CN109155446A - 用于管理电池的装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开一种用于管理电池的装置和方法。根据本公开的实施例的电池管理装置包括存储器单元和控制单元。存储器单元存储多个放电曲线模型，其包括与第一充电状态值相关联的第一放电曲线模型，并且在此示例中，第一放电曲线模型定义在第一放电条件下随着时间流逝具有第一充电状态值的电池的电压的变化。控制单元被连接到存储器单元，允许与存储器单元通信，并且被配置成调用存储在存储器单元中的第一放电曲线模型。

Description

用于管理电池的装置和方法

技术领域

本申请要求于2017年1月24日在大韩民国提交的韩国专利申请No.10-2017-0011227的优先权，其公开内容通过引用被合并在此。

本公开涉及用于管理电池的装置和方法，并且更具体地，涉及用于基于电池的充电/放电特性来保护电池的装置和方法。

背景技术

电池能够重复地充电和放电，并且因此它们被用作各种领域的电源。例如，锂离子电池在诸如手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、平板电脑和电动工具的手持设备，以及包括电动自行车、电动摩托车、电动车辆、混合动力电动汽车、电动船和电动飞机的各种类型的电力系统中被使用。

电池通过诸如逆变器的电力转换装置连接到负载装置。负载装置指的是使用存储在上面提及的电池中的电力的任何设备。

负载装置包括控制系统。控制系统经由通信从管理电池的充电/放电的装置(下文称为电池管理装置)接收电池的输出参数。

输出参数是电池的放电性能或充电性能的指示，并且基于电池的充电状态(stateof charge)和电池的温度来更新。输出参数可以包括与当电池放电或充电时可以允许其流过电池的最大充电/放电电流值或者由此计算的允许的功率的相关联的信息。

控制系统在从电池管理装置接收的输出参数的范围内控制电池的充电和放电。也就是说，控制系统通过控制电力转换装置调节电池的输出低于允许的输出值或者充电或放电电流的大小低于最大充电/放电电流值。

同时，当电池电压接近预设的放电电压下限(或预设的充电电压上限)时，电池的电压迅速地变化。这里，可以预设放电电压的下限和充电电压的上限以分别防止过放电和过充电。

图1是示出当具有360Ah的完全充电容量的锂电池的充电状态为20％时在以360A的恒定电流放电期间出现的电压变化的曲线图。当使用诸如360A的恒定电流的相对大的电流在大约几秒到几十秒的短时间内对电池放电时，据称在放电之前和之后电池的容量始终保持不变。

如通过图1中所示的曲线图能够看到，当电池的电压达到高于放电电压的下限V_min的特定电压值V_s时，电压以高速率快速下降。

与此相似，在其中电池充电的情况下也可能发生电压的急剧变化。也就是说，随着电池的电压更接近充电电压的上限，电压以高速率快速上升。电池电压中的急剧变化的原因之一是取决于电池的充电状态的内部电阻的急剧变化。

电池电压的急剧变化指示电池将很快过充电或过放电的风险。因此，当监测到在电池两端的电压的急剧变化时，电池管理装置需要适当地调节电池的放电电流或充电电流的大小。也就是说，为了解决电池的电压低于放电电压的下限或高于充电电压的上限的问题，电池管理装置需要适当地降额电池的允许输出参数。

发明内容

技术问题

在如上所述的现有技术的背景下设计本公开，并且因此，本公开旨在提供一种用于基于电池的充电状态和温度来确定电池的充电/放电电流的允许上限值以保护电池免于过放电或过充电的计算电流降额比的装置和方法。

