CN105807225B - 电池特性决定装置 - Google Patents

电池特性决定装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105807225B
CN105807225B CN201410834636.6A CN201410834636A CN105807225B CN 105807225 B CN105807225 B CN 105807225B CN 201410834636 A CN201410834636 A CN 201410834636A CN 105807225 B CN105807225 B CN 105807225B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery module
module
battery
determination device
behavior determination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410834636.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105807225A (zh
Inventor
黄柏*
翁国樑
林登禾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Automotive Research and Testing Center
Original Assignee
Automotive Research and Testing Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Automotive Research and Testing Center filed Critical Automotive Research and Testing Center
Priority to CN201410834636.6A priority Critical patent/CN105807225B/zh
Publication of CN105807225A publication Critical patent/CN105807225A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105807225B publication Critical patent/CN105807225B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

一种电池特性决定装置，包含一个控制模块及一个处理模块。该控制模块在一个电池模块在充电中且该电池模块的充电状态达到一个预设目标值时，输出一个控制信号，以致该电池模块的电流改变到一个预设测试值一段预设测试时间。该预设测试值使得该电流的该改变造成该电池模块的电压在该段预设测试时间中下降。该处理模块得到该电池模块在该段预设测试时间中的电压变化，且根据该电压变化得到该电池模块的电流比率。

