ES3031793T3 - Apparatus and method for detecting low-voltage defective battery cell - Google Patents

Apparatus and method for detecting low-voltage defective battery cell

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ES3031793T3 ES20765631T ES20765631T ES3031793T3 ES 3031793 T3 ES3031793 T3 ES 3031793T3 ES 20765631 T ES20765631 T ES 20765631T ES 20765631 T ES20765631 T ES 20765631T ES 3031793 T3 ES3031793 T3 ES 3031793T3
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Abstract

Un paquete de baterías según una realización de la presente invención comprende un BMS para controlar el paquete de baterías, en donde el BMS incluye: un módulo de cálculo del valor de resistencia interna para calcular el valor de resistencia interna específico de la celda de la batería inmediatamente después de que un paquete de baterías se cargue durante un tiempo predeterminado o se descargue durante un tiempo predeterminado; un módulo de detección de celdas de batería con valor de resistencia interna máxima para detectar celdas de batería que tienen un valor de resistencia interna máxima de entre los valores de resistencia interna específicos de la celda de la batería calculados; y un módulo de determinación de celdas de batería defectuosas para determinar celdas de batería defectuosas sobre la base del número de veces que se detectan las celdas de batería que tienen el valor de resistencia interna específico de la celda de la batería máxima. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método para detectar una célula de batería defectuosa de baja tensión
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a un aparato y un método para detectar una célula de batería defectuosa por subtensión.
En particular, la presente divulgación se refiere a un aparato y un método para prevenir un accidente de seguridad de un paquete de baterías debido a la desviación de célula de batería mediante la detección de una característica de una célula de batería defectuosa por subtensión en una fase temprana.
Antecedentes de la invención
Un paquete de baterías es un conjunto fabricado de manera que un módulo se ensambla soldando y alojando una única célula de batería en un alojamiento, y luego una pluralidad de módulos se conectan mediante una barra colectora o un cable. En el paquete de baterías, se genera con frecuencia un defecto de una célula de batería. Un ejemplo de supervisión del estado de una batería de almacenamiento puede encontrarse, por ejemplo, en el documento US 202017/350946 A1.
Cuando se genera un defecto en una de las células de batería del paquete de baterías, la célula de batería correspondiente puede tener una resistencia interna (IR) que es extremadamente variada cuando se carga o descarga.
Es decir, se forma una tensión superior a la de una célula de batería normal en un estado de carga, y una tensión inferior a la de la célula de batería normal en un estado de descarga.
En este caso, cuando la carga o la descarga se realiza repetidamente aunque se genere una célula de batería defectuosa por subtensión, puede degradarse el rendimiento general del paquete de baterías.
En particular, en el caso de un sistema de almacenamiento de energía (ESS) en el que están conectados una pluralidad de paquetes de batería, el ESS puede no utilizarse eficientemente debido a una desviación entre los paquetes de batería del ESS porque una célula de batería defectuosa causa la reducción del rendimiento del paquete de baterías que incluye la célula de batería defectuosa.
Además, cuando la célula de batería defectuosa por subtensión se carga o descarga continuamente, puede generarse un cortocircuito en la célula de batería defectuosa, y cuando se genera el cortocircuito, puede producirse una ignición o una limitación de seguridad.
Por tanto, en una realización a modo de ejemplo, se sugieren un aparato y un método para detectar célula de batería de subtensión en una fase temprana.
(Documento de la técnica relacionada) Patente coreana registrada n.° KR 1367860 B1 o US 2017/350946 A1.
Explicación de la invención
Problema técnico
La presente divulgación proporciona un aparato y un método para detectar una célula de batería defectuosa por subtensión de células de batería de un paquete de baterías.
La presente divulgación también proporciona un método para utilizar de forma segura un paquete de baterías mediante la detección de una célula de batería defectuosa por subtensión en una fase temprana.
Solución técnica
La presente invención proporciona un paquete de baterías tal como se define en la reivindicación independiente 1 y dos métodos para detectar una célula de batería defectuosa de un paquete de baterías tal como se define en las reivindicaciones independientes 5 y 7. Las realizaciones preferidas se definen en las reivindicaciones dependientes 60 adjuntas. Según una realización a modo de ejemplo, el paquete de baterías que incluye una pluralidad de células de batería incluye un sistema de gestión de baterías (BMS) configurado para controlar el paquete de baterías. En este caso, el BMS incluye: un módulo de cálculo de valor de resistencia interna configurado para calcular un valor de resistencia interna para cada célula de batería directamente después de que el paquete de baterías se carga o descarga durante un tiempo predeterminado; un módulo de detección de célula de batería con valor de resistencia interna máxima configurado para detectar una célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna de los valores de resistencia interna calculados; y un módulo de determinación de célula de batería defectuosa configurado para determinar una célula de batería defectuosa en base a un número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna para cada célula de batería.
El módulo de cálculo de valor de resistencia interna puede calcular repetidamente el valor de resistencia interna directamente después de que el paquete de baterías se haya cargado o descargado durante un tiempo predeterminado.
El módulo de detección de célula de batería con valor de resistencia interna máxima puede detectar la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna de los valores de resistencia interna calculados para cada célula de batería directamente después de que el paquete de baterías se cargue o descargue durante un tiempo predeterminado y contar el número detectado de la célula de batería detectada como la célula de batería que tiene el valor de resistencia interna máxima.
El módulo de determinación de célula de batería defectuosa puede determinar una célula de batería que tiene un número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el valor de resistencia interna máxima, igual o mayor que un número detectado predeterminado como célula de batería defectuosa cuando está presente la célula de batería que tiene el número detectado, que es el número como la célula de batería que tiene el valor de resistencia interna máxima, igual o mayor que el número detectado predeterminado.
El paquete de baterías puede incluir además una parte de alarma configurada para transmitir una señal de alarma al exterior cuando la célula de batería determinada como defectuosa en el módulo de determinación de célula de batería defectuosa está presente.
El valor de resistencia interna puede ser un valor de resistencia interna de corriente continua (DCIR) calculado mediante un método de cálculo de DCIR.
Según otra realización a modo de ejemplo, un método para detectar una célula de batería defectuosa de un paquete de baterías que incluye una pluralidad de células de batería incluye: un proceso de carga de cargar el paquete de baterías durante un tiempo predeterminado; un proceso de cálculo de valor de resistencia interna de calcular un valor de resistencia interna para cada una de la pluralidad de células de batería por un sistema de gestión de baterías (BMS) directamente después del proceso de carga; un proceso de recuento de número detectado de detectar una célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna de la pluralidad de células de batería y contar un número detectado de la célula de batería detectada que tiene el mayor valor de resistencia interna por el BMS; y un proceso de determinación de célula de batería defectuosa para determinar una célula de batería que tiene el mayor número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna por el BMS después de realizar repetidamente el proceso de carga, el proceso de cálculo de valor de resistencia interna, y el proceso de recuento de número detectado a una frecuencia de un tiempo predeterminado con tiempos de repetición predeterminados.
En el proceso de determinación de célula de batería defectuosa, el BMS puede determinar todas las células de batería del paquete de baterías como un estado normal cuando la célula de batería que tiene el número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna para cada célula de batería, igual o mayor que un número detectado predeterminado no está presente.
Según todavía otra realización a modo de ejemplo, un método para detectar una célula de batería defectuosa de un paquete de baterías que incluye una pluralidad de células de batería incluye: un proceso de descarga para descargar el paquete de baterías durante un tiempo predeterminado; un proceso de cálculo de valor de resistencia interna de corriente continua (DCIR) para calcular un valor de resistencia interna para cada una de la pluralidad de células de batería por un sistema de gestión de baterías (BMS) directamente después del proceso de descarga; un proceso de recuento de número detectado para detectar una célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna de la pluralidad de células de batería y contar el número detectado de la célula de batería detectada que tiene el mayor valor de resistencia interna para cada célula de batería por el BMS; y un proceso de determinación de célula de batería defectuosa para determinar la célula de batería que tiene el mayor número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna por el BMS después de realizar repetidamente el proceso de descarga, el proceso de cálculo de valor de resistencia interna, y el proceso de recuento de número detectado a una frecuencia de un tiempo predeterminado con tiempos de repetición predeterminados.
En el proceso de determinación de célula de batería defectuosa, el BMS puede determinar todas las células de batería del paquete de baterías como un estado normal cuando la célula de batería que tiene el número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna para cada célula de batería, igual o mayor que un número detectado predeterminado no está presente.
El método puede incluir además un proceso de transmisión de señal de alarma de célula de batería defectuosa para transmitir una señal de alarma, que notifica la presencia de una célula de batería defectuosa al exterior cuando la célula de batería determinada como la célula de batería defectuosa en el proceso de determinación de célula de batería defectuosa está presente.
La resistencia interna calculada en el proceso de cálculo de valor de resistencia interna puede ser un valor de DCIR calculado mediante un método de cálculo de DCIR.
Efectos ventajosos
El paquete de baterías según la realización a modo de ejemplo, que es un dispositivo para detectar la célula de batería defectuosa por subtensión, puede detectar la célula de batería defectuosa de las células de batería del paquete de baterías en la fase temprana.
Además, la realización a modo de ejemplo puede resolver una limitación de la reducción del rendimiento del paquete de baterías debido a la célula de batería defectuosa mediante la detección de la célula de batería defectuosa por subtensión en la fase temprana.
Además, la realización a modo de ejemplo puede detectar la célula de batería defectuosa por subtensión en la fase inicial para evitar una situación en la que a medida que la célula de batería defectuosa se genera en uno de los paquetes de batería del sistema de almacenamiento de energía (ESS), el rendimiento del paquete de baterías que incluye la célula de batería defectuosa por subtensión puede disminuir, y el ESS puede no utilizarse eficientemente. Además, la realización a modo de ejemplo puede evitar la limitación de seguridad y la ignición, que pueden generarse cuando la célula de batería defectuosa por subtensión se carga o descarga continuamente, detectando célula de batería de subtensión en la fase temprana.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama de flujo que representa un método para detectar una célula de batería defectuosa por subtensión cuando se carga un paquete de baterías según una realización a modo de ejemplo.
La FIG. 2 es un diagrama de flujo que representa un método para detectar una célula de batería defectuosa por subtensión cuando el paquete de baterías está descargado según otra realización a modo de ejemplo.
La FIG. 3 es una vista que muestra una configuración de un paquete de baterías según una realización a modo de ejemplo.
Realización preferente de la invención
En lo sucesivo, las realizaciones preferidas de la presente invención se describirán en detalle con referencia a los dibujos adjuntos de tal manera que la idea técnica de la presente invención pueda ser llevada a cabo fácilmente por una persona con conocimientos ordinarios en la técnica a la que pertenece la invención.
1. Método para detectar una célula de batería defectuosa por subtensión cuando está cargada según una realización a modo de ejemplo.
Un método utilizado habitualmente para detectar un defecto de una célula de batería de subtensión debido al deterioro durante el uso determina un defecto solo cuando se detecta sustancialmente una subtensión midiendo una tensión de una célula de batería. Es decir, un estado en el que se genera un defecto en una célula de batería se detecta después de que ya se haya generado la célula de batería defectuosa por subtensión.
Por otra parte, una célula de batería, que tiene una alta posibilidad de ser una célula de batería defectuosa debido al deterioro generado en la célula de batería, etc., exhibe una característica en la que un valor de resistencia interna medido directamente después de la carga es mayor que el medido en una célula de batería normal cuando la carga se realiza durante un tiempo predeterminado. Por tanto, en una realización a modo de ejemplo, la célula de batería defectuosa por subtensión puede detectarse en una fase temprana repitiendo un proceso de carga de un paquete de baterías durante un tiempo predeterminado, calculando un valor de resistencia interna para cada célula de batería directamente después de la carga, y detectando una célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, determinando de este modo la célula de batería, que tiene el mayor número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, como la célula de batería defectuosa por subtensión.
La FIG. 1 es un diagrama de flujo que representa un método para detectar la célula de batería defectuosa por subtensión cuando el paquete de baterías está cargado según una realización a modo de ejemplo.
En lo sucesivo, se describirá con referencia a la FIG. 1 el método para detectar la célula de batería defectuosa por subtensión cuando el paquete de baterías está cargado según una realización a modo de ejemplo.
El método para detectar la célula de batería defectuosa por subtensión cuando el paquete de baterías está cargado según una realización a modo de ejemplo puede incluir: un proceso de carga S110 para cargar el paquete de baterías durante un tiempo predeterminado; un proceso de cálculo de valor de resistencia interna S120 para calcular un valor de resistencia interna de cada una de la pluralidad de células de batería directamente después del proceso de carga S110; un proceso de recuento de número detectado S130 para detectar una célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna de la pluralidad de células de batería y contar el número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna; y un proceso de determinación de célula de batería defectuosa S150, S160, y S170 para determinar una célula de batería que tiene el mayor número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna en un sistema de gestión de baterías (BMS) después de un proceso S140 de repetición del proceso de carga S110, el proceso de cálculo de valor de resistencia interna S120, y el proceso de recuento de número detectado S130 a una frecuencia de un tiempo predeterminado con un número repetido predeterminado.
La resistencia interna calculada en el proceso de cálculo de valor de resistencia interna puede ser un valor de DCIR medido por un método de resistencia interna de corriente continua (DCIR).
El valor de DCIR puede calcularse para cada célula de batería utilizando un método de conversión de una cantidad de variación de tensión y corriente en un valor de resistencia en el BMS. Una técnica de cálculo del DCIR para cada célula de la batería es un método bien conocido.
El proceso de determinación de célula de batería defectuosa S150, S160 y S170 realiza un proceso S180 de determinación de todas las células de batería del paquete de baterías como estado normal cuando no está presente una célula de batería que tiene el número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, igual o mayor que un número detectado predeterminado.
El número detectado predeterminado puede determinarse según un número predeterminado de repeticiones del proceso de carga S110, el proceso de cálculo de valor de resistencia interna S120 y el proceso de recuento de número detectado S130, y cada uno de los tiempos de repetición predeterminados y el número detectado predeterminado puede ser un valor que se establece de forma diferente según una capacidad y un propósito de uso de la célula de batería.
Por ejemplo, el número detectado predeterminado puede ser el número correspondiente a aproximadamente el 80 % o más de los tiempos de repetición predeterminados de repetir el proceso de carga, el proceso de cálculo de valor de resistencia interna y el proceso de recuento de número detectado.
En una realización particular, cuando las células de batería primera a quinta tienen el número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, de 0 veces, 0 veces, cuatro veces, una vez y 0 veces, respectivamente, en un proceso de carga del paquete de baterías que incluye las células de batería primera a quinta en cinco veces, dado que la tercera célula de batería tiene el número detectado de cuatro como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, y este número de repetición es aproximadamente el 80 % o más del número de repetición de cinco, la tercera célula de batería puede determinarse como una célula de batería defectuosa.
Cuando se detecta la célula de batería defectuosa en el proceso de determinación de célula de batería defectuosa, puede proporcionarse adicionalmente un proceso de transmisión de señal de alarma S170 para notificar la presencia de una célula de batería defectuosa al exterior.
Por ejemplo, el proceso de transmisión de señal de alarma puede notificar al exterior la presencia de la célula de batería defectuosa mediante una señal luminosa o una señal acústica.
2. Método para detectar una célula de batería defectuosa cuando está descargada según otra realización a modo de ejemplo.
Un método típicamente utilizado para detectar un defecto de una célula de batería de subtensión debido al deterioro durante el uso determina un defecto solo cuando se detecta sustancialmente una subtensión midiendo una tensión de una célula de batería. Es decir, un estado en el que se genera un defecto en una célula de batería se detecta después de que ya se haya generado la célula de batería defectuosa por subtensión.
Por otra parte, una célula de batería, que tiene una alta posibilidad de ser una célula de batería defectuosa debido al deterioro generado en la célula de batería, etc., exhibe una característica en la que un valor de DCIR medido directamente después de descargada es mayor que un valor de resistencia interna medido en una célula de batería normal cuando la descarga se realiza durante un tiempo predeterminado. Por tanto, en otra realización a modo de ejemplo, la célula de batería defectuosa por subtensión puede detectarse en una fase temprana repitiendo un proceso de carga de un paquete de baterías durante un tiempo predeterminado, calculando un valor de resistencia interna para cada célula de batería directamente después de descargada, y detectando una célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, determinando de este modo la célula de batería, que tiene el mayor número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, como la célula de batería defectuosa por subtensión.
La FIG. 2 es un diagrama de flujo que representa un método para detectar la célula de batería defectuosa por subtensión cuando el paquete de baterías está descargado según otra realización a modo de ejemplo.
En lo sucesivo, se describirá con referencia a la FIG. 2 el método para detectar la célula de batería defectuosa por subtensión cuando el paquete de baterías está descargado según otra realización a modo de ejemplo.
El método para detectar la célula de batería defectuosa por subtensión cuando el paquete de baterías está descargado según otra realización a modo de ejemplo puede incluir: un proceso de descarga S210 para descargar el paquete de baterías durante un tiempo predeterminado; un proceso de cálculo de valor de resistencia interna S220 para calcular un valor de resistencia interna de cada una de la pluralidad de células de batería directamente después del proceso de descarga S210; un proceso de recuento de número detectado S230 para detectar una célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna de la pluralidad de células de batería y recuento del número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna; y un proceso de determinación de célula de batería defectuosa S250, S260, y S270 para determinar una célula de batería que tiene el mayor número detectado de la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna en un BMS después de un proceso S140 de repetición del proceso de descarga S210, el proceso de cálculo de valor de resistencia interna S220, y el proceso de recuento de número detectado S230 a una frecuencia de un tiempo predeterminado con un número repetido predeterminado.
La resistencia interna calculada en el proceso de cálculo de valor de resistencia interna S220 puede ser un valor de DCIR calculado por el método de resistencia interna de corriente continua (DCIR).
El valor de DCIR puede calcularse para cada célula de batería utilizando el método de convertir una cantidad de variación de tensión y corriente en un valor de resistencia en el BMS. La técnica de cálculo del DCIR para cada célula de batería es un método bien conocido.
El proceso de determinación de célula de batería defectuosa S250, S260 y S270 realiza un proceso S280 de determinación de todas las células de batería del paquete de baterías como estado normal cuando una célula de batería, en la que el número detectado como célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna es igual o mayor que un número detectado predeterminado, no está presente.
El número detectado predeterminado puede determinarse según un número predeterminado de repeticiones del proceso de descarga, el proceso de cálculo de valor de resistencia interna y el proceso de recuento de número detectado, y cada uno de los tiempos de repetición predeterminados y el número detectado predeterminado puede ser un valor que se establece de forma diferente según una capacidad y un propósito de uso de la célula de batería. Por ejemplo, el número detectado predeterminado puede ser el número correspondiente a aproximadamente el 80 % o más de los tiempos de repetición predeterminados de repetir el proceso de descarga, el proceso de cálculo de valor de resistencia interna y el proceso de recuento de número detectado.
En una realización particular, cuando las células de batería primera a quinta tienen el número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, de 0 veces, 0 veces, cuatro veces, una vez y 0 veces, respectivamente, en un proceso de descarga del paquete de baterías que incluye las células de batería primera a quinta en cinco veces, ya que la tercera célula de batería tiene el número detectado de cuatro como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, y este número de repetición es aproximadamente el 80 % o más del número de repetición de cinco, la tercera célula de batería puede determinarse como una célula de batería defectuosa.
Cuando una célula de batería determinada como célula de batería defectuosa está presente en el proceso de determinación de célula de batería defectuosa, puede proporcionarse adicionalmente un proceso de transmisión de señal de alarma S270 para notificar la presencia de una célula de batería defectuosa al exterior.
Por ejemplo, el proceso de transmisión de señal de alarma puede notificar al exterior la presencia de la célula de batería defectuosa mediante una señal luminosa o una señal acústica.
3. Paquete de baterías según una realización a modo de ejemplo
La FIG. 3 es una vista que muestra una configuración de un paquete de baterías según una realización a modo de ejemplo.
En lo sucesivo, el paquete de baterías según una realización a modo de ejemplo se describirá con referencia a la FIG. 3.
Un paquete 10 de baterías según una realización a modo de ejemplo puede aplicarse con el método descrito anteriormente para detectar una célula de batería defectuosa según una realización a modo de ejemplo y el método para detectar una célula de batería defectuosa según otra realización a modo de ejemplo.
Un paquete de baterías según otra realización a modo de ejemplo puede incluir un sistema 100 de gestión de baterías (BMS) que controla una pluralidad de células de batería y el paquete de baterías.
En particular, el BMS 100 puede incluir: un módulo 110 de cálculo de valor de resistencia interna que calcula un valor de resistencia interna para cada célula de batería directamente después de que el paquete de baterías se cargue o descargue durante un tiempo predeterminado; un módulo 120 de detección de célula de batería con valor de resistencia interna máxima que detecta una célula de batería que tiene un valor de resistencia interna máxima de los valores de resistencia interna calculados para cada célula de batería; y un módulo 130 de determinación de célula de batería defectuosa que determina una célula de batería defectuosa en base al número detectado como la célula de batería que tiene el valor de resistencia interna máxima.
En este caso, el módulo 110 de cálculo de valor de resistencia interna puede realizar el proceso de cálculo del valor de resistencia interna directamente después de que el paquete de baterías se cargue o descargue durante el tiempo predeterminado siempre que el paquete de baterías se cargue o descargue.
En otras palabras, el módulo 110 de cálculo de valor de resistencia interna puede calcular el valor de resistencia interna una vez cuando el paquete de baterías se carga una vez y calcular el valor de resistencia interna cinco veces cuando el paquete de baterías se carga cinco veces.
Además, el módulo 120 de detección de células de batería con valor de resistencia interna máxima puede detectar la célula de batería que tiene el valor de resistencia interna máxima de los valores de resistencia interna calculados directamente después de que el paquete de baterías se cargue o descargue durante un tiempo predeterminado y contar el número detectado de la célula de batería detectada como la célula de batería que tiene el valor de resistencia interna máxima.
Además, cuando el módulo 130 de determinación de célula de batería defectuosa puede determinar una célula de batería que tiene el número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el valor de resistencia interna máxima, igual o mayor que un número detectado predeterminado está presente directamente después de que el paquete de baterías se cargue o descargue, la célula de batería que tiene el número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el valor de resistencia interna máxima, igual o mayor que el número detectado predeterminado puede determinarse como una célula de batería defectuosa.
En una realización particular, cuando las células de batería primera a quinta tienen el número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, de 0 veces, 0 veces, cuatro veces, una vez y 0 veces, respectivamente, en un proceso de carga del paquete de baterías que incluye las células de batería primera a quinta en cinco veces, dado que la tercera célula de batería tiene el número detectado de cuatro como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna, y este número de repetición es aproximadamente el 80 % o más del número de repetición de cinco, la tercera célula de batería puede determinarse como la célula de batería defectuosa.
En este caso, el paquete de baterías puede incluir además una parte 200 de alarma que transmite una señal de alarma al exterior cuando una célula de batería determinada como la célula de batería defectuosa en el módulo 130 de determinación de célula de batería defectuosa está presente.
Por ejemplo, la parte de alarma puede incluir al menos uno de un elemento emisor de luz que emite una señal luminosa cuando se recibe una señal defectuosa del módulo de determinación de célula de batería defectuosa y un altavoz que emite una señal acústica cuando se recibe una señal defectuosa del módulo de determinación de célula de batería defectuosa.

Claims (10)

REIVINDICACIONES
1. Un paquete de baterías que comprende una pluralidad de células de batería, comprendiendo el paquete de baterías un sistema (100) de gestión de baterías, BMS, configurado para controlar el paquete de baterías, en el que el BMS comprende:
un módulo (110) de cálculo de valor de resistencia interna configurado para calcular un valor de resistencia interna para cada célula de batería directamente después de que el paquete de baterías se carga o descarga durante un tiempo predeterminado siempre que el paquete de baterías se carga o descarga;
un módulo (120) de detección de célula de batería con valor de resistencia interna máxima configurado para detectar una célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna de los valores de resistencia interna calculados y contar un número detectado que es un número de veces que se detecta una célula de batería respectiva que tiene el mayor valor de resistencia interna; y
un módulo (130) de determinación de célula de batería defectuosa configurado para determinar una célula de batería defectuosa como la célula de batería que tiene el mayor número detectado después de que el proceso de carga o descarga del paquete de baterías se realiza repetidamente a una frecuencia de un tiempo predeterminado con un tiempo de repetición predeterminado.
2. El paquete de baterías según la reivindicación 1, en el que el módulo de determinación de célula de batería defectuosa está configurado para determinar una célula de batería que tiene un número detectado igual o mayor que un número detectado predeterminado como una célula de batería defectuosa cuando la célula de batería que tiene el número detectado igual o mayor que el número detectado predeterminado está presente.
3. El paquete de baterías según la reivindicación 1, en el que el paquete de baterías comprende además una parte (200) de alarma configurada para transmitir una señal de alarma al exterior cuando la célula de batería determinada como defectuosa en el módulo de determinación de célula de batería defectuosa está presente.
4. El paquete de baterías según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el valor de resistencia interna es un valor de resistencia interna de corriente continua (DCIR).
5. Un método para detectar una célula de batería defectuosa de un paquete de baterías que comprende una pluralidad de células de batería, comprendiendo el método:
un proceso de carga (S110) para cargar el paquete de baterías durante un tiempo predeterminado;
un proceso de cálculo del valor de resistencia interna (S120) para calcular un valor de resistencia interna para cada una de la pluralidad de células de batería por un sistema (100) de gestión de baterías, BMS, directamente después del proceso de carga;
un proceso (130) de recuento de número detectado para detectar una célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna de la pluralidad de células de batería y contar un número detectado de la célula de batería detectada que tiene el mayor valor de resistencia interna por el BMS; y
un proceso (160) de determinación de célula de batería defectuosa para determinar una célula de batería que tiene el mayor número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna por el BMS después de realizar repetidamente el proceso de carga, el proceso de cálculo de valor de resistencia interna, y el proceso de recuento de número detectado a una frecuencia de un tiempo predeterminado con tiempos de repetición predeterminados.
6. El método según la reivindicación 5, en el que en el proceso de determinación de célula de batería defectuosa, el BMS determina todas las células de batería del paquete de baterías como un estado normal cuando la célula de batería que tiene el número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna para cada célula de batería, igual o mayor que un número detectado predeterminado no está presente.
7. Un método para detectar una célula de batería defectuosa de un paquete de baterías que comprende una pluralidad de células de batería, comprendiendo el método:
un proceso de descarga para descargar el paquete de baterías durante un tiempo predeterminado;
un proceso de cálculo de valor de resistencia interna de corriente continua, DCIR, (S220) para calcular un valor de resistencia interna para cada una de la pluralidad de células de batería por un sistema (100) de gestión de baterías, BMS, directamente después del proceso de descarga;
un proceso de recuento de número detectado (S230) para detectar una célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna de la pluralidad de células de batería y contar el número detectado de la célula de batería detectada que tiene el mayor valor de resistencia interna para cada célula de batería por el BMS; y
un proceso de determinación de célula de batería defectuosa (S260) para determinar la célula de batería que tiene el mayor número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna por el BMS después de realizar repetidamente el proceso de descarga, el proceso de cálculo de valor de resistencia interna, y el proceso de recuento de número detectado a una frecuencia de un tiempo predeterminado con tiempos de repetición predeterminados.
8. El método según la reivindicación 7, en el que en el proceso de determinación de célula de batería defectuosa, el BMS determina todas las células de batería del paquete de baterías como un estado normal cuando la célula de batería que tiene el número detectado, que es el número detectado como la célula de batería que tiene el mayor valor de resistencia interna para cada célula de batería, igual o mayor que un número detectado predeterminado no está presente.
9. El método según la reivindicación 5 o 7, que comprende además un proceso de transmisión de señal de alarma de célula de batería defectuosa (S170, S270) para transmitir una señal de alarma, que notifica la presencia de una célula de batería defectuosa, al exterior cuando la célula de batería determinada como la célula de batería defectuosa en el proceso de determinación de célula de batería defectuosa está presente.
10. El método según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, en el que la resistencia interna calculada en el proceso de cálculo de valor de resistencia interna es un valor de DCIR calculado mediante un método de cálculo de DCIR.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102236384B1 (ko) * 2017-10-27 2021-04-05 주식회사 엘지화학 배터리 밸런싱을 위한 장치 및 그것을 포함하는 배터리팩
JP7052646B2 (ja) * 2018-08-29 2022-04-12 日本電信電話株式会社 模擬信号光生成装置及び模擬信号光生成方法
KR102574362B1 (ko) * 2021-07-19 2023-09-04 황다감 충전식 멀티탭
KR20230018643A (ko) * 2021-07-30 2023-02-07 주식회사 엘지에너지솔루션 결함 있는 배터리 셀의 검출 방법 및 그 방법을 제공하는 배터리 관리 시스템
KR102713432B1 (ko) * 2021-11-15 2024-10-08 (유)엘파워닉스 비상방송용 전원공급장치
KR102900640B1 (ko) * 2022-01-25 2025-12-15 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지의 저전압 불량 검사방법 및 리튬 이차전지의 제조방법
JP7544099B2 (ja) * 2022-07-11 2024-09-03 トヨタ自動車株式会社 電池の判定方法
KR20250045055A (ko) * 2023-09-25 2025-04-01 주식회사 엘지에너지솔루션 전지셀의 불량 판정 방법

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4606846B2 (ja) 2004-11-12 2011-01-05 パナソニック株式会社 電池監視装置
KR100823188B1 (ko) 2006-01-19 2008-04-18 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그의 고장셀 검출 방법
CN102893170B (zh) 2010-04-23 2015-07-22 株式会社日立制作所 电池组和电池组的控制装置
US9285433B2 (en) * 2010-06-24 2016-03-15 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery management system, battery management apparatus, method of reusing battery, and information communication terminal apparatus
JP5403191B2 (ja) * 2011-11-08 2014-01-29 新神戸電機株式会社 蓄電池状態監視システム
JP5992186B2 (ja) * 2012-03-16 2016-09-14 株式会社東芝 二次電池装置および二次電池装置の異常検出方法
US20150355286A1 (en) * 2013-01-22 2015-12-10 Sanyo Electric Co., Ltd. System for estimating failure in cell module
JP6471463B2 (ja) * 2014-11-06 2019-02-20 日立化成株式会社 蓄電池状態監視システム、蓄電池状態監視方法、および蓄電池状態監視プログラム
KR20160080802A (ko) 2014-12-30 2016-07-08 에이치엘그린파워 주식회사 배터리 팩의 저항 측정 장치 및 방법
JP2016145779A (ja) * 2015-02-09 2016-08-12 トヨタ自動車株式会社 バッテリ異常表示装置
JP6679342B2 (ja) 2016-02-24 2020-04-15 Ntn株式会社 二次電池の劣化判定装置
KR102113054B1 (ko) * 2016-03-08 2020-05-20 가부시끼가이샤 도시바 전지 감시 장치 및 방법
JP2018048893A (ja) 2016-09-21 2018-03-29 Ntn株式会社 二次電池の劣化判定装置
KR102805832B1 (ko) 2017-01-18 2025-05-12 삼성전자주식회사 배터리 관리 방법 및 장치
JP2018205313A (ja) 2017-06-05 2018-12-27 日新電機株式会社 電池の劣化推定装置及び電池の劣化推定方法

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