技术解决方案

为了实现上述技术目的，根据本公开的一个方面的电池管理装置包括存储器单元，该存储器单元被配置成存储包括与第一充电状态值相关联的第一放电曲线模型的多个放电曲线模型，其中第一放电曲线模型定义在第一放电条件下随着时间流逝具有第一充电状态值的电池的电压的变化；以及控制单元，该控制单元被连接到存储器单元，允许与存储器单元通信，并且被配置成调用存储在存储器单元中的第一放电曲线模型。控制单元被配置成：从第一放电曲线模型，计算从其中第一放电曲线模型到达被设置为高于电池的放电电压的下限值的放电设定电压值的第一时间点到其中第一放电曲线模型到达放电电压的下限值的第二时间点的第一时间变化量；基于放电电压的下限值、放电设定电压值和第一时间变化量，计算对于第一温度值的第一降额电流值；计算指示第一降额电流值与映射到第一充电状态值的第一最大放电电流值的相对大小的第一电流降额比；以及与第一充电状态值和第一温度值相关联地将第一电流降额比存储在存储器单元中。

另外，控制单元还基于第一最大放电电流值、第一因子和第二因子来计算第一降额电流值。在这种情况下，第一因子是映射到第一温度值的、电池的第一内阻值，并且第二因子是映射到第一温度值的、电池的第一最大电阻变化率。

另外，控制单元使用下述等式1计算第一降额电流值：

[等式1]

其中，I_{D_max}是第一最大放电电流值，V_min是放电电压的下限，V_{D_set}是放电设定电压，R₀是第一内阻值，Δt_D是第一时间变化量，(dR/dt)_{D_max}是第一最大电阻变化率，并且I_{D_derate}是第一降额电流值。

另外，控制单元可以被配置成：基于放电电压的下限值、放电设定电压值、第一时间变化量、第三因子和第四因子，来计算对于第二温度值的第二降额电流值。在这种情况下，第三因子是映射到第二温度值的、电池的第二内阻值，并且第四因子是映射到第二温度值的、电池的第二最大电阻变化率。

另外，控制单元可以被配置成计算指示第二降额电流值与第一最大放电电流值的相对大小的第二电流降额比，以及与第一充电状态值和第二温度值相关联地将第二电流降额比存储在存储器单元中。

另外，存储器单元可以被配置成进一步存储与第一充电状态值不同的第二充电状态值和与第二充电状态值相关联的第二放电曲线模型。在这种情况下，第二放电曲线模型定义在第二放电条件下随着时间流逝具有第二充电状态值的电池的电压的变化。

另外，控制单元可以被配置成：从第二放电曲线模型，计算从其中第二放电曲线模型到达放电设定电压值的第三时间点到其中第二放电曲线模型到达放电电压的下限值的第四时间点的第二时间变化量；基于放电电压的下限值、放电设定电压值以及第二时间变化量，计算对于第三温度值的第三电流降额比；计算指示第三降额电流值与映射到第二充电状态值的第二最大放电电流值的相对大小的第三电流降额比；以及与第二充电状态值和第三温度值相关联地将第三电流降额比存储在存储器单元中。

另外，控制单元还可以基于第二最大放电电流值、第五因子和第六因子来计算第三降额电流值。在这种情况下，第五因子是映射到第三温度值的、电池的第三内阻值，并且第六因子是映射到第三温度值的、电池的第三最大电阻变化率。

另外，控制单元被配置成基于放电电压的下限值、放电设定电压值、第二时间变化量、第七因子和第八因子，计算对于第四温度值的第四降额电流值。在这种情况下，第七因子是映射到第四温度值的、电池的第四内阻值，并且第八因子是对应于第四温度值的、电池的第四最大电阻变化率。

另外，控制单元可以被配置成计算指示第四降额电流值与第二最大放电电流值的相对大小的第四电流降额比，以及与第二充电状态值和第四温度值相关联地将第四电流降额比存储在存储器单元中。

另外，当第二温度值等于第三温度值时，控制单元可以将第二电流降额比和第三电流降额比的较大电流降额比设置为用于第三温度值的代表性降额比。

另外，电池管理装置还可以包括：电压测量单元，该电压测量单元被配置成测量电池的放电电压；电流测量单元，该电流测量单元被配置成测量电池的电流；以及温度测量单元，该温度测量单元被配置成测量电池的温度。在这种情况下，控制单元可以被配置成：基于由电压测量单元、电流测量单元和温度测量单元测量的电压值、电流值和温度值来估计电池的当前充电状态值；当电池的电压等于或小于放电设定电压值时，从存储器单元获得映射到当前充电状态值和温度值的代表性降额比；以及使用所获得的代表性降额比确定电池的放电电流的上限值。

