ES3035516T3 - Battery system diagnosing apparatus and method - Google Patents

Battery system diagnosing apparatus and method

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ES3035516T3 ES22742733T ES22742733T ES3035516T3 ES 3035516 T3 ES3035516 T3 ES 3035516T3 ES 22742733 T ES22742733 T ES 22742733T ES 22742733 T ES22742733 T ES 22742733T ES 3035516 T3 ES3035516 T3 ES 3035516T3
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Su-Hyun Chae
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Se describe una tecnología de diagnóstico de sistemas de baterías capaz de diagnosticar eficazmente, en una etapa temprana, una celda defectuosa entre varias celdas de un sistema. Un aparato de diagnóstico de sistemas de baterías, según un aspecto de la presente invención, es un aparato para diagnosticar un sistema de baterías que incluye varias celdas con lengüetas de electrodos. El aparato comprende: una unidad de medición de voltaje configurada para medir el voltaje final de cada carga o descarga con respecto a cada celda; y un procesador configurado para acumular, con el paso del tiempo, el voltaje final de cada celda, medido por la unidad de medición de voltaje, y para detectar una celda con un defecto en la lengüeta de electrodos, entre varias celdas, basándose en la tendencia de los voltajes finales acumulados. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método de diagnóstico de sistemas de baterías
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a una tecnología de diagnóstico de baterías, y más particularmente, a una tecnología de diagnóstico de baterías capaz de diagnosticar una celda de batería defectuosa en un estado de un sistema de baterías que incluye una pluralidad de celdas de batería.
Antecedentes de la técnica
Las baterías secundarias comercializadas actualmente incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquelhidrógeno, baterías de níquel-zinc, baterías secundarias de litio y similares. Entre ellas, las baterías secundarias de litio destacan porque garantizan la carga y descarga libres debido a sustancialmente ningún efecto de memoria en comparación con las baterías secundarias a base de níquel, así como una velocidad de descarga muy baja y una alta densidad de energía.
La batería secundaria de litio usa principalmente material de óxido a base de litio y carbono como material activo de electrodo positivo y material activo de electrodo negativo, respectivamente. Además, la batería secundaria de litio incluye un conjunto de electrodos en el que una placa de electrodo positivo y una placa de electrodo negativo recubiertas respectivamente con un material activo de electrodo positivo y un material activo de electrodo negativo están dispuestas con un separador interpuesto entre las mismas, y un exterior, concretamente una carcasa de batería, para recibir herméticamente el conjunto de electrodos junto con electrolito.
Generalmente, según la forma del exterior, las baterías secundarias de litio pueden clasificarse en una batería secundaria de tipo lata en la que el conjunto de electrodos está incorporado en una lata de metal y una batería secundaria de tipo bolsa en la que el conjunto de electrodos está incorporado en una bolsa de una hoja laminada de aluminio. En particular, la batería secundaria de tipo bolsa tiende a usarse más ampliamente debido a sus ventajas tales como el fácil apilamiento y el peso ligero.
La batería secundaria de tipo bolsa puede fabricarse inyectando un electrolito en un estado en el que un conjunto de electrodo se aloja en un exterior de bolsa y sellando después el exterior de bolsa.
La figura 1 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que representa una batería secundaria de tipo de<bolsa general, y la figura>2<es una vista en perspectiva que representa la batería secundaria de tipo de bolsa de la figura>1<.>
Tal como se muestra en las figuras 1 y 2, la batería 1 secundaria de tipo bolsa puede incluir un conjunto 20 de electrodo y un exterior 30 de bolsa para alojar el conjunto 20 de electrodos.
En este caso, el conjunto 20 de electrodos tiene una estructura básica que incluye una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo y un separador interpuesto entre las mismas, y puede alojarse en un espacio interior I formado dentro del exterior 30 de bolsa. En este momento, el exterior 30 de bolsa puede estar formado con una bolsa 31 superior y una bolsa 32 inferior, y se proporcionan porciones de sellado S en las superficies periféricas exteriores de la bolsa 31 superior y la bolsa 32 inferior, de modo que las porciones de sellado S se adhieren entre sí<para sellar el espacio interior I en el que se aloja el conjunto>20<de electrodos.>
En este caso, al menos una lengüeta 11 de electrodo positivo y al menos una lengüeta 12 de electrodo negativo pueden extenderse desde la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo, respectivamente. Además,<la lengüeta>11<de electrodo positivo y la lengüeta>12<de electrodo negativo pueden acoplarse con conectores de>electrodo en forma de placa, a saber, un conector 41 de electrodo positivo en forma de placa y un conector 42 de electrodo negativo en forma de placa, respectivamente. Además, una porción del conector 41 de electrodo positivo y una porción 42 del conector de electrodo negativo pueden estar expuestas fuera del exterior 30 de bolsa para proporcionar un terminal de electrodo que está conectado eléctricamente a una configuración externa de la batería secundaria, por ejemplo, otra batería secundaria o un dispositivo externo.
Como el campo de aplicación de las baterías secundarias se ha ampliado, en los últimos años, las baterías secundarias se están usando ampliamente para el accionamiento o el almacenamiento de energía, no sólo en dispositivos pequeños tales como dispositivos electrónicos portátiles, sino también en dispositivos medianos y grandes tales como vehículos y sistemas de almacenamiento de energía (ESS). En el caso de un dispositivo de tamaño mediano de este tipo, para aumentar la salida o la capacidad, pueden conectarse eléctricamente en serie y/o en paralelo un gran número de baterías secundarias. En particular, en el caso de un sistema de almacenamiento de energía, puede incluirse un número muy grande de baterías secundarias. Por ejemplo, el sistema de almacenamiento de energía puede incluir una pluralidad de estantes de batería, y cada estante de batería puede estar configurado para alojar una pluralidad de módulos de batería en un bastidor de estante. Además, cada módulo de batería puede incluir varias baterías secundarias, y cada batería secundaria puede denominarse celda de batería. Por consiguiente, el sistema de almacenamiento de energía puede incluir un número muy grande de celdas de batería, por ejemplo, de miles a decenas de miles de celdas de batería.
En el caso de un sistema de baterías de este tipo es muy importante diagnosticar el estado de cada celda de batería. Sin embargo, a medida que aumenta el número de celdas de batería incluidas en el mismo, no es fácil diagnosticar el estado de una celda de batería específica y detectar una celda de batería con un defecto. Además, puede haber muchos tipos diferentes de fallos para las celdas de batería. Por ejemplo, pueden producirse diversos problemas tales como daño exterior, daño del separador, formación de material extraño metálico, fuga de electrolito y defecto de lengüeta en la celda de batería. Entre los mismos, el defecto de lengüeta puede ser un tipo defectuoso<que se produce cuando al menos una lengüeta>11<de electrodo positivo o una lengüeta>12<de electrodo negativo, concretamente, la lengüeta>10<de electrodo, proporcionada dentro de la celda de batería, se desconecta o provoca>un error de contacto. Si se produce tal defecto de lengüeta, el rendimiento de la celda de batería correspondiente puede deteriorarse o puede producirse un mal funcionamiento y, por tanto, el rendimiento y la fiabilidad del sistema de baterías pueden deteriorarse en conjunto. Además, si se produce un problema tal como un defecto de lengüeta en una celda de batería específica, la celda de batería puede inflamarse y provocar un incendio en todo el sistema de baterías.