Description

电池特性决定装置
技术领域
本发明涉及电池特性决定技术，特别是涉及一种电池特性决定装置。
背景技术
美国专利第7692410号公开了一种现有的电池特性决定装置，其施加一个在0与20安培间切换且具有10秒脉冲宽度及10秒脉冲间距的双脉冲电流负载对一个电池模块放电，从而电池模块的电压在每一个脉冲的施加期间下降。现有的电池特性决定装置根据电池模块因第二脉冲的施加所造成的电压变化，决定电池模块的电流比率(C rate)，且根据电池模块的电流比率及电流负载的脉冲高度，决定电池模块的完全充电容量。
然而，当要将现有的电池特性决定装置实施在载具中以决定载具的电池模块的电流比率及完全充电容量时，需要耗费设计努力及成本在供应双脉冲电流负载的电路上，且随意对电池模块放电可能引发安全问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以克服背景技术缺点的电池特性决定装置。
本发明电池特性决定装置适用于决定一个电池模块的至少一个特性，且包含一个控制模块及一个处理模块。该控制模块在该电池模块在充电中且该电池模块的充电状态达到一个预设目标值时，输出一个控制信号，以致该电池模块的电流改变到一个预设测试值一段预设测试时间。该预设测试值使得该电流的该改变造成该电池模块的电压在该段预设测试时间中下降。该处理模块耦接到该控制模块以接收该控制信号。当接收到该控制信号时，该处理模块得到该电池模块在该段预设测试时间中的电压变化，且根据该电压变化得到该电池模块的电流比率。
本发明所述电池特性决定装置，还包含一个估算模块。当接收到该控制信号时，该处理模块还得到该电池模块在该预设测试值及紧接该改变前的该电流间的电流差异。该估算模块耦接到该处理模块以接收该电流差异及该电流比率，且至少根据该电流差异、该电流比率及该电池模块的额定完全充电容量，估算该电池模块的健康状态。
本发明所述电池特性决定装置中，当接收到该控制信号时，该处理模块还根据该电池模块在该段预设测试时间中的温度，得到一个温度补偿系数。该估算模块还从该处理模块接收该温度补偿系数，且还根据该温度补偿系数估算该健康状态。
本发明所述电池特性决定装置中，该估算模块根据以下方程式来估算该健康状态：
SOH＝[(ΔI/CR)/AH_spec]×K-1×100％，
其中，SOH代表该健康状态，ΔI代表该电流差异，CR代表该电流比率，AH_spec代表该额定完全充电容量，及K-1代表该温度补偿系数。
本发明所述电池特性决定装置中，该估算模块在该电池模块的温度在一个预设温度范围内时，才估算该健康状态。
本发明所述电池特性决定装置中，该处理模块在该电池模块的温度在一个预设温度范围内时，才得到该电压变化、该电流差异及该电流比率。
本发明所述电池特性决定装置中，该控制模块在该电池模块的温度在一个预设温度范围内时，才输出该控制信号。
本发明所述电池特性决定装置中，该估算模块还根据该健康状态及该电池模块的充放电循环次数，估算该电池模块的剩余寿命。
本发明所述电池特性决定装置中，该估算模块还根据该健康状态及一个设置有该电池模块的载具的总里程数，估算该电池模块的剩余寿命。
本发明所述电池特性决定装置中，该处理模块根据一个预设电压映射函式将该电压变化映射成该电流比率。
本发明的有益效果在于：通过该控制模块在该电池模块在充电中时启动该电池模块的电流的该改变，可以避免额外的设计努力及成本，且防止随意对该电池模块放电可能引发的安全问题。
附图说明
图1是一个示意方块图，说明本发明电池特性决定装置的实施例与一个电池模块一起使用；及
图2是一个时序图，说明电池模块的电压与电流。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图1与图2，本发明电池特性决定装置1的实施例适用于安装在一个载具2中。载具2包括一个电池模块21、一个能量转移模块22、一个感测模块23、一个显示模块24及其它必要元件(图未示)。能量转移模块22耦接到电池模块21，且与一个能量来源3操作上相关联。能量转移模块22能够执行从能量来源3到电池模块21的能量转移，且可操作以调整从能量来源3转移到电池模块21的能量多寡，以改变流过电池模块21的电流。感测模块23耦接到电池模块21，定期地(例如连续地)感测电池模块21的电压、电流、充电状态(state ofcharge，SOC)及温度，且追踪电池模块21的充放电循环次数，以产生一个指示这些参数的感测信号。
值得注意的是，载具2可以是纯电动车或复合(hybrid)电动车，且可以呈例如机车、汽车或巴士的形式。此外，能量来源3可以是一个在载具2外部的有线充电系统、一个在载具2外部的无线充电系统、一个安装在载具2上的光伏系统(photovoltaic system)，或载具2的一个再生煞车(regenerative brake)(图未示)。在能量来源3是在载具2外部的有线充电系统的情况下，能量转移模块22在实体耦接到能量来源3时执行能量转移。在能量来源3是在载具2外部的无线充电系统的情况下，能量转移模块22在位于能量来源3的充电范围内时执行能量转移。在能量来源3是安装在载具2上的光伏系统的情况下，能量转移模块22在光线照射在能量来源3上且被能量来源3转换成电能时执行能量转移。在能量来源3是载具2的再生煞车的情况下，能量转移模块22在载具2正在煞车且再生煞车接收及转换煞车能量(也就是动能)为电能时执行能量转移。
本实施例的电池特性决定装置1适用于决定电池模块21的至少一个特性(例如电流比率、健康状态(state of health，SOH)、剩余寿命等)，且包括一个控制模块11、一个处理模块12及一个估算模块13。