另外，存储器单元还可以存储多个预设安全标准值。在这种情况下，控制单元可以根据预设规则以连续顺序将多个安全标准值分配给放电设定电压值，并且在每个安全标准值被设置为放电设定电压值的情况下计算第一电流降额比。

根据本公开的另一方面的电池管理装置包括：存储器单元，该存储器单元被配置成存储多个充电曲线模型，所述多个充电曲线模型包括与第一充电状态值相关联的第一充电曲线模型，其中第一充电曲线模型定义在第一充电条件下随着时间流逝具有第一充电状态值的电池的电压的变化；以及控制单元，该控制单元被连接到存储器单元，允许与存储器单元通信，并且被配置成调用存储在存储器单元中的第一充电曲线模型。控制单元被配置成：从第一充电曲线模型，计算从其中第一充电曲线模型到达被设置为低于电池的充电电压的上限值的充电设定电压值的第一时间点到其中第一充电曲线模型到达充电电压的上限值的第二时间点的第一时间变化量。控制单元被配置成基于充电电压的上限值、充电设定电压值和第一时间变化量，来计算对于第一温度值的第一降额电流值。控制单元被配置成计算指示第一降额电流值与映射到第一充电状态值的第一最大充电电流值的相对大小的第一电流降额比。控制单元被配置成与第一充电状态值和第一温度值相关联地将第一电流降额比存储在存储器单元中。

根据本发明的又一方面的电池管理方法包括：从多个预先存储的放电曲线模型调用与第一充电状态值相关联的第一放电曲线模型，其中第一放电曲线模型定义在第一放电条件下随着时间流逝具有第一充电状态值的电池的电压的变化；从第一放电曲线模型，计算从其中第一放电曲线模型到达被设置为高于电池的放电电压的下限值的放电设定电压值的第一时间点到其中第一放电曲线模型到达放电电压的下限值的第二时间点的第一时间变化量；基于放电电压的下限值、放电设定电压值、第一时间变化量、第一因子和第二因子，来计算对于第一温度值的第一降额电流值，其中第一因子是映射到第一温度值的、电池的第一内阻值，并且第二因子是映射到第一温度值的、电池的第一最大电阻变化率；计算指示第一降额电流值与映射到第一充电状态值的第一最大放电电流值的相对大小的第一电流降额比；以及与第一充电状态值和第一温度值相关联地将第一电流降额比存储在存储器单元中。

有益效果

根据本公开的至少一个实施例，可以使用通过先前的实验获得的至少一个放电曲线模型或充电曲线模型来预先计算作为充电状态值和温度值的函数的电池的电流降额比。

另外，根据本发明的至少一个实施例，当被充电/放电的电池的电压达到预设的设定电压时，可以基于对应于电池的当前充电状态和温度的预设电流降额比确定充电/放电电流的上限值。因此，在急剧电压变化范围(例如，图1中的阴影范围)内，电池的充电/放电电流可以被限制上限值以下。因此，能够有效地保护电池免受过放电和过充电中的至少一种的影响。