Por tanto, es muy importante identificar qué celda de batería tiene un problema entre el gran número de celdas de batería incluidas en el sistema de baterías y qué tipo de defecto se ha producido. En particular, cuando se produce una célula defectuosa, es muy importante diagnosticar una célula defectuosa de este tipo en una etapa temprana. Sin embargo, todavía no se ha propuesto un método eficaz para diagnosticar una celda de batería defectuosa de este tipo e incluso diagnosticar un tipo defectuoso específico en una etapa temprana.
El documento JP 2017 075922A da a conocer un análisis de estado de batería de almacenamiento para permitir estimar la tendencia de deterioro de una batería de almacenamiento incluso cuando la batería de almacenamiento se descarga a una carga real durante un tiempo indicado. Un dispositivo de gestión de batería de almacenamiento mide datos de descarga que incluyen corriente de descarga y tensión en el momento del final de la descarga cuando los bloques de baterías se descargan en una instalación de carga durante un tiempo indicado y transmite los datos a un dispositivo de monitorización El dispositivo de monitorización comprende: una base de datos de descarga para almacenar los datos de descarga; una tarea de análisis de discriminación para realizar análisis de discriminación de distribución de una tasa de descarga indicativa de la razón de corriente de descarga con respecto a la capacidad del bloque de baterías y la tensión en el momento del final de la descarga basándose en los datos de descarga de cada bloque de baterías para cada número de años de las baterías de almacenamiento; y una tarea de análisis de tendencia para analizar una tendencia de cambio a los años transcurridos de un resultado de análisis de discriminación.
El documento US 2019/033383 A1 da a conocer un método de determinación de un tiempo de reserva de un monobloque que incluye detectar, mediante un sensor de tensión, un final de tensión de descarga del monobloque después de una descarga profunda del monobloque. El procedimiento incluye además recibir, por un procesador, el final de la tensión de descarga del monobloque. El método incluye además determinar o recibir, por el procesador, una duración de la descarga profunda. El procedimiento incluye además calcular, por el procesador, un tiempo de reserva de descarga del monobloque basándose en el final de la tensión de descarga y de la duración de la descarga profunda.
El documento US 2014/191728 A1 da a conocer un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica tal como un condensador, una batería secundaria, o similar, y más particularmente, un dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica capaz de mejorar las características de alta salida usando un terminal de tensión El dispositivo de almacenamiento de energía eléctrica según una realización a modo de ejemplo de la presente invención incluye un electrodo positivo y un electrodo negativo que almacena energía eléctrica y un terminal de corriente positiva y un terminal de corriente negativa conectados al electrodo positivo y al electrodo negativo para aplicar corriente; y un terminal de tensión positiva y un terminal de tensión negativa conectados al electrodo positivo y al electrodo negativo para detectar la tensión a través del electrodo positivo y el electrodo negativo, en donde la operación de carga o descarga se controla usando la tensión detectada a través del electrodo positivo y el electrodo negativo como tensión de control.
Divulgación
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por tanto, la presente divulgación se refiere a proporcionar un aparato y método de diagnóstico de sistemas de baterías, que puede diagnosticar de manera eficaz una celda de batería defectuosa entre una pluralidad de celdas de batería incluidas en un sistema de baterías en una etapa temprana, y a un sistema de baterías que incluye el aparato de diagnóstico de sistemas de baterías.
Estos y otros objetos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse a partir de la siguiente descripción detallada y se harán más evidentes a partir de las realizaciones a modo de ejemplo de la presente divulgación. Además, será fácil entender que los objetos y ventajas de la presente divulgación pueden realizarse mediante los medios mostrados en las reivindicaciones adjuntas y combinaciones de las mismas.
Solución técnica
En un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un aparato de diagnóstico de sistemas de baterías, que diagnostica un sistema de baterías que incluye una pluralidad de celdas de batería que tienen lengüetas de electrodo en las mismas, comprendiendo el aparato: una unidad de medición de tensión configurada para medir una tensión final en cada carga o descarga para cada una de la pluralidad de celdas de batería; y un procesador configurado para acumular la tensión final de cada celda de batería medida mediante la unidad de medición de tensión a lo largo del tiempo y detectar una celda de batería que tiene un defecto en la lengüeta de electrodo entre la pluralidad de celdas de batería basándose en la tendencia acumulada de tensión final.
En este caso, el procesador puede estar configurado para detectar independientemente un defecto de desconexión y un defecto de contacto incompleto como un defecto de la lengüeta de electrodo.
Además, el procesador puede estar configurado para obtener una tendencia de desviación entre la tendencia de tensión final y una tendencia de referencia y detectar si cada celda de batería tiene un defecto en la lengüeta de electrodo basándose en la tendencia de desviación obtenida.
Además, el procesador puede estar configurado para obtener una tendencia promedio de las tensiones finales para la pluralidad de celdas de batería incluida en el sistema de baterías como tendencia de referencia y comparar la tendencia de referencia con la tendencia de tensión final.
Además, cuando la tendencia de desviación es igual o superior a una desviación de criterio, el procesador puede estar configurado para detectar que la celda de batería correspondiente tiene un defecto de desconexión.
Además, cuando se repiten en caso en el que la tendencia de desviación es igual o superior a una desviación de criterio y el caso en el que la tendencia de desviación es igual o inferior a la desviación de criterio, el procesador puede estar configurado para detectar que la celda de batería correspondiente tiene un defecto de contacto incompleto.
Además, la desviación de criterio puede incluir una primera desviación de criterio y una segunda desviación de criterio.
Además, el procesador puede estar configurado para detectar una celda de batería defectuosa distinguiendo un procedimiento de carga y un procedimiento de descarga para cada celda de batería.
En otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un sistema de baterías, que comprende el aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación.
En todavía otro aspecto de la presente divulgación, también se proporciona un método de diagnóstico de sistemas de baterías, que diagnostica un sistema de baterías que incluye una pluralidad de celdas de batería que tienen lengüetas de electrodo en las mismas, comprendiendo el método: medir una tensión final en cada carga o descarga para cada una de la pluralidad de celdas de batería; acumular la tensión final de cada celda de batería medida en la etapa de medición a lo largo del tiempo para formar una tendencia de tensión final; y detectar una celda de batería que tiene un defecto en la lengüeta de electrodo entre la pluralidad de celdas de batería basándose en la tendencia de tensión final formada en la etapa de formación.
Efectos ventajosos
Según la presente divulgación, en un sistema de baterías que incluye una pluralidad de celdas de batería, es posible diagnosticar de manera eficaz una celda de batería defectuosa.
En particular, según una realización de la presente divulgación, es posible detectar rápidamente una celda de batería que tiene un problema en la lengüeta de electrodo entre los componentes internos.
Además, según una realización de la presente divulgación, es posible clasificar específicamente la clase de problema que se ha producido en la lengüeta de electrodo.
Por tanto, según una realización de la presente divulgación, pueden realizarse medidas de seguimiento adecuadas tales como separación, reparación, reemplazo, o similares para una celda de batería defectuosa, particularmente una celda de batería que tiene una anomalía en la lengüeta de electrodo.
Además, según una realización de la presente divulgación, puesto que es posible obtener información específica sobre el tipo de defecto de la celda de batería, de modo que el procedimiento de fabricación de celdas de batería puede modificarse de manera adecuada basándose en la información obtenida. Por tanto, en este caso, puede reducirse la tasa de defectos de las celdas de batería.
Además, la presente divulgación puede tener diversos otros efectos, y estos efectos pueden describirse con más detalle a continuación. Además, con respecto a cada componente, si cualquier efecto puede entenderse fácilmente por los expertos en la técnica, no se describirá con detalle un efecto de este tipo.
Descripción de los dibujos
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y junto con la divulgación anterior, sirven para proporcionar una comprensión adicional de las características técnicas de la presente divulgación y, por tanto, la presente divulgación no se interpretará como limitada al dibujo.
La figura 1 es una vista en perspectiva en despiece ordenado que muestra una batería secundaria de tipo bolsa general.
La figura 2 es una vista en perspectiva que muestra la batería secundaria de tipo bolsa de la figura 1.
La figura 3 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente una configuración funcional de un aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según una realización de la presente divulgación.
La figura 4 es un gráfico que muestra una tendencia de tensión final de carga para una pluralidad de celdas de batería obtenida mediante un procesador según una realización de la presente divulgación.
La figura 5 es un gráfico que muestra una tendencia de tensión final de descarga para la pluralidad de celdas de batería obtenida mediante el procesador según una realización de la presente divulgación.
<La figura>6<es un gráfico que muestra un ejemplo de una tendencia de desviación obtenida según una realización de>la presente divulgación.
La figura 7 es un gráfico que muestra una tendencia de desviación y una desviación de criterio de una celda de batería específica según una realización de la presente divulgación.
<La figura>8<es un gráfico que muestra una tendencia de desviación y una desviación de criterio de una celda de>batería específica según otra realización de la presente divulgación.
La figura 9 es un gráfico que muestra una tendencia de desviación y una desviación de criterio de una celda de batería específica según todavía otra realización de la presente divulgación.
La figura 10 es un diagrama de flujo para ilustrar esquemáticamente un método de diagnóstico de sistemas de baterías según una realización de la presente divulgación.
Mejor modo
A continuación en el presente documento, se describirán con detalle realizaciones preferidas de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos. Antes de la descripción, debe entenderse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas no deben interpretarse como limitados a los significados generales y de diccionario, sino interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que se permite al inventor definir los términos de manera adecuada para la mejor explicación.
Por tanto, la descripción propuesta en el presente documento es sólo un ejemplo preferible con el propósito de ilustración únicamente, no pretende limitar el alcance de la divulgación, de modo que debe entenderse que pueden realizarse otros equivalentes y modificaciones sin apartarse del alcance de la divulgación.
La figura 3 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente una configuración funcional de un aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según una realización de la presente divulgación.
Tal como se muestra en la figura 3, el sistema de baterías puede incluir una pluralidad de celdas 1 de batería. En este caso, la celda 1 de batería puede significar una batería secundaria. La batería secundaria puede ser una batería secundaria de tipo bolsa en la que un conjunto 20 de electrodos está alojado en un exterior 30 de bolsa tal<como se muestra en las figuras>1<y>2<, y la batería secundaria también puede ser una batería secundaria de tipo lata>en la que el conjunto de electrodos está alojado en una lata metálica cilíndrica o prismática. La celda 1 de batería que es un objetivo que debe diagnosticarse mediante el aparato de diagnóstico de sistemas de baterías de la presente divulgación puede seleccionarse de diversas baterías secundarias conocidas en la fecha de presentación de esta solicitud.
En particular, la celda 1 de batería puede incluir una lengüeta 10 de electrodo en la misma. Por ejemplo, haciendo<referencia a la figura>1<, el conjunto>20<de electrodos de la celda>1<de batería puede incluir al menos una placa de>electrodo positivo y al menos una placa de electrodo negativo. Además, una lengüeta 11 de electrodo positivo y una<lengüeta>12<de electrodo negativo pueden proporcionarse en la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo>negativo, respectivamente. Además, la lengüeta 11 de electrodo positivo puede estar conectada a un conector 41 de electrodo positivo, y la lengüeta 12 de electrodo negativo puede estar conectada a un conector 42 de electrodo negativo. Esto es ampliamente conocido en la fecha de presentación de esta aplicación y, por tanto, la configuración<interna de la celda>1<de batería no se describirá con detalle en este caso.>
El sistema de baterías puede incluir una pluralidad de tales baterías secundarias (celdas de batería). Es decir, el<sistema de baterías es un sistema que incluye una pluralidad de celdas>1<de batería, y puede referirse a un sistema>configurado para cargar y descargar energía eléctrica. El sistema de baterías puede incluir diversos tipos de sistemas tales como un módulo de batería, un bloque de baterías, un estante de baterías, y un sistema de almacenamiento de energía (ESS). En particular, en el sistema de baterías, la pluralidad de baterías secundarias pueden estar conectadas eléctricamente entre sí en serie y/o en paralelo.
El aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación puede considerarse como un<aparato para diagnosticar el sistema de baterías que incluye la pluralidad de celdas>1<de batería que tienen lengüetas>10<de electrodo en las mismas tal como se describió anteriormente.>
En particular, el aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación puede incluir una<unidad>100<de medición de tensión y un procesador>200<.>
La unidad 100 de medición de tensión puede estar configurada para medir una tensión para cada una de la pluralidad de celdas 1 de batería incluidas en el sistema de baterías. Por ejemplo, la unidad 100 de medición de tensión puede incluir un sensor de tensión, y puede estar configurada para medir la tensión en ambos extremos de<cada celda>1<de batería incluida en el sistema de baterías.>
En particular, la unidad de medición de tensión puede estar configurada para medir una tensión final en cada carga o descarga. Por ejemplo, la unidad de medición de tensión puede estar configurada para medir una tensión (tensión final de carga) cada vez que se cargue cada uno de los extremos de la celda 1 de batería. Además, la unidad de medición de tensión puede estar configurada para medir una tensión (tensión final de descarga) cada vez que se<descargue cada uno de los extremos de la celda>1<de batería.>
El aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación puede emplearse diversos dispositivos o partes de medición de tensión conocidos en el momento de presentación de esta solicitud como la unidad de medición de tensión de la presente divulgación. Por tanto, no se describirá con detalle la configuración específica de la unidad de medición de tensión.
El procesador 200 puede estar conectado eléctricamente a la unidad de medición de tensión para recibir datos medidos desde la unidad de medición de tensión. En particular, puesto que la unidad de medición de tensión puede medir la tensión final de carga/descarga (la tensión final de carga y/o la tensión final de descarga) para cada una de<la pluralidad de celdas>1<de batería, el procesador>200<puede recibir información sobre la tensión medida para cada celda>1<de batería de esta manera desde la unidad de medición de tensión.>
Además, el procesador 200 puede estar configurado para acumular la tensión final de cada celda 1 de batería transmitida de esta manera a lo largo del tiempo. El procesador 200 puede obtener una tendencia de tensión final de carga/descarga según esta acumulación. En este caso, la tendencia de tensión final de carga/descarga puede ser datos que indican de manera continua las tensiones finales de carga/descarga obtenidas día a día en forma de un gráfico. Por ejemplo, para cada celda 1 de batería, el procesador 200 puede registrar cada tensión final de carga medida de manera regular o irregular para cada momento y representar la misma como un punto, y conectar tales puntos para obtener una línea para cada celda de batería. En este momento, la línea obtenida para cada celda de batería puede ser una línea de tendencia de tensión final para la celda de batería correspondiente.
La figura 4 es un gráfico que muestra una tendencia de tensión final de carga para la pluralidad de celdas 1 de batería obtenidas mediante el procesador 200 según una realización de la presente divulgación, y la figura 5 es un<gráfico que muestra una tendencia de tensión final de descarga para la pluralidad de celdas>1<de batería obtenidas mediante el procesador>200<según una realización de la presente divulgación.>
En primer lugar, haciendo referencia a la figura 4, la tensión final de carga (EOC; fin de carga) medida durante un determinado periodo (de marzo a abril) se representa en forma de puntos para cada fecha (tiempo). Además, haciendo referencia a la figura 5, la tensión final de descarga (EOD; fin de descarga) medida durante un determinado periodo (de marzo a abril) se representa en forma de puntos para cada fecha (tiempo). Además, conectando los puntos de tensión final obtenidos para una celda de batería entre sí, es posible obtener una tendencia de tensión final para cada celda de batería.
Si las tensiones finales de carga/descarga de cada celda 1 de batería se miden y transmiten desde la unidad de<medición de tensión, el procesador>200<puede acumular los valores transmitidos para generar una línea de>tendencia de tensión final de carga tal como se muestra en la figura 4 o una línea de tendencia de tensión final de descarga tal como se muestra en la figura 5.
Además, el procesador 200 puede estar configurado para detectar qué celda 1 de batería tiene un problema entre la<pluralidad de celdas>1<de batería incluidas en el sistema de baterías basándose en la tendencia de tensión final de>carga y/o la tendencia de tensión final de descarga generadas tal como anteriormente. En particular, el procesador 200<puede estar configurado para detectar una celda>1<de batería que tiene un defecto en la lengüeta>10<de>electrodo basándose en la tendencia de tensión final obtenida para cada celda 1 de batería. Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 3, cuando se incluye una pluralidad de celdas 1 de batería en el sistema de baterías, el<procesador>200<puede diagnosticar qué celda>1<de batería tiene un defecto en la lengüeta>10<de electrodo entre la pluralidad de celdas>1<de batería.>
Según esta configuración de la presente divulgación, una celda 1 de batería defectuosa puede diagnosticarse de manera anticipada de una manera sencilla usando la tensión final de carga/descarga de cada celda 1 de batería. En<particular, según esta configuración, es posible detectar rápidamente una celda>1<de batería que tiene un defecto en>la lengüeta 10 de electrodo. Por consiguiente, es posible impedir de manera eficaz problemas provocados por el<defecto de la lengüeta>10<de electrodo, por ejemplo, deterioro del rendimiento total, fallo, o incendio del sistema de>baterías.
El procesador 200 puede incluir opcionalmente unidades de procesamiento centrales (CPU), circuitos integrados de específico de aplicación (ASIC), conjuntos de chips, circuitos lógicos, registros, módems de comunicación, dispositivos de procesamiento de datos, o similares, conocidos en la técnica, para ejecutar diversas lógicas de control realizadas en la presente divulgación, o puede expresarse usando estos términos. Además, cuando una<lógica de control se implementa en software, el procesador>200<puede implementarse como un conjunto de módulos>de programa. En este caso, el módulo de programa puede almacenarse en una memoria interna o una memoria<externa o similares y ejecutarse mediante el procesador>200<.>
En particular, si un dispositivo de control que se denomina unidad de microcontrolador (MCU) o un sistema de gestión de baterías (BMS) se incluye en el sistema de baterías, el procesador 200 puede implementarse mediante componentes tales como la MCU o el BMS proporcionados.
Mientras tanto, en esta memoria descriptiva, términos tales como “para ser” o “configurado para ser” para una<operación o función del procesador>200<puede incluir el significado de “programado para ser”.>
Además, el aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación puede incluir además una unidad 300 de notificación tal como se muestra en la figura 3.
La unidad 300 de notificación puede estar configurada para transmitir el resultado de detección mediante el procesador 200 a un usuario o similar. Por ejemplo, la unidad 300 de notificación puede incluir un monitor de visualización, un altavoz, una lámpara de aviso, y similares, y representar el resultado de detección de celdas defectuosas al usuario en diversas maneras, tales como métodos visuales y acústicos. En particular, la unidad 300<de notificación puede estar configurado para transmitir información sobre qué celda>1<de batería tiene un defecto en la lengüeta de electrodo entre la pluralidad de celdas>1<de batería incluidas en el sistema de baterías, por ejemplo, la>información de identificación o información de ubicación de una celda 1 de batería defectuosa, al usuario. Además, la unidad 300 de notificación puede estar conectada a diversas redes de comunicación por cable o inalámbricas conocidas en la fecha de presentación de esta solicitud, y puede estar conectada a un terminal móvil del usuario o un servidor externo. En este caso, la unidad 300 de notificación puede transmitir la información de detección de celdas defectuosas al terminal portátil o al servidor a través de una red de comunicación.
Además, el aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación puede incluir además una unidad 400 de memoria tal como se muestra en la figura 3.
La unidad 400 de memoria puede almacenar programas y datos necesarios para la unidad 100 de medición de tensión o el procesador 200 para realizar sus funciones. Es decir, la unidad 400 de memoria puede almacenar datos o programas necesarios para al menos algunos componentes del aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según una realización de la presente divulgación para realizar operaciones y funciones, o datos generados en el procedimiento de realizar las operaciones y funciones. Por ejemplo, la unidad 400 de memoria puede almacenar una<pluralidad de tensiones finales medidas para cada celda>1<de batería para cada momento.>
La unidad 400 de memoria puede adoptar cualquier medio de almacenamiento de información conocidos en la técnica para ser capaz de escribir, borrar, actualizar y leer datos, sin limitación. Como ejemplo, los medios de almacenamiento de información pueden incluir una RAM, una memoria flash, una ROM, una EEPROM, un registro, y similares. Además, la unidad 400 de memoria puede almacenar códigos de programa en los que se definen<procedimientos ejecutables mediante la unidad>100<de medición de tensión y/o el procesador>200<.>
La tensión final de carga/descarga puede ser una tensión después de pasar un determinado periodo de reposo desde el final de la carga/descarga.
Por ejemplo, la tensión final de carga puede ser una tensión en circuito abierto (OCV) medida después de proporcionarse un tiempo de reposo predeterminado, después del procedimiento de carga para cada uno de los extremos de la celda 1 de batería. Además, la tensión final de descarga puede ser una tensión en circuito abierto (OCV) medida después de proporcionarse un tiempo de reposo predeterminado, después del procedimiento de<descarga para cada uno de los extremos de la celda>1<de batería.>
Según esta configuración de la presente divulgación, puede detectarse una celda defectuosa de manera más eficaz. En particular, cuando se proporciona el mismo tiempo de reposo después de cargar o descargar, las celdas anómalamente degradadas, pero no recuperan suficientemente tensión en comparación con otras celdas. Por tanto, al comparar las tensiones medidas después de proporcionar un periodo de reposo predeterminado, es posible para distinguir más claramente una celda degradada y una celda normal.
El procesador 200 puede estar configurado para detectar si el defecto de la lengüeta de electrodo es un defecto de desconexión o un defecto de contacto incompleto de manera independiente. En este caso, el defecto de<desconexión puede significar un estado en el que una o más lengüetas>10<de electrodo incluidas en la celda>1<de>batería se corta completamente en una parte específica. Por ejemplo, en la celda 1 de batería que incluye diez<lengüetas>10<de electrodos, se corta completamente el defecto de desconexión puede ser un estado en el que al>menos una lengüeta 10 de electrodo. El defecto de contacto incompleto puede significar un estado en el que una o<más lengüetas>10<de electrodo incluidas en celda>1<de batería se corta en una parte específica y luego entra en>contacto de manera repetida. Por ejemplo, el defecto de contacto incompleto puede significar un estado en el que<hay una parte cortada en al menos una lengüeta>10<de electrodo, pero el contacto se produce de manera>intermitente en la parte cortada.
Según esta configuración de la presente divulgación, la lengüeta de electrodo defecto en la celda 1 de batería se detecta usando la tendencia de la tensión final de carga/descarga, e incluso el tipo de la lengüeta de electrodo defecto puede diagnosticarse específicamente de manera independiente. Por tanto, en este caso, pueden tomarse medias más adecuadas según el tipo del defecto de lengüeta de electrodo.
En particular, puesto que el defecto de contacto incompleto es un estado en el que la porción cortada de la lengüeta 10<de electrodo se une y separa repetidamente, puede predecirse que se aplica una fuerza externa física a la>lengüeta 10 de electrodo o la celda 1 de batería. Por tanto, en este caso, es posible tomar una acción más adecuada con respecto a la fuerza externa aplicada a la celda 1 de batería correspondiente. Por ejemplo, cuando hay una<celda>1<de batería que tiene un defecto de contacto incompleto, la situación correspondiente puede transmitirse al>usuario a través de la unidad 300 de notificación. En este momento, el usuario puede identificar la causa de la fuerza externa, y tomar medidas adecuadas para eliminar la causa de la fuerza externa, tal como detener el sistema de baterías o mejorar la fuerza de fijación del bastidor de estante.
El procesador 200 puede estar configurado para comparar la tendencia de tensión final de cada celda 1 de batería con una tendencia de referencia. En este caso, la tendencia de referencia pueden ser datos calculados o almacenados anteriormente para compararse con una tendencia de tensión final real. Además, el procesador 200 puede estar configurado para obtener una tendencia de desviación usando una desviación entre la tendencia de<tensión final y la tendencia de referencia. Esto se describirá con más detalle con referencia a la figura>6<.>
<La figura>6<es un gráfico que muestra un ejemplo de una tendencia de desviación obtenida según una realización de>la presente divulgación.
<Haciendo referencia a la figura>6<, la tendencia de tensión final para una celda 1 de batería específica se indica>mediante A1, y la tendencia de referencia se indica mediante B1. Además, la tendencia de desviación obtenida comparando la tendencia de tensión final A1 con la tendencia de referencia B1 se indica como C1. La tendencia de desviación C1 pueden considerarse datos para la celda 1 de batería específica, concretamente una celda 1 de batería cuya tendencia de tensión final se mide como A1.
En particular, la tendencia de desviación C1 son datos que pueden obtenerse mediante la diferencia entre la<tendencia de tensión final A1 y la tendencia de referencia B1, y tal como se muestra en la figura>6<, puede expresarse>en forma de un nivel sigma. Es decir, la tendencia de desviación C1 para la celda 1 de batería específica puede expresarse para mostrar cuánto la tendencia de tensión final A1 de la celda 1 de batería correspondiente es diferente de la tendencia de referencia B1.
Como ejemplo, la tendencia de desviación C1 puede obtenerse de la siguiente manera. Por ejemplo, se supone que, en una fecha específica, un valor de tensión promedio de todas las celdas de batería incluidas en el sistema de baterías es Vm presente en el gráfico de B1, una desviación estándar de tensión de todas las celdas es Vs, y una tensión de la celda de batería en la fecha correspondiente correspondiente al gráfico de A1 es V1. En este momento, la tendencia de desviación C1 en la fecha correspondiente puede obtenerse de la siguiente manera.
C1 = (Vm-Vl)/Vs
Es decir, la tendencia de desviación C1 de una celda específica puede calcularse restando el valor de tensión A1 de la celda correspondiente del valor de tensión promedio total B1 y dividiéndolo entre la desviación estándar total.
Además, la tendencia de desviación C1 puede representarse en diversas otras formas. Por ejemplo, la tendencia de desviación C1 puede representarse como un valor que representa una diferencia de tensión entre la tendencia de tensión final A1 y la tendencia de referencia B1. En este caso, la unidad de la tendencia de desviación C1 puede expresarse como mV o similares. La tendencia de desviación C1 también puede expresarse en diversas otras formas que indican la diferencia entre la tendencia de tensión final A1 y la tendencia de referencia B1, y la presente divulgación no está limitada por la forma o unidad específica de la tendencia de desviación.
Si la tendencia de desviación se obtiene tal como anteriormente, el procesador 200 puede estar configurado para<detectar si la lengüeta de electrodo de la celda>1<de batería es defectuosa basándose en la tendencia de desviación>obtenida. Es decir, si la tendencia de desviación se obtiene para la celda 1 de batería específica tal como se indicad<mediante C1 en la figura>6<, el procesador 200 puede diagnosticar si la lengüeta de electrodo de la celda 1 de batería>correspondiente es defectuosa basándose en el tamaño o la forma de la tendencia de desviación C1.
El procesador 200 puede estar configurado para obtener una tendencia de desviación para todas las celdas 1 de batería incluidas en el sistema de baterías. Alternativamente, el procesador 200 puede estar configurado para<obtener una tendencia de desviación para algunas celdas>1<de batería incluidas en el sistema de baterías.>
Por ejemplo, el procesador 200 puede estar configurado para obtener una tendencia de desviación únicamente para<una celda>1<de batería cuya tendencia de tensión final es inferior o igual a un valor de criterio entre todas las celdas>1 de batería incluidas en el sistema de baterías. Alternativamente, el procesador 200 puede estar configurado para obtener una tendencia de desviación de nuevo únicamente para las celdas para las que se ha obtenido previamente la tendencia de desviación, entre todas las celdas 1 de batería incluidas en el sistema de baterías. En este caso,<puesto que no es necesario obtener una tendencia de desviación para todas las celdas>1<de batería, se reduce la carga de cálculo del procesador>200<, de modo que el sistema de baterías puede diagnosticarse de manera más>eficaz.
El procesador 200 puede estar configurado para obtener una tendencia promedio de las tensiones finales para la pluralidad de celdas 1 de batería incluidas en el sistema de baterías como tendencia de referencia. Por ejemplo, si<una pluralidad de líneas de tendencia de tensión final de carga para la pluralidad de celdas>1<de batería están>presentes tal como se muestra en la figura 4, el valor promedio para la pluralidad de líneas de tendencia de tensión<final de carga puede considerarse línea de tendencia de referencia tal como se indica mediante B1 en la figura>6<.>Como ejemplo más específico, la tendencia de referencia puede obtenerse restando un valor promedio cada vez que<se mide una tensión final para la pluralidad de celdas>1<de batería y se conectan los valores promedio restados entre>sí.
Si la tendencia promedio de las tensiones finales para la pluralidad de celdas 1 de batería se obtiene tal como<anteriormente, el procesador>200<puede diagnosticar si la lengüeta de electrodo de la celda>1<de batería>correspondiente es defectuosa en comparación con la tendencia promedio obtenida con la tendencia de tensión final<de cada celda>1<de batería.>
Además, el procesador 200 puede juzgar si la tendencia de desviación es superior o igual a una desviación de criterio. En este caso, la desviación de criterio es un valor que va a compararse con la tendencia de desviación, y puede considerarse un valor que sirve como criterio para juzgar si la tendencia de desviación es normal. La desviación de criterio puede establecerse de manera adecuada según las especificaciones o tipos del sistema de baterías o la celda 1 de batería, el estado de funcionamiento del sistema de baterías o diversas condiciones. La desviación de criterio puede almacenarse de antemano en la unidad 400 de memoria o el procesador 200.
La figura 7 es un gráfico que muestra una tendencia de desviación y una desviación de criterio de una celda 1 de batería específica según una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 7, la tendencia de desviación obtenida para la celda 1 de batería específica se indica mediante C2. El método de obtención de la tendencia de desviación se describió anteriormente y, por tanto, no se describirá con detalle de nuevo. Además, en la figura 7, la desviación de criterio se indica como D2 como valor que va a compararse con la tendencia de desviación C2. La desviación de criterio D2 puede almacenarse en la unidad 400 de memoria o similares y configurarse para ser accesible mediante el procesador 200.
El procesador 200 puede estar configurado para comparare la tendencia de desviación C2 y la desviación de criterio D2, y detectar que la celda 1 de batería correspondiente tiene un defecto de desconexión si la tendencia de desviación C2 es igual o superior a la desviación de criterio D2. Por ejemplo, en la realización de la figura 7, la tendencia de desviación C2 se forma superior a la desviación de criterio D2 desde el punto indicado mediante E. Por<consiguiente, el procesador>200<puede diagnosticar que puede producirse una desconexión en la lengüeta de>electrodo de la celda 1 de batería correspondiente en el punto indicado mediante E.
Según esta configuración de la presente divulgación, comparando la tendencia de desviación obtenida para r la<celda>1<de batería específica con la desviación de criterio, puede identificarse fácilmente el defecto de desconexión de la celda>1<de batería.>
En particular, en esta realización, si el caso en el que la tendencia de desviación es igual o superior a la desviación<de criterio continúa durante un tiempo predeterminado o más, el procesador>200<puede detectar que la celda>1<de>batería correspondiente tiene un defecto de desconexión de lengüeta. Por ejemplo, si el caso en el que la tendencia de desviación es igual o superior a la desviación de criterio continúa durante 3 días o más, el procesador 200 puede<diagnosticar que la celda>1<de batería correspondiente tiene un defecto de desconexión de lengüeta.>
Según esta configuración de la presente divulgación, es posible impedir que se diagnostique un defecto de desconexión de lengüeta incluso cuando la tendencia de desviación es de manera temporal igual o superior a la desviación de criterio. Por tanto, en este caso, puede mejorarse adicionalmente la precisión de diagnóstico.
Mientras tanto, en la realización de la figura 7, se ilustra que la desviación de criterio se ajusta de manera uniforme independientemente de la fecha (tiempo), pero la presente divulgación no se limita necesariamente a esta forma. En particular, la desviación de criterio puede estar configurada para ser diferente según el transcurso de fecha (tiempo).
En primer lugar, la desviación de criterio puede estar configurada para aumentar gradualmente con el transcurso de fecha. La celda 1 de batería puede degradarse a medida que aumenta el número de usos. Por tanto, incluso si no<hay ninguna celda>1<de batería que tenga un defecto en la lengüeta de electrodo, puede aumentar gradualmente la>desviación entre las celdas 1 de batería. Por tanto, si la desviación de criterio está configurada para aumentar<gradualmente a medida que pasa la fecha como en esta realización, incluso cuando se degrada la celda>1<de batería, puede diagnosticarse de manera más precisa una celda>1<de batería que tenga un defecto en la lengüeta de>electrodo.
Alternativamente, la desviación de criterio puede estar configurada para establecerse de manera diferente según el transcurso de fecha, particularmente para cada estación. Por ejemplo, el periodo de un año puede clasificarse en 4 trimestres (marzo-mayo, junio-agosto, septiembre-noviembre, y diciembre-febrero), y la desviación de criterio puede establecerse de manera diferente para cada trimestre clasificado. En particular, según esta clasificación, en un país con distintos cambios de estación, la desviación de criterio puede variarse para cada estación. Puesto que la celda 1 de batería puede tener un cambio en la tensión final o similar según el cambio en la temperatura, es posible diagnosticar de manera más precisa si la lengüeta de electrodo es defectuosa reflejando esta situación.
Alternativamente, la desviación de criterio puede estar configurada para establecerse de manera diferente según la temperatura. En este caso, el aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación puede incluir además una unidad de medición de temperatura (no mostrada). Por consiguiente, si la temperatura en el interior o alrededor del sistema de baterías se mide mediante la unidad de medición de temperatura, la información de temperatura medida puede transmitirse al procesador 200. Luego, el procesador 200 puede establecer la desviación de criterio según la información de temperatura, y diagnosticar si la tendencia de desviación es anómala según la desviación de criterio establecida. Por ejemplo, el procesador 200 puede estar configurado para aumentar la desviación de criterio en un caso en que la temperatura es alta, en comparación con un caso en el que la temperatura es baja.
Según esta configuración de la presente divulgación, es posible diagnosticar de manera más precisa un defecto de lengüeta de electrodo reflejando directamente la situación de temperatura del sistema de baterías.
<La figura>8<es un gráfico que muestra una tendencia de desviación y una desviación de criterio de una celda 1 de batería específica según otra realización de la presente divulgación. Con respecto a la figura>8<, no se describirán con>detalle las características sustancialmente idénticas o similares a las de las realizaciones anteriormente, particularmente la realización de la figura 7.
<Haciendo referencia a la figura>8<, la tendencia de desviación obtenida para la celda 1 de batería específica se indica>mediante C3. Además, la desviación de criterio se indica mediante D3. En particular, la tendencia de desviación C3 muestra un patrón de aumento y disminución repetida basándose en la desviación de criterio D3. Es decir, la tendencia de desviación C3 es superior a la desviación de criterio D3 en la parte indicada mediante F1, pero la tendencia de desviación C3 es inferior a la desviación de criterio D3 en la parte indicada mediante F2. Además, en la parte indicada mediante F3, la tendencia de desviación C3 es superior a la desviación de criterio D3 de nuevo, y en la parte indicada mediante F4, la tendencia de desviación C3 es inferior a la desviación de criterio D3 de nuevo. Es<decir, en la realización de la figura>8<, puede considerarse que aparecen repetidamente el caso en el que la tendencia>de desviación C3 es igual o superior a la desviación de criterio D3 y el caso en el que la tendencia de desviación C3 es igual o inferior a la desviación de criterio D3.
Si se repiten el caso en el que la tendencia de desviación C3 es igual o superior a la desviación de criterio D3 y el caso en el que la tendencia de desviación C3 es igual o inferior a la desviación de criterio D3 como anteriormente, el<procesador>200<puede estar configurado para detectar que la celda>1<de batería correspondiente tiene un defecto de>contacto incompleto.
Según esta configuración de la presente divulgación, comparando la tendencia de desviación obtenida para cada<celda>1<de batería con la desviación de criterio, puede identificarse fácilmente un defecto de contacto incompleto de la celda>1<de batería.>
En particular, el procesador 200 puede estar configurado para diagnosticar un defecto de contacto incompleto, si el número de conmutaciones arriba/abajo de la tendencia de desviación con respecto a la desviación de criterio se repite un determinado número de veces o más.
Por ejemplo, si el número de conmutaciones arriba/abajo de la tendencia de desviación con respecto a la desviación de criterio se repite tres o más veces durante un periodo predeterminado, por ejemplo, en el plazo de dos meses, el procesador 200 puede estar configurado para diagnosticar un defecto de contacto incompleto. Como ejemplo,<observando la realización de la figura>8<, puede considerarse que el número de conmutaciones arriba/abajo de la>tendencia de desviación C3 con respecto a la desviación de criterio D3 durante un periodo en el plazo de 2 meses es de 3 veces. En este caso, puesto que puede considerarse que el número de conmutaciones arriba/abajo (3 veces) se repite igual o superior al criterio número de veces (3 veces), el procesador 200 puede diagnosticar que la celda 1 de batería correspondiente tiene un defecto de contacto incompleto. Mientras tanto, si el número de<conmutaciones arriba/abajo es únicamente de>2<veces durante el periodo, incluso si hay conmutaciones arriba/abajo de la tendencia de desviación con respecto a la desviación de criterio, el procesador>200<puede no diagnosticar que la celda>1<de batería correspondiente tiene un defecto de contacto incompleto.>
Según esta configuración de la presente divulgación, un defecto de contacto incompleto puede diagnosticarse de manera más sofisticada imponiendo adicionalmente una condición para el número de conmutaciones.
La figura 9 es un gráfico que muestra una tendencia de desviación y una desviación de criterio de una celda 1 de batería específica según todavía otra realización de la presente divulgación. Con respecto a la figura 9, no se describirán con detalle las características sustancialmente idénticas o similares a las de las realizaciones anteriores. Haciendo referencia a la figura 9, la tendencia de desviación obtenida para la celda 1 de batería específica se indica mediante C4. En particular, en esta realización, hay dos desviaciones de criterio. Es decir, las desviaciones de criterio pueden incluir una primera desviación de criterio tal como se indica mediante D41 y una segunda desviación de criterio tal como se indica mediante D42. En este caso, la segunda desviación de criterio D42 puede establecerse inferior a la primera desviación de criterio D41.
En esta realización, cuando se repiten el caso en el que la tendencia de desviación C4 es igual o superior a la primera desviación de criterio D41 y el caso en el que la tendencia de desviación C4 es inferior o igual a la segunda desviación de criterio D42 un determinado número de veces o más, el procesador 200 puede juzgar que la celda 1 de batería correspondiente tiene un defecto de contacto incompleto.
Es decir, en la figura 9, el caso en el que la tendencia de desviación C4 es superior o igual a la primera desviación de criterio D41 durante el periodo es igual tal como se indica mediante G1 y g 3, y el caso en el que la tendencia de desviación C4 es inferior o igual a la segunda desviación de criterio D42 es igual tal como se indica mediante G2 y G4. En este caso, el número de conmutaciones arriba/abajo de la tendencia de desviación C4 para con respecto a la desviación de criterio D41, D42 puede considerarse como 3 veces. Además, el procesador 200 juzga si el número de conmutaciones arriba/abajo es igual o superior al criterio número de veces (por ejemplo, 3 veces), y juzga que la<celda>1<de batería correspondiente tiene un defecto de contacto incompleto si en las conmutaciones arriba/abajo se>repite el criterio número de veces o más.
Según esta configuración de la presente divulgación, puede detectarse de manera más precisa un defecto de contacto incompleto de la lengüeta de electrodo. En particular, según esta realización, es posible impedir el problema de que se diagnostique un defecto de contacto incompleto incluso cuando la tendencia de desviación repite conmutaciones arriba/abajo en un nivel sustancialmente similar a una desviación de criterio.
Además, el procesador 200 puede estar configurado para detectar si la celda 1 de batería tiene un defecto de desconexión comparando la tendencia de tensión final con una tendencia umbral. En este caso, la tendencia umbral es un valor que va a compararse con la tendencia de tensión final, y puede considerarse como un valor que sirve como criterio para juzgar si la tensión final es anómala.
<Por ejemplo, la tendencia umbral puede ser un valor correspondiente a 3 sigma o>6<sigma obtenido a partir de la>pluralidad de datos de tensión final mostrados en la figura 4 ó 5. En particular, los gráficos correspondientes a 3<sigma o>6<sigma pueden estar ubicados respectivamente en una porción inferior y una porción superior con respecto>al valor promedio de la tensión final para la pluralidad de celdas 1 de batería. En este caso, la tendencia umbral<puede seleccionarse como un gráfico ubicado en la porción inferior de los gráficos correspondientes a 3 sigma o>6 sigma para la pluralidad de datos de tensión final.
Además, si la tendencia de tensión final es inferior o igual a la tendencia umbral, particularmente si el estado en el que la tendencia de tensión final es inferior o igual a la tendencia umbral continúa durante un tiempo predeterminado<o más, el procesador>200<puede estar configurado para detectar que la celda>1<de batería correspondiente tiene un>defecto de desconexión.
Además, el procesador 200 puede estar configurado para comparar la tendencia de tensión final con la tendencia<umbral, y detectar que la celda>1<de batería correspondiente tiene un defecto de contacto incompleto si el número de>conmutaciones arriba/abajo de la tendencia de tensión final con respecto a la tendencia umbral continúa un criterio número de veces o más.
Además, el procesador 200 puede estar configurado para realizar de manera independiente un procedimiento de<carga y un procedimiento de descarga para cada celda>1<de batería, cuando se detecta una celda>1<de batería>defectuosa.
Por ejemplo, para cada celda 1 de batería, el procesador 200 puede estar configurado para procesar de manera independiente la tendencia de tensión final obtenida en el procedimiento de carga y la tendencia de tensión final obtenida en el procedimiento de descarga. En este caso, la tendencia de referencia o la tendencia de desviación descrita anteriormente también puede procesarse, gestionarse, y/o almacenarse de manera independiente para el procedimiento de carga y el procedimiento de descarga, respectivamente. Por ejemplo, la tendencia de referencia para la carga y la tendencia de referencia para la descarga pueden almacenarse en la unidad 400 de memoria de<manera independiente y acceder mediante el procesador>200<.>
Según esta configuración de la presente divulgación, puesto que se comparan de manera independiente el procedimiento de carga y el procedimiento de descarga, puede diagnosticarse de manera más precisa el estado de la celda 1 de batería. En particular, el patrón de la tensión final de la celda 1 de batería puede formarse de manera diferente dependiendo de si está en el estado de carga o en el estado de descarga y, según esta realización, la tendencia de tensión puede diagnosticarse reflejando esta situación de manera más adecuada. Por tanto, puede<mejorarse adicionalmente la precisión para diagnosticar el defecto de lengüeta de electrodo de la celda>1<de batería.>
El sistema de baterías según la presente divulgación puede incluir el aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación. En este caso, el sistema de baterías puede incluir diversos tipos de sistemas tales como un módulo de batería, un bloque de baterías, un estante de baterías, un banco de baterías, y un sistema de almacenamiento de energía (ESS). Es decir, el sistema de baterías según la presente divulgación puede<implementarse en forma de módulo de batería que tiene una pluralidad de celdas>1<de batería en el interior de una>carcasa de módulo, o puede implementarse en forma de bloque de baterías que tiene una pluralidad de módulos de batería. Además, el sistema de baterías según la presente divulgación puede implementarse en forma de un bloque de baterías que tiene un bastidor de estante configurado para apilar una pluralidad de módulos de batería o bloques de baterías y una pluralidad de módulos de batería o bloques de baterías alojados en el bastidor de estante. Alternativamente, el sistema de baterías según la presente divulgación puede implementarse en forma de banco de baterías que incluye una pluralidad de estantes de baterías. Alternativamente, el sistema de baterías según la presente divulgación puede implementarse en forma de un sistema de almacenamiento de energía que incluye una pluralidad de bancos de baterías.
La figura 10 es un diagrama de flujo para ilustrar esquemáticamente un método de diagnóstico de sistemas de baterías según una realización de la presente divulgación. En la figura 10, cada etapa puede realizarse mediante cada componente del aparato de diagnóstico de sistemas de baterías descrito anteriormente.
Haciendo referencia a la figura 10, el método de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación es un método de diagnóstico de un sistema de baterías que incluye una pluralidad de celdas de batería que tienen lengüetas de electrodo en las mismas, y puede incluir una etapa de medición de tensión final (S110), una etapa de formación de tendencia de tensión final (S120), y una etapa de detección de celda defectuosa (S130).
En primer lugar, en la etapa S110, para cada una de la pluralidad de celdas de batería, puede medirse una tensión final para cada carga o descarga.
A continuación, en la etapa S120, puede formarse una tendencia de tensión final acumulando la tensión final de cada celda de batería medida en la etapa S110 a lo largo del tiempo.
Y, en la etapa S130, una celda de batería que tiene un defecto en la lengüeta de electrodo puede detectarse entre la pluralidad de celdas de batería basándose en la tendencia de tensión final formada en la etapa S120.
Para los detalles del método de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación, las características del aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la presente divulgación tal como se describió anteriormente puede aplicarse de una manera idéntica o similar y, por tanto, no se describirá con detalle. Se ha descrito con detalle la presente divulgación. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la divulgación, se proporcionan a modo de ilustración únicamente, puesto que diversos cambios y modificaciones dentro del alcance de la divulgación resultarán evidentes para los expertos en la técnica a partir de esta descripción detallada.
Signos de referencia
1<: celda de batería>
10<: lengüeta de electrodo>
11<: lengüeta de electrodo positivo,>12<: lengüeta de electrodo negativo>
20<: conjunto de electrodos>
30: exterior de bolsa
31: bolsa superior, 32: bolsa inferior
41: conector de electrodo positivo, 42: conector de electrodo negativo
100<: unidad de medición de tensión>
200<: procesador>
300: unidad de notificación
400: unidad de memoria

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Aparato de diagnóstico de sistemas de baterías, que diagnostica un sistema de baterías que incluye una pluralidad de celdas de batería que tienen lengüetas de electrodo en las mismas, caracterizándose el aparato porque comprende:
    <una unidad (>100<) de medición de tensión configurada para medir una tensión final en cada carga o>descarga para cada una de la pluralidad de celdas de batería; y
    <un procesador (>200<) configurado para acumular la tensión final de cada celda de batería medida mediante>la unidad de medición de tensión a lo largo del tiempo y detectar una celda de batería que tiene un defecto en la lengüeta de electrodo entre la pluralidad de celdas de batería basándose en la tendencia acumulada de tensión final.
  2. 2. Aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la reivindicación 1,
    <en el que el procesador (>200<) está configurado para detectar independientemente un defecto de>desconexión y un defecto de contacto incompleto como defecto de la lengüeta de electrodo.
  3. 3. Aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la reivindicación 1,
    <en el que el procesador (>200<) está configurado para obtener una tendencia de desviación entre la tendencia>de tensión final y una tendencia de referencia y detectar si cada celda de batería tiene un defecto en la lengüeta de electrodo basándose en la tendencia de desviación obtenida.
  4. 4. Aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la reivindicación 3,
    <en el que el procesador (>200<) está configurado para obtener una tendencia promedio de las tensiones>finales para la pluralidad de celdas de batería incluidas en el sistema de baterías como tendencia de referencia y comparar la tendencia de referencia con la tendencia de tensión final.
  5. 5. Aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la reivindicación 3,
    en el que cuando la tendencia de desviación es igual o superior a una desviación de criterio, el procesador<(>200<) está configurado para detectar que la celda de batería correspondiente tiene un defecto de>desconexión.
  6. 6. Aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la reivindicación 3,
    en el que cuando se repiten el caso en el que la tendencia de desviación es igual o superior a una desviación de criterio y el caso en el que la tendencia de desviación es igual o inferior a la desviación de<criterio, el procesador (>200<) está configurado para detectar que la celda de batería correspondiente tiene un>defecto de contacto incompleto.
  7. 7.<Aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la reivindicación>6<,>
    en el que la desviación de criterio incluye una primera desviación de criterio y una segunda desviación de criterio.
  8. 8<.>Aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según la reivindicación 1,
    <en el que el procesador (>200<) está configurado para detectar una celda de batería defectuosa distinguiendo>un procedimiento de carga y un procedimiento de descarga para cada celda de batería.
  9. 9. Sistema de baterías, que comprende el aparato de diagnóstico de sistemas de baterías según una<cualquiera de las reivindicaciones>1<a>8<.>
  10. 10. Método de diagnóstico de sistemas de baterías, que diagnostica un sistema de baterías que incluye una pluralidad de celdas de batería que tienen lengüetas de electrodo en las mismas, caracterizándose el método porque comprende:
    medir una tensión final en cada carga o descarga para cada una de la pluralidad de celdas de batería; acumular la tensión final de cada celda de batería medida en la etapa de medición a lo largo del tiempo para formar una tendencia de tensión final; y
    detectar una celda de batería que tiene un defecto en la lengüeta de electrodo entre la pluralidad de celdas de batería basándose en la tendencia de tensión final formada en la etapa de formación.
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