控制模块11适用于耦接到能量转移模块22及感测模块23，且从感测模块23接收感测信号。控制模块11在根据感测信号所指示的电池模块21的电流及充电状态判断出电池模块21在充电中且电池模块21的充电状态达到一个预设目标值时，输出一个控制信号到能量转移模块22，以致能量转移模块22改变流过电池模块21的电流到一个预设测试值It一段预设测试时间Tt。预设测试值It使得电池模块21的电流的改变造成电池模块21的电压在该段预设测试时间Tt中下降。
预设目标值较佳地在一个从50％到100％的范围内，且在本实施例中是80％。此外，预设测试值It可以为零，从而电池模块21既不是在充电中也不是在放电中，也就是电池模块21不是在使用中。或者，预设测试值It可以使得电池模块21维持在充电中(在此情况中，电池模块21在该段预设测试时间Tt中的充电速度小于在该段预设测试时间Tt外的充电速度)，或使得电池模块21在放电中。再者，该段预设测试时间Tt较佳地等于或小于256秒。
值得注意的是，控制模块11可以在载具2正在移动及/或已经停止时输出控制信号，视能量来源3的种类而定。此外，对于控制信号的不同例子而言，预设测试值It可以相同或不同。
处理模块12耦接到控制模块11以接收控制信号，且适用于耦接到感测模块23以接收感测信号。当接收到控制信号时，处理模块12执行以下动作：(1)根据感测信号所指示的电池模块21的电压，得到电池模块21在该段预设测试时间Tt中的电压变化ΔV；(2)根据感测信号所指示的电池模块21的电流及预设测试值It，得到电池模块21在预设测试值It及紧接改变前的电流间的电流差异ΔI；(3)根据电池模块21的电压变化ΔV得到电池模块21的电流比率；及(4)根据感测信号所指示的电池模块21在该段预设测试时间Tt中的温度，得到一个温度补偿系数。值得注意的是，电池模块21在该段预设测试时间Tt中的温度变化很小，因此电池模块21在该段预设测试时间Tt中的任一时点被感测到的温度都可以用来得到温度补偿系数。
处理模块12可以根据一个描述电池模块21的电流比率及电压变化ΔV间关系的预设电压映射函式，将电池模块21的电压变化ΔV映射成电池模块21的电流比率。例如，预设电压映射函式表示为CR＝a×ΔV+b，其中，CR代表电池模块21的电流比率，且a及b是预设常数。或者，处理模块12可以预先储存一个描述电池模块21的电流比率及电压变化ΔV间关系的预设电压映射表，且根据预设电压映射表将电池模块21的电压变化ΔV映射成电池模块21的电流比率。预设电压映射函式及预设电压映射表可以从与电池模块21相关联的量测结果推导出。
处理模块12可以根据一个描述温度补偿系数及电池模块21的温度间关系的预设温度映射函式，将电池模块21的温度映射成温度补偿系数。或者，处理模块12可以预先储存一个描述温度补偿系数及电池模块21的温度间关系的预设温度映射表，且根据预设温度映射表将电池模块21的温度映射成温度补偿系数。预设温度映射函式及预设温度映射表可以从与电池模块21相关联的规格书或量测结果推导出。
估算模块13耦接到处理模块12以接收电池模块21的电流差异ΔI、电池模块21的电流比率及温度补偿系数，适用于耦接到感测模块23以接收感测信号，且适用于耦接到显示模块24。估算模块13根据电池模块21的电流差异ΔI、电池模块21的电流比率、电池模块21的额定完全充电容量及温度补偿系数，估算电池模块21的健康状态，根据电池模块21的健康状态及感测信号所指示的电池模块21的充放电循环次数，估算电池模块21的剩余寿命，且输出估算出的健康状态及剩余寿命到显示模块24，以显示在显示模块24上。
在本实施例中，估算模块13根据以下方程式来估算电池模块21的健康状态：
SOH＝[(ΔI/CR)/AH_spec]×K-1×100％，
其中，SOH代表电池模块21的健康状态，AH_spec代表电池模块21的额定完全充电容量，且K-1代表温度补偿系数。电池模块21的额定完全充电容量可以从电池模块21的规格书得知。此外，由于电池模块21的健康状态理想上在制造出来时为100％且随着时间及使用而下降，因此估算模块13通过决定在电池模块21的健康状态下降至一个预设门槛值前电池模块21还能经历的充放电循环次数，来估算电池模块21的剩余寿命。
值得注意的是，在其它实施例中，可以对本发明做出以下修改：
(1)估算模块13可以在感测信号所指示的电池模块21的温度在一个预设温度范围内时，才估算电池模块21的健康状态及剩余寿命。在预设温度范围中，温度补偿系数近似1。在此情况中，估算模块13根据SOH＝[(ΔI/CR)/AH_spec]×100％来估算电池模块21的健康状态。
(2)处理模块12可以在感测信号所指示的电池模块21的温度在预设温度范围内时，才得到电池模块21的电压变化ΔV、电流差异ΔI及电流比率。
(3)控制模块11可以在感测信号所指示的电池模块21的温度在预设温度范围内时，才输出控制信号。
在上述三种情况的每一个中，处理模块12没有得到温度补偿系数，且估算模块13只根据电池模块21的电流差异ΔI、电流比率及额定完全充电容量来估算电池模块21的健康状态。
(4)估算模块13可以根据载具2的总里程数而非电池模块21的充放电循环次数来估算电池模块21的剩余寿命。在此情况中，现有的载具2将具有某个追踪载具2总里程数的元件，且此元件将提供相关资讯给估算模块13，感测模块23不追踪电池模块21的充放电循环次数，且估算模块13通过决定在电池模块21的健康状态下降至预设门槛值前载具2还能行走的里程数，来估算电池模块21的剩余寿命。
综上所述，由于本实施例的电池特性决定装置1在电池模块21在充电中时启动电池模块21的电流的改变，因此载具2固有的能量转移模块22可以被用来实现电池模块21的电流的这个改变，藉此避免额外的设计努力及成本，且防止随意对电池模块21放电可能引发的安全问题。