另外，根据本公开的至少一个实施例，通过预设能够被用作放电设定电压值的多个可用安全标准值，可以针对每个安全标准值不同地确定放电电流的上限值。

附图说明

附图图示本公开的实施例并且与以下详细描述一起用作提供对本公开的技术方面的进一步理解，并且因此，本公开不应被解释为限于在这些附图中的陈述。

图1是示出当具有容量为36Ah的锂电池的充电状态为20％时在360A的恒定电流放电期间的电压变化建模的放电曲线模型。

图2是根据本公开的实施例的电池的输出参数调节系统的框图。

图3是示出具有36Ah的相同的完全充电容量且15％、20％、30％、40％和50％的不同充电状态的五个锂电池的放电曲线模型的曲线图。

图4是图示在本公开的实施例中的当确定降额电流值时使用的等式的参数的图。

图5至图8是用于参考以图示通过根据本公开的实施例的电池管理装置从每个放电曲线模型计算对于每个温度的降额电流值和电流降额比的操作的图。

图9至图12是示出根据本公开的实施例的电池管理方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述本公开的实施例。在描述之前，应理解，说明书和所附权利要求中使用的术语或词语不应被解释为限于一般和词典含义，而是基于允许发明人适当地定义术语以获得最佳解释的原则基于对应于本发明的技术方面的含义和概念来解释。因此，这里描述的实施例和附图中示出的图示仅仅是本公开的实施例，但是并不旨在完全描述本公开的技术方面，因此应理解，可以在实施本发明时对其做出各种其他等同和修改。

在下面描述的实施例中，电池指的是锂电池。这里，锂电池总括地指其中锂离子在充电和放电期间充当工作离子，在正电极和负电极处引起电化学反应的电池。

同时，应被解释为尽管电池的名称取决于锂电池中使用的电解质或隔膜的类型、被用于封装电池的封装类型和锂电池的内部或外部结构而改变，锂电池覆盖使用锂离子作为工作离子的任何电池。

本公开还可以应用于锂电池以外的电池。因此，应将其解释为本公开涵盖可以应用本公开的技术方面的任何电池，而不管其类型如何，即使工作离子不是锂离子。

另外，电池不限于组成其的元件的数量。因此，应被解释为电池包括具有封装中的电解质和正电极/隔膜/负电极的组件的单元单体，以及包括串联和/或并联连接的单元单体的组件，包括串联和/或并联连接的组件的模块，包括串联和/或并联连接的模块的电池组，以及包括串联和/或并联连接的电池组的电池系统。

图2是示出根据本公开的实施例的装置100的框图。

参考图2，根据本公开的实施例的装置100基本上包括存储器单元150和控制单元140，并且可选地，还可以包括电压测量单元110、电流测量单元120、温度测量单元130和信息输出单元中的至少一个。

在其中被充电/放电的电池10的电压等于预设设定电压的时间点之后，装置100可以降额电池10的电流。例如，当被充电的电池10的电压达到充电设定电压时，装置100可以降额电池10的充电电流，并且当被放电的电池10的电压达到放电设定电压时，可以降额电池10的放电电流。当然，可以将充电设定电压预设为具有比放电设定电压高的电平。

电池10通过高电位端子(PACK+)和低电位端子(PACK-)电连接到负载装置200。负载装置200指的是利用从电池10输出的电力进行操作的设备。

负载装置200包括控制系统210、电力转换单元220和负载230。可选地，负载装置200还可以包括充电器240。充电器240可以通过电力转换单元220将用于充电电池10的充电电流供应给电池10。充电器240可以自身产生充电电流，并且可以通过从商用电源接收电力来产生充电电流。

在优选示例中，负载230可以是包括电动车辆或混合动力电动车辆的电动机，并且电力转换单元220可以是能够进行双向电力转换的逆变器。

控制系统210是控制负载装置200的整体操作的计算系统。具体地，控制系统210使用由控制单元140提供的电池10的输出参数来控制电池10的放电。也就是说，控制系统210通过基于与输出参数对应的放电条件控制电力转换单元220来控制电池10的放电。

电力转换单元220将电池10的放电输出发送到负载230。在这种情况下，电力转换单元220可以在控制系统210的控制下调节电力转换的程度以使电池10在输出参数的范围内放电。

相反，电力转换单元220可以将从充电器240供应的电荷输出发送到电池10。在这种情况下，电力转换单元220可以在控制系统210的控制下调节电力转换的程度以在输出参数的范围内对电池10充电。

当存储器单元150能够记录和删除信息时，存储器单元150不限于特定类型的存储介质。例如，存储器单元150可以包括RAM、ROM、寄存器、硬盘、光学记录介质或磁记录介质。存储器单元150可以例如通过数据总线电连接到控制单元140，以允许控制单元140对其进行访问。另外，存储器单元150连接到控制单元140，允许通信，以存储和/或更新和/或删除和/或发送包括由控制单元140执行的各种类型的控制逻辑的程序和/或当控制逻辑被执行时创建的数据。存储器单元150能够在逻辑上被划分成两个或更多个，并且在没有限制的情况下可以包括在控制单元140中。

电压测量单元110与控制单元140电耦合以发送和接收电信号。电压测量单元110在控制单元140的控制下以一定时间间隔测量施加在电池10的正电极和负电极之间的电压，并将指示测量电压的大小的信号输出到控制单元140。控制单元140根据从电压测量单元110输出的信号确定电池10的电压，并将确定的电压的值存储在存储器单元150中。例如，电压测量单元110可以包括本领域常用的电压测量电路。

电流测量单元120与控制单元140电耦合以发送和接收电信号。电流测量单元120在控制单元140的控制下以一定时间间隔重复测量流过电池10的电流的大小，并将指示测量的电流大小的信号输出到控制单元140。控制单元140根据从电流测量单元120输出的信号确定电流的大小，并将确定的电流值存储在存储器单元150中。例如，电流测量单元120可以包括本领域常用的霍尔传感器或检测电阻器。

温度测量单元130与控制单元140电耦合以发送和接收电信号。温度测量单元130以一定时间间隔重复测量电池10的温度，并将指示测量温度的大小的信号输出到控制单元140。控制单元140根据从温度测量单元130输出的信号确定电池10的温度并且将所确定的温度的值存储在存储器单元150中。例如，温度测量单元130可以包括本领域中常用的热电偶。

根据本公开的装置100还可以包括通信接口160。通信接口160是控制单元140与包括在负载装置200中的控制系统210通信所必需的部件。

通信接口160包括支持两个不同系统之间的通信的任何已知通信接口。通信接口可以支持有线或无线通信。优选地，通信接口可以支持控制器局域网络(CAN)通信或菊花链通信。

控制单元140可以通过选择性地使用由电压测量单元110测量的电池10的电压和由电流测量单元120测量的电池10的电流以及由温度测量单元130测量的电池10的温度中的至少一个来确定电池10的充电状态。

例如，可以通过对通过电流测量单元120周期性测量的电流值的积分来确定电池10的充电状态。此方法也称为安时计量法，并且在此省略其详细描述。作为另一示例，可以通过基于通过电压测量单元110周期性地测量的电压值来确定开路电压并参考预先存储在存储器中的OCV-SOC表来确定电池10的充电状态。作为又一示例，可以基于电池10的电路建模使用诸如扩展卡尔曼滤波器的自适应算法来确定充电状态。

当然，除了上述的安时计量法或扩展卡尔曼滤波器之外，可以通过用于选择性地使用电池10的电压、温度和电流估计充电状态的其他已知方法确定充电状态。

控制单元140监视在电池10的放电期间由电压测量单元110测量的电池10的电压电平。控制单元140可以基于由电流测量单元120测量的电流的方向确定电池10是正在充电还是正在放电。

控制单元140取决于电池10的电压电平不同地确定电池10的输出参数。具体地，当被放电的电池10的电压处于平台电压范围时，控制单元140可以确定正常模式下的输出参数。相反，当电池10的电压进入超出平台电压范围的电压下降范围或电压上升范围时，控制单元140可以确定降额模式下的输出参数。在这种情况下，可以基于预设的放电设定电压对平台电压范围和电压下降范围进行分类。另外，可以基于被预设以高于放电设定电压的充电设定电压来分类平台电压范围和电压上升范围。也就是说，电压下降范围是对应于低于放电设定电压的电压范围的区域，电压上升范围是对应于等于或大于充电设定电压的电压范围的区域，并且平台电压范围是对应于大于放电设定电压并且小于充电设定电压的电压范围的区域。

首先，可以在对电池10的每个预设充电状态值保持相同温度时执行恒定电流放电实验，以获得多个放电曲线模型。

图3是示出具有相同的最大完全充电容量36Ah且不同充电状态为15％、20％、30％、40％和50％的五个锂电池的放电曲线模型的曲线图。随着其从左到右，对应于每个放电曲线模型的充电状态值更大。

施加到每个恒定电流放电实验的放电电流的大小是对应于电池10的充电状态和温度的最大放电电流值。对应于特定充电状态和温度的最大放电电流值是当通过混合脉冲功率表征(HPPC)方法对电池10进行脉冲放电时，使电池10的电压达到放电电压的下限V_min的放电电流值。

优选地，当通过HPPC方法确定的最大放电电流值大于为了电池10的安全设置的放电电流值的上限时，可以将最大放电电流值替换成放电电流值的上限。

在用于获得图3中所示的放电曲线模型的恒定电流放电实验中，放电电流值的上限被设置为360A。

在图3中，在曲线图的右侧上指示当获得每个放电曲线模型时施加的最大放电电流值。也就是说，对应于15％、20％、30％、40％和50％的充电状态的最大放电电流值等于360A。在20％、30％、40％和50％的充电状态下，因为通过HPPC方法确定的最大放电电流值超过被设置为放电电流值上限的360A(安培)，最大放电电流值被替换成放电电流值的上限。当电池10的SOC为10％和15％时，因为通过HPPC方法确定的最大放电电流值359A小于放电电流值360A的上限，所以施加由HPPC方法确定的359A。

在图3中，水平线A表示预设放电设定电压V_{D_set}＝V_set的电平，并且水平线B表示放电电压V_min的下限电平。在这种情况下，放电设定电压V_{D_set}可以等于预设的安全标准值中的任意一个。例如，当放电电压V_min的下限是1.5V时，可以预设对应于2.6V、2.3V和2.0V的三个安全标准值。

如上所述，当按顺序将预设安全标准值设置为放电设定电压V_{D_set}时，控制单元140可以基于充电状态和温度计算降额电流值和电流降额比。在这种情况下，当最大放电电流值被固定时，随着降额电流值减小，电流降额比增加。也就是说，降额电流值和电流降额比可以具有反比例关系。

另外，控制单元140可以通过降额电池10的输出参数，特别地，基于计算的电流降额比的放电电流，充分地延长对于使电池10的电压达到放电电压的下限V_min所耗费的时间。

另外，控制单元140可以检测其中每个放电曲线模型与水平线A相交的第一时间点和其中每个放电曲线模型与水平线B相交的第二时间点中的每一个，并计算时间变化量，即，从检测到的第一时间点到检测到的第二时间点的流逝时间。

当通过电压测量单元110测量的电池10的当前电压大于预设放电设定电压V_{D_set}时，控制单元140确定正常模式下的输出参数。正常模式可以指的是其中不对电池10的放电电流施加限制的模式，与如下面描述的降额模式相反。也就是说，控制单元140可以始终在正常模式下操作，而控制单元140不在降额模式下操作。

在放电期间确定的输出参数包括电池10的最大放电电流值和电流降额比中的至少一个或其相关参数。控制单元140可以使用预先存储在存储器单元150中的第一电流图(map)确定每个充电状态的最大放电电流值。这里，第一电流图可以具有定义与多个充电状态值中的每一个相关联的最大放电电流值的查找表形式的数据结构。

允许功率值P_D可以通过以下等式1确定。

[等式1]

P_D＝V_min×I_{D_max}

在等式1中，V_min表示电池10的放电电压的下限并且是预设值。I_{D_max}对应于能够被施加到在特定充电状态下放电的电池10的最大放电电流值。

同时，当通过电压测量单元110测量的电池10的电压下降到低于放电设定电压V_{D_set}(即，下降到电压下降范围)时，控制单元140将正常模式切换到降额模式并确定降额模式下的输出参数。在这种情况下，在确定输出参数的操作之前，控制单元140可以执行用于确定与至少一个预设充电状态值和至少一个预设温度值相对应的电流降额比的操作。为此，可以将多个放电曲线模型预先存储在存储器单元150中。预先存储在存储器单元150中的每个放电曲线模型可以一对一地与多个充电状态值中的每一个相关联。

在下文中，为了便于描述，假设至少第一放电曲线模型和第二放电曲线模型存储在存储器单元150中。这里，第一放电曲线模型可以定义在第一放电条件下随着时间流逝具有第一充电状态值的电池10的电压变化，并且第二放电曲线模型可以定义在第二放电条件下随着时间流逝具有第二充电状态值的电池10的电压变化。如先前参考图3所描述的，第一放电条件可以是，在此条件下，电池10在被指定的温度(例如，25℃)以对应于第一充电状态值的第一最大放电电流值被放电至低于放电电压的下限，并且第二放电条件可以是，在此条件下，电池10在与第一放电条件相同的温度以对应于第二充电状态值的第二最大放电电流值被放电至低于放电电压的下限。

另外，在控制单元140在降额模式下操作时确定的参数包括电池10的降额电流值和目标功率降额值中的至少一个。

具体地，控制单元140可以每次一个或两个或更多地从存储器单元150调用每个预先存储的放电曲线模型。当前由控制单元140从存储器单元140调用的放电曲线模型被称为“目标曲线模型”。

从目标曲线模型，控制单元140检测其中目标曲线模型到达放电设定电压值的时间点和其中目标曲线模型到达放电电压的下限值的时间点中的每一个。由此，控制单元140可以计算表示检测到的两个时间点之间的时间的时间变化量。也就是说，时间变化量是通过从两个时间点中较大的一个中减去较小的一个而获得的值。

随后，控制单元140可以至少基于放电设定电压值、放电电压的下限值和时间变化量来计算对于预定目标温度范围内的至少一个温度值的降额电流值。在这种情况下，降额电流值是用于充分地延长直到电池10的电压达到电压下降范围中的放电电压的下限而剩余的时间的电流值。另外，可以对应于目标曲线模型预设目标温度范围。例如，当目标温度范围是0～20℃时，控制单元140可以计算对于目标温度范围内的10℃的降额电流值。

具体地，因为预设放电设定电压值和放电电压的下限值并且可以仅针对每个放电曲线模型确定时间变化量，所以控制单元140可以通过使用预设的数学算法根据放电设定电压值、放电电压的下限值和时间变化量计算降额电流值。例如，对于目标曲线模型，时间变化量和降额电流值可以具有比例关系。

优选地，控制单元140还可以基于最大放电电流值和两个或更多个不同因子来计算对于每个温度的目标曲线模型的降额电流值。这里，最大放电电流值可以对应于目标曲线模型。例如，当目标曲线模型对应于15％的充电状态时，最大放电电流值为359A，并且当目标曲线模型对应于20％或更高的充电状态时，最大放电电流值为360A。另外，两个或更多个不同因子中的一个可以是电池的内阻值，并且另一个可以是电池的最大电阻变化率。

根据实施例，控制单元140可以使用以下等式2确定目标曲线模型的降额电流值I_{D_derate}。

[等式2]

在等式2中，I_{D_max}是最大放电电流值，V_min是放电电压的下限，V_{D_set}是放电设定电压，R₀是内部电阻值，Δt_D是时间变化量，(dR/dt)_{D_max}是最大电阻变化率，并且I_{D_derate}是降额电流值。

这里，R₀和(dR/dt)_{D_max}是控制单元140可以基于电池10的温度分配不同值的两个因子。

当从具有20％的充电状态的电池10获得目标曲线模型时，控制单元140可以从下面的表1和表2中确定将被分配给等式2的R₀和(dR/dt)_{D_max}的值。

[表1]

温度值(℃)	内电阻值R<sub>0</sub>
		0	A
10	B
		25	C
45	D

在表1中，映射到相对高温度值的内阻值可以小于映射到相对低温度值的内阻值。例如，在表1中，与10℃相关联的内阻值B大于与45℃相关联的内阻值D。换句话说，满足A>B>C>D的关系。如表1中定义的温度和内阻值之间的关系可以以查找表的形式预先存储在存储器单元150中。

[表2]

温度值(℃)	最大电阻变化率(dR/dt)<sub>D_max</sub>
		0	E
10	F
		25	G
45	H

在表2中，与相对高温度相关的最大电阻变化率可以大于与相对低温度相关联的最大电阻变化率。例如，在表2中，映射到0℃的最大电阻变化率E小于与10℃相关联的最大电阻变化率F。换句话说，满足E<F<G<H的关系。如表2中定义的温度和最大电阻变化率之间的关系可以以与表1相同的方式以查找表的形式预先存储在存储器单元150中。

图4是图示与等式2有关的参数的图。

图4的曲线图(a)中所示的放电曲线模型是与图3中所示的多个放电曲线模型中的20％的充电状态对应的放电曲线模型。从参考图3进行的前述描述中能够容易地看出，当电池10的充电状态为20％时的允许的最大放电电流值360A被分配给等式2的I_{D_max}。

图4的图表(b)示出当充电状态为20％的电池10以360A放电时随着时间流逝的电阻变化率。根据欧姆定律，V＝I×R，并且当两侧对时间t求导时，dV/dt＝I_{D_max}×dR/dt，其中dR/dt与(dV/dt)/I_{D_max}基本相同。在这种情况下，如果充电状态是恒定的，则由第一电流图，I_{D_max}也是恒定值，并且因此，可以使用每个放电曲线模型的电压变化率dV/dt来确定dR/dt。

参考图4，在等式2中，R₀是电池10的内阻值，并且是可以通过实验对于每个温度预设的参数，并且如表1中所定义。V_min、V_{D_set}和R₀可以预先存储在存储器单元150。

这里，要注意的参数是(dR/dt)_{D_max}。(dR/dt)_{D_max}是出现在电压下降范围内的(dR/dt)的最大值，并且如曲线图(b)中所示，对应于通过将在其中电池10的电压达到V_min的时间点的电压变化率或电压变化率的绝对值除以I_{D_max}而获得的值。

可以使用针对电池10的每个充电状态和每个温度测量的放电曲线模型预先确定(dR/dt)_{D_max}，并且与针对每个充电状态和每个温度定义的(dR/dt)_{D_max}相关联的数据可以被预先存储在存储器单元150中，如在表2中。

同时，可以如下推导等式2。可以通过取决于电池10的充电状态和温度而改变的开路电压分量、内部电阻(R₀)和其中RC电路串联连接的电路等效地建模电池10的电压。

根据电路建模，电池10的电压V可以由三个电压分量的总和表示，如下面的等式3。即，三个电压分量可以由基于充电状态唯一地确定的开路电压分量OCV、当电流I流动时施加到内电阻R₀两端的电压分量IR₀、以及当电流I_RC流入RC电路的电阻R时被施加到RC电路的两端的电压分量I_RC×R的总和表示。

[等式3]

V＝OCV+I×R₀+I_RC×R

当上述等式3的两侧对时间t求导时，可以获得下述等式5。

[等式4]

dV/dt＝dOCV/dt+(dI/dt)×R₀+(dI_RC/dt)×R+I_RC×(dR/dt)

当假设电池10的充电状态和流入RC电路的电阻的电流I_RC在预定时间(例如，几秒到几十秒)内恒定时，dOCV/dt和dI_RC/dt是0，并且等式4可以近似于如下面的等式5。

[等式5]

dV/dt＝(dI/dt)×R₀+I_RC×(dR/dt)

同时，假设在其中放电曲线模型到达放电设定电压V_{D_set}的时间点t₀处测量的电流是I₀，并且在其中放电曲线模型到达放电电压的下限V_min的时间点t₁处测量的电流是I₁。另外，假设在从t₀到t₁的持续时间内，I_RC等于I₁并且(dR/dt)在(dR/dt)_{D_max}是恒定的，当等式5的两侧在时间上被积分时，获得下述等式6。

[等式6]

V_min-V_{D_set}＝(I₁-I₀)×R₀+I₁×(dR/dt)_{D_max}×(t₁-t₀)

＝(I₁-I₀)×R₀+I₁×(dR/dt)_{D_max}×Δt_D

同时，当关于I₁写出等式6时，给出等式7。

[等式7]

在等式7中，当I_{D_max}被分配给I₀时，I₁是降额电流值并且变为等式2的I_{D_derate}。

如上所述，在等式5中将(dR/dