combinación los datos de ciclos de carga/descarga para cada rango de capacidad medido en cada uno de la pluralidad de ESS reales, y un tercer método para estimar el SOH del ESS utilizando una probabilidad multiplicativa de los datos de ciclos de carga/descarga para cada rango de capacidad medido en cada uno de la pluralidad de ESS reales.
3. Dispositivo de predicción del SOH del ESS según una segunda realización de la presente invención
El dispositivo de predicción del SOH del ESS 2 según la primera realización de la presente invención puede configurarse de modo que incluya una pluralidad de sistemas de almacenamiento de energía (Energy Storage Systems: ESS) 10 reales, y una unidad de análisis 100 para analizar los datos de ciclos de carga/descarga medidos de cada uno de la pluralidad de ESS reales 10.
Paralelamente, la unidad de análisis 100 puede estar configurada de modo que incluya una unidad de división virtual de la capacidad 110 para dividir virtualmente la capacidad del ESS que ha de medirse en dos o más rangos de capacidad, una unidad de establecimiento de tensión de referencia 120 para establecer una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se correspondan con el rango de capacitancia dividido, y una unidad de predicción del SOH del ESS 130 para predecir el SOH del ESS a partir de los datos de ciclos de carga/descarga de entrada.
Seguidamente, la unidad de análisis 100 puede repetir un proceso de carga o descarga de cada ESS real 10 para medir datos de ciclos de carga/descarga de cada rango de capacidad dividido después de que se transmitan a cada uno de la pluralidad de ESS reales una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se correspondan con el rango de capacidad dividido.
Paralelamente, es preferible que el número de rangos de capacidad divididos por la unidad de división virtual de la capacidad 110 sea igual o inferior al número de ESS reales.
En otras palabras, dado que el número de ESS reales es limitado, para cargar/descargar realmente el ESS real asignando cada rango de capacidad al ESS real, el número de rangos de capacidad divididos no podrá ser superior al número de ESS reales.
Paralelamente, lo más preferible es que el rango de capacidad dividido por la unidad de división virtual de la capacidad 110 y asignado a cada ESS real sea el mismo que el número de ESS reales.
Por ejemplo, cuando el rango de capacidad dividido por la unidad de división virtual de la capacidad 110 es igual al número de ESS reales, basándose en la ecuación 1 siguiente, puede calcularse el rango de capacidad de cada ESS real.
(Ecuación 1)
ESSk_SOC = {(k-1)/N}*100+1 ~ (k/N)*100
(donde k = 1, 2, ..., N; N es un divisor de 100 excluyendo 1 y 100)
Paralelamente, la unidad de división virtual de la capacidad 110 puede establecer rangos de capacidad virtualmente divididos para que se solapen entre sí en un margen predeterminado.
La primera tensión de referencia es un valor correspondiente a una capacidad límite superior de cada rango de capacidad dividido, y la segunda tensión de referencia es un valor correspondiente a una capacidad límite inferior de cada rango de capacidad dividido. La primera tensión de referencia es mayor que la segunda tensión de referencia.
Por otro lado, cada uno de la pluralidad de ESS reales 10 puede estar configurado para incluir un BSC 11 para controlar la carga/descarga del ESS real 10.
Específicamente, cuando la tensión de salida inicial del ESS real es inferior o igual a la primera tensión de referencia, después de que se realice la carga hasta que la tensión de salida del ESS real se convierta en la primera tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real supera la primera tensión de referencia, el BSC detiene la carga y realiza la descarga, y cuando la tensión de salida inicial del ESS real es superior o igual a la segunda tensión de referencia, después de que se realice la descarga hasta que la tensión de salida del ESS real se convierta en la segunda tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real se vuelve inferior a la segunda tensión de referencia, el BSC puede controlar el ESS 10 real para detener la descarga y realizar la carga.
Por ejemplo, cuando la tensión de salida inicial supera la primera tensión de referencia, la pluralidad de ESS reales 10 se descargan hasta obtener una segunda tensión de referencia y, a continuación, se cargan hasta obtener una primera tensión de referencia. Después, la pluralidad de ESS reales 10 pueden medir los datos de ciclos de carga/descarga repitiendo continuamente el proceso de descarga hasta alcanzar la segunda tensión de referencia. En otras palabras, el BSC 11 puede cargar cada ESS real hasta una capacidad límite superior de carga dentro de un rango de capacidad asignado a cada ESS real, y puede controlar el ESS real para que repita el proceso de descarga hasta la capacidad límite inferior de carga.
Paralelamente, el BSC 11 puede transmitir datos de ciclos de carga/descarga a la unidad de predicción del SOH del ESS.
Paralelamente, la unidad 130 de predicción del SOH del ESS puede predecir el SOH del ESS mediante al menos uno de un primer método para estimar el SOH del ESS simplemente sumando los datos de ciclos de carga/descarga para cada rango de capacidad medido en cada uno de la pluralidad de ESS reales, un segundo método para predecir el SOH del ESS sumando en combinación los datos de ciclos de carga/descarga para cada rango de capacidad medido en cada uno de la pluralidad de ESS reales, y un tercer método para estimar el SOH del ESS utilizando una probabilidad multiplicativa de los datos de ciclos de carga/descarga para cada rango de capacidad medido en cada uno de la pluralidad de ESS reales.
Por otro lado, aunque la idea técnica de la presente invención se ha descrito específicamente con referencia a las realizaciones anteriores, debe observarse que las realizaciones anteriores son para fines de explicación y no para fines de limitación. Resultará evidente para los expertos en la materia que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un método de predicción del estado de salud, SOH, de un sistema de almacenamiento de energía, ESS, que comprende:
una etapa de división virtual de la capacidad (S100) para dividir virtualmente en dos o más una capacidad de un ESS objetivo de medición que sirva para predecir un SOH;
una etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad (S200) para medir datos de ciclos de carga/descarga de cada rango de capacidad dividido en la etapa de división virtual de la capacidad (S100), en donde la medición de los datos de ciclos de carga o descarga de cada rango de capacidad se realiza en un ESS real diferente y en donde el número de los dos o más rangos de capacidad divididos por la unidad de división virtual de la capacidad (110) es igual o inferior al número de ESS reales (10); y
una etapa de predicción del SOH del ESS objetivo de medición (S300) para predecir un SOH de un ESS objetivo de medición sobre la base de datos de ciclos de carga/descarga de cada ESS real medidos en la etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad (S200) a través de al menos uno de:
un primer método para predecir el SOH del ESS simplemente sumando datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en la etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad (S200);
un segundo método para predecir el SOH del ESS mediante una suma combinada de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en la etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad (S200); y
un tercer método para predecir el SOH del ESS utilizando una probabilidad multiplicativa de los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en la etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad (S200).
2. El método de la reivindicación 1, en donde la etapa de división virtual de la capacidad (S100) comprende:
una etapa de establecimiento del número de rangos de división (S110) para establecer en cuántos rangos se divide la capacidad total del ESS objetivo de medición; y
una etapa de preparación de ESS reales (S120) para preparar tantos ESS reales como el número de rangos de división del ESS objetivo de medición,
en donde un rango de un ESS real se establece sobre la base de una tensión de salida para que coincida con el rango dividido,
en donde el rango dividido del ESS real se solapa con rangos adyacentes entre sí en un margen predeterminado.
3. El método de la reivindicación 2, en donde la etapa de medición de datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad (S200) repite la carga/descarga del ESS real correspondiente a cada rango de capacidad dividido en la etapa de división virtual de la capacidad (S100) para medir datos de ciclos de carga/descarga del ESS real correspondientes a cada rango de capacidad.
4. El método de la reivindicación 3, en donde el método de repetir la carga/descarga del ESS real comprende:
una etapa de establecimiento de una primera tensión de referencia para establecer una primera tensión de referencia que se corresponde con una capacidad límite superior en cada rango de capacidad correspondiente al ESS real;
una etapa de establecimiento de una segunda tensión de referencia para establecer una segunda tensión de referencia que se corresponde con una capacidad límite inferior en cada rango de capacidad correspondiente al ESS real;
una etapa de medición de la tensión de salida para medir una tensión de salida del ESS real;
una etapa de comparación para comparar la tensión de salida medida del ESS real con las tensiones de referencia primera y segunda; y
una etapa de determinación de la carga/descarga para determinar la carga o la descarga del ESS real de acuerdo con el resultado de comparación de la etapa de comparación.
5. El método de la reivindicación 4, en donde la etapa de determinación de la carga/descarga realiza la carga cuando la tensión de salida del ESS real es inferior o igual a la primera tensión de referencia de acuerdo con el resultado de comparación de la etapa de comparación y detiene la carga y realiza la descarga cuando la tensión de salida del ESS real supera la primera tensión de referencia.
6. El método de la reivindicación 4, en donde la etapa de determinación de la carga/descarga realiza la descarga cuando la tensión de salida del ESS real es superior o igual a la segunda tensión de referencia de acuerdo con el resultado de comparación de la etapa de comparación y detiene la descarga y realiza la carga cuando la tensión de salida del ESS real es inferior a la segunda tensión de referencia.
7. Un dispositivo de predicción del estado de salud, SOH, de un sistema de almacenamiento de energía, ESS, que comprende:
una pluralidad de ESS reales (10); y
una unidad de análisis (100) para medir y analizar datos de ciclos de carga/descarga de cada uno de la pluralidad de ESS reales (10),
en donde la unidad de análisis (100) comprende:
una unidad de división virtual de la capacidad (110) para dividir virtualmente la capacidad del ESS que ha de medirse en dos o más rangos de capacidad;
una unidad de establecimiento de tensión de referencia (120) para establecer una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se correspondan con el rango de capacitancia dividido; y una unidad de predicción del SOH del ESS (130) para predecir el SOH del eSs a partir de los datos de ciclos de carga/descarga introducidos mediante al menos uno de:
un primer método para predecir el SOH del ESS simplemente sumando los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales (10);
un segundo método para predecir el SOH del ESS mediante una suma combinada de los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales (10); y
un tercer método para predecir el SOH del ESS utilizando una probabilidad multiplicativa de los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales (10),
en donde el número de ESS reales (10) es igual o superior al número de rangos de capacidad divididos por la unidad de división virtual de la capacidad (110),
en donde la unidad de análisis (100) transmite una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se corresponden con el rango de capacidad dividido a la pluralidad de ESS reales (10) y repite el proceso de carga o descarga de cada ESS real (10) para medir datos de ciclos de carga/descarga en función del rango de capacidad dividido, en donde la medición de los datos de ciclos de carga o descarga de cada rango de capacidad se realiza en un ESS real diferente.
8. El dispositivo de la reivindicación 7, en donde la unidad de división virtual de la capacidad (110) establece el rango de capacidad dividido virtualmente para solapar rangos adyacentes entre sí en un margen predeterminado,
en donde la primera tensión de referencia es un valor correspondiente a una capacidad límite superior de cada rango de capacidad dividido,
en donde la segunda tensión de referencia es un valor correspondiente a una capacidad límite inferior de cada rango de capacidad dividido,
en donde la primera tensión de referencia es superior a la segunda tensión de referencia.
9. El dispositivo de la reivindicación 7, en donde cada uno de la pluralidad de ESS reales (10) comprende un BSC (11) para controlar la carga/descarga de un ESS real (10),
en donde cuando la tensión de salida inicial del ESS real (10) es inferior o igual a la primera tensión de referencia, después de que se realice la carga hasta que la tensión de salida del ESS real (10) se convierta en la primera tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real (10) supera la primera tensión de referencia, el BSC (11) detiene la carga y realiza la descarga,
en donde cuando la tensión de salida inicial del ESS real (10) es superior o igual a la segunda tensión de referencia, después de que se realice la descarga hasta que la tensión de salida del ESS real (10) se convierta en la segunda tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real (10) se vuelve inferior a la segunda tensión de referencia, el BSC (11) detiene la descarga y realiza la carga.
10. Un dispositivo de predicción del estado de salud, SOH, de un sistema de almacenamiento de energía, ESS, que comprende:
una pluralidad de ESS reales (10); y
una unidad de análisis (100) para medir y analizar datos de ciclos de carga/descarga de cada uno de la pluralidad de ESS reales (10),
en donde la unidad de análisis (100) comprende:
una unidad de división virtual de la capacidad (110) para dividir virtualmente la capacidad del ESS que ha de medirse en dos o más rangos de capacidad;
una unidad de establecimiento de tensión de referencia (120) para establecer una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se correspondan con el rango de capacitancia dividido; y una unidad de predicción del SOH del ESS (130) para predecir el SOH del ESS a partir de los datos de ciclos de carga/descarga introducidos mediante al menos uno de:
un primer método para predecir el SOH del ESS simplemente sumando los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales (10);
un segundo método para predecir el SOH del ESS mediante una suma combinada de los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales (10); y
un tercer método para predecir el SOH del ESS utilizando una probabilidad multiplicativa de los datos de ciclos de carga/descarga en función de cada rango de capacidad medidos en cada uno de la pluralidad de ESS reales (10),
en donde el número de los dos o más rangos de capacidad divididos por la unidad de división virtual de la capacidad (110) es igual o inferior al número de ESS reales (10),
en donde la unidad de análisis (100) transmite una primera tensión de referencia y una segunda tensión de referencia que se corresponden con el rango de capacidad dividido a la pluralidad de ESS reales (10) y repite el proceso de carga o descarga de cada ESS real (10) para medir datos de ciclos de carga/descarga en función del rango de capacidad dividido, en donde la medición de los datos de ciclos de carga o descarga de cada rango de capacidad se realiza en un ESS real diferente.
11. El dispositivo de la reivindicación 10, en donde la unidad de división virtual de la capacidad (110) establece el rango de capacidad dividido virtualmente para solapar rangos adyacentes entre sí en un margen predeterminado,
en donde la primera tensión de referencia es un valor correspondiente a una capacidad límite superior de cada rango de capacidad dividido,
en donde la segunda tensión de referencia es un valor correspondiente a una capacidad límite inferior de cada rango de capacidad dividido,
en donde la primera tensión de referencia es superior a la segunda tensión de referencia.
12. El dispositivo de la reivindicación 10, en donde cada uno de la pluralidad de ESS reales (10) comprende un BSC (11) para controlar la carga/descarga de un ESS real (10),
en donde cuando la tensión de salida inicial del ESS real (10) es inferior o igual a la primera tensión de referencia, después de que se realice la carga hasta que la tensión de salida del ESS real (10) se convierta en la primera tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real (10) supera la primera tensión de referencia, el BSC (11) detiene la carga y realiza la descarga,
en donde cuando la tensión de salida inicial del ESS real (10) es superior o igual a la segunda tensión de referencia, después de que se realice la descarga hasta que la tensión de salida del ESS real (10) se convierta en la segunda tensión de referencia, cuando la tensión de salida del ESS real (10) se vuelve inferior a la segunda tensión de referencia, el BSC (11) detiene la descarga y realiza la carga.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008004428A1 (en) * 2006-07-05 2008-01-10 Central Glass Company, Limited Hydrogen generating method, hydrogen generating alloy and method for manufacturing hydrogen generating alloy
ES2991479T3 (es) * 2019-08-23 2024-12-03 Lg Energy Solution Ltd Método para predecir el estado de salud de una batería y grupo de baterías que lo emplea
CN111707954A (zh) * 2020-06-18 2020-09-25 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 一种磷酸铁锂动力电池寿命预测方法
KR102848074B1 (ko) 2020-08-21 2025-08-19 주식회사 엘지에너지솔루션 양극활물질 저장 특성을 반영한 배터리 셀의 수명 예측 방법
WO2022075655A1 (en) 2020-10-06 2022-04-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and systems for detecting faulty behavior in a battery
KR102872608B1 (ko) * 2020-11-09 2025-10-16 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 방전시간 예측 방법 및 장치
KR102911911B1 (ko) * 2021-04-29 2026-01-13 한국전기연구원 배터리 가용용량 예측 방법 및 그 장치
CN113359051B (zh) * 2021-06-08 2024-08-20 北京车和家信息技术有限公司 电池模组健康状态的评估方法、装置、设备、介质和车辆
KR102618037B1 (ko) 2022-06-20 2023-12-27 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치, 배터리 진단 방법 및 배터리 진단 시스템
US12109909B2 (en) * 2022-08-11 2024-10-08 GM Global Technology Operations LLC Goal-based electric vehicle charging
CN119046671B (zh) * 2024-10-31 2025-04-08 青岛科技大学 基于Transformer编码器的改进数据分段锂离子电池SOH估计方法

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3618472B2 (ja) * 1996-07-01 2005-02-09 富士通株式会社 電池ユニット及び電池ユニットを使用する装置
JP3458785B2 (ja) * 1999-08-31 2003-10-20 サンケン電気株式会社 バッテリ寿命判定装置及び方法
JP3878397B2 (ja) 2000-07-19 2007-02-07 九州電力株式会社 二次電池の満充電、電池劣化度及び放電可能容量判定方法及び装置
US7429849B2 (en) * 2003-11-26 2008-09-30 Toyo System Co., Ltd. Method and apparatus for confirming the charge amount and degradation state of a battery, a storage medium, an information processing apparatus, and an electronic apparatus
US9366732B2 (en) 2009-09-04 2016-06-14 Board Of Regents, The University Of Texas System Estimation of state-of-health in batteries
DE102010031337A1 (de) 2010-07-14 2012-01-19 Sb Limotive Company Ltd. Verfahren zur Ermittlung der voraussichtlichen Lebensdauer wenigstens einer Batteriezelle, Batterie mit einer Mehrzahl von Batteriezellen und Kraftfahrzeug
CN102520367A (zh) 2011-12-26 2012-06-27 中国电子科技集团公司第十八研究所 一种空间用氢镍蓄电池寿命评估方法
KR101498761B1 (ko) 2012-02-02 2015-03-04 주식회사 엘지화학 배터리의 수명 예측 방법 및 장치, 이를 이용한 배터리 관리 시스템
KR101338348B1 (ko) 2012-05-25 2013-12-06 주식회사 피엠그로우 배터리팩의 배터리 유닛 노후화 시스템 및 방법
US9297861B2 (en) * 2012-11-28 2016-03-29 Changs Ascending Enterprise Co., Ltd. State of health determination without unnoticed battery shut down
KR101865972B1 (ko) 2012-12-27 2018-06-08 현대자동차주식회사 배터리의 열화 판단방법
CN103197257A (zh) * 2013-04-03 2013-07-10 华为技术有限公司 电池健康状态检测方法及装置
CN103344917B (zh) 2013-06-13 2015-08-12 北京交通大学 一种锂电池循环寿命快速测试方法
JP6199999B2 (ja) 2013-07-04 2017-09-20 エルジー・ケム・リミテッド 電池のｓｏｃ推定方法及びシステム
CN103389471B (zh) * 2013-07-25 2015-12-09 哈尔滨工业大学 一种基于gpr带有不确定区间的锂离子电池循环寿命间接预测方法
JP2015099042A (ja) * 2013-11-18 2015-05-28 ローム株式会社 電池残量推定装置およびそれを用いた電源システム、電子機器
CN105848978B (zh) 2013-12-27 2018-10-23 三洋电机株式会社 控制系统、车辆用电源装置
KR102225667B1 (ko) * 2014-07-02 2021-03-12 삼성전자주식회사 배터리의 상태를 추정하는 방법 및 장치
KR102241683B1 (ko) * 2014-07-30 2021-04-19 삼성전자주식회사 배터리의 상태를 추정하는 방법 및 장치
JP6238314B2 (ja) 2015-02-26 2017-11-29 学校法人立命館 蓄電池劣化診断方法及び蓄電池劣化診断装置
KR102553030B1 (ko) 2015-10-16 2023-07-06 삼성전자주식회사 재구성 가능한 배터리 팩의 수명 예측을 위한 배터리 관리 시스템 및 재구성 가능한 배터리 팩의 수명 예측 방법
JP6868976B2 (ja) 2015-12-17 2021-05-12 ローム株式会社 充電式のバッテリの劣化推定方法、劣化推定回路、およびそれを用いた電子機器、自動車
KR101772036B1 (ko) * 2015-12-30 2017-08-28 주식회사 효성 배터리 수명 추정 방법 및 장치
KR102117316B1 (ko) 2016-07-06 2020-06-01 주식회사 엘지화학 Cc/cv 비율을 이용한 이차전지의 가용 용량 추정 장치
CN107045103B (zh) * 2016-11-29 2020-02-04 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 电动汽车动力电池寿命测试装置和方法
JP6428958B2 (ja) * 2017-03-29 2018-11-28 株式会社Ｇｓユアサ 劣化推定装置、劣化推定方法およびコンピュータプログラム
EP3605124B1 (en) * 2017-03-29 2023-05-03 GS Yuasa International Ltd. Degradation estimating device, degradation estimating method, and computer program
CN107015157B (zh) * 2017-04-01 2019-04-16 湖南银杏数据科技有限公司 基于恒流等压升片段的锂电池剩余循环寿命在线快速测试法
CN107024664B (zh) 2017-04-01 2019-04-12 湖南银杏数据科技有限公司 基于恒流充电片段的锂电池剩余寿命快速预测法
CN107271913B (zh) 2017-06-28 2019-03-22 北京工业大学 一种应用于动力电池剩余容量预测的方法
CN107768708A (zh) 2017-08-28 2018-03-06 天津力神电池股份有限公司 锂电池石墨负极材料循环性能的快速评价方法
CN107728072A (zh) 2017-10-10 2018-02-23 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池循环寿命的快速预测方法
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