Claims (9)

1.一种电池特性决定装置，适用于决定一个电池模块的至少一个特性，该电池特性决定装置的特征在于其包含：
一个控制模块，在该电池模块在充电中且该电池模块的充电状态达到一个预设目标值时，输出一个控制信号，以致该电池模块的电流改变到一个预设测试值一段预设测试时间，该预设测试值使得该电流的该改变造成该电池模块的电压在该段预设测试时间中下降；及
一个处理模块，耦接到该控制模块以接收该控制信号，当接收到该控制信号时，该处理模块得到该电池模块在该段预设测试时间中的电压变化，且根据该电压变化得到该电池模块的电流比率,该处理模块还得到该电池模块在该预设测试值及紧接该改变前的该电流间的电流差异；
一个估算模块,该估算模块耦接到该处理模块以接收该电流差异及该电流比率，且至少根据该电流差异、该电流比率及该电池模块的额定完全充电容量，估算该电池模块的健康状态。
2.根据权利要求1所述的电池特性决定装置，其特征在于：
当接收到该控制信号时，该处理模块还根据该电池模块在该段预设测试时间中的温度，得到一个温度补偿系数；及
该估算模块还从该处理模块接收该温度补偿系数，且还根据该温度补偿系数估算该健康状态。
3.根据权利要求2所述的电池特性决定装置，其特征在于该估算模块根据以下方程式来估算该健康状态：
SOH＝[(△I/CR)/AH_spec]×K-1×100％，
其中，SOH代表该健康状态，△I代表该电流差异，CR代表该电流比率，AH_spec代表该额定完全充电容量，及K-1代表该温度补偿系数。
4.根据权利要求1所述的电池特性决定装置，其特征在于：该估算模块在该电池模块的温度在一个预设温度范围内时，才估算该健康状态。
5.根据权利要求1所述的电池特性决定装置，其特征在于：该处理模块在该电池模块的温度在一个预设温度范围内时，才得到该电压变化、该电流差异及该电流比率。
6.根据权利要求1所述的电池特性决定装置，其特征在于：该控制模块在该电池模块的温度在一个预设温度范围内时，才输出该控制信号。
7.根据权利要求1所述的电池特性决定装置，其特征在于：该估算模块还根据该健康状态及该电池模块的充放电循环次数，估算该电池模块的剩余寿命。
8.根据权利要求1所述的电池特性决定装置，其特征在于：该估算模块还根据该健康状态及一个设置有该电池模块的载具的总里程数，估算该电池模块的剩余寿命。
9.根据权利要求1所述的电池特性决定装置，其特征在于：该处理模块根据一个预设电压映射函式将该电压变化映射成该电流比率。
CN201410834636.6A 2014-12-29 2014-12-29 电池特性决定装置 Active CN105807225B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410834636.6A CN105807225B (zh) 2014-12-29 2014-12-29 电池特性决定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410834636.6A CN105807225B (zh) 2014-12-29 2014-12-29 电池特性决定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105807225A CN105807225A (zh) 2016-07-27
CN105807225B true CN105807225B (zh) 2018-08-31

Family

ID=56980781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410834636.6A Active CN105807225B (zh) 2014-12-29 2014-12-29 电池特性决定装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105807225B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108614216B (zh) * 2016-12-12 2020-12-25 财团法人车辆研究测试中心 电池健康状态估测装置及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200741234A (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Ablerex Electronics Co Ltd Method for determining state-of-health of batteries
CN101782628A (zh) * 2009-01-15 2010-07-21 财团法人工业技术研究院 电池特性追踪方法及电路
CN102837620A (zh) * 2011-06-24 2012-12-26 皆盈绿动能科技股份有限公司 电量侦测及显示装置及其方法
CN103675692A (zh) * 2012-09-26 2014-03-26 财团法人车辆研究测试中心 电池健康状态检知方法与装置
CN103917884A (zh) * 2011-11-08 2014-07-09 新神户电机株式会社 蓄电池状态监视系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7375497B2 (en) * 2004-04-06 2008-05-20 Cobasys, Llc State of charge tracking system for battery systems
CN100535680C (zh) * 2005-08-19 2009-09-02 株式会社Ntt设施 劣化判断装置、劣化判断方法、计算机程序

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200741234A (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Ablerex Electronics Co Ltd Method for determining state-of-health of batteries
CN101782628A (zh) * 2009-01-15 2010-07-21 财团法人工业技术研究院 电池特性追踪方法及电路
CN102837620A (zh) * 2011-06-24 2012-12-26 皆盈绿动能科技股份有限公司 电量侦测及显示装置及其方法
CN103917884A (zh) * 2011-11-08 2014-07-09 新神户电机株式会社 蓄电池状态监视系统
CN103675692A (zh) * 2012-09-26 2014-03-26 财团法人车辆研究测试中心 电池健康状态检知方法与装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105807225A (zh) 2016-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6317031B2 (ja) 電池制御装置、および、車両システム
CN107408826B (zh) 电池控制装置以及车辆系统
US9272635B2 (en) Power storage system and method of calculating full charge capacity
CN105510832B (zh) 使用老化补偿的电动车辆电池荷电状态监控
JP6111275B2 (ja) 電池制御装置
CN105471020B (zh) 用于电池单元漏电检测的电路和方法
US10286806B2 (en) Electrical storage system
US10209317B2 (en) Battery control device for calculating battery deterioration based on internal resistance increase rate
CN107176043B (zh) 用于车辆电池系统的功率容量估计
US9880224B2 (en) Battery system monitoring device
US9910100B2 (en) Battery characteristic determining device for a vehicle
JP6101714B2 (ja) 電池制御装置、電池システム
US20140100803A1 (en) Power estimation device for estimating chargeable/dischargeable power of electric storage device, electric storage apparatus, and method of estimating chargeable/dischargeable power
CN105050855A (zh) 蓄电系统和用于蓄电装置的满充电容量估计方法
KR20150126208A (ko) 배터리 관리 장치
JP2011041452A (ja) 組電池装置及び車両
CN104723894B (zh) 用于电池参数估计的车辆、方法和系统
US20210311127A1 (en) Battery Status Estimation Apparatus and Battery Control Apparatus
CN102343831B (zh) 用于重新平衡车辆电池的系统和方法
WO2016200319A1 (en) A method and a monitoring unit for monitoring a battery system
CN105807225B (zh) 电池特性决定装置
JP2016130658A (ja) 二次電池の制御装置
TWI540328B (zh) Battery characteristic determining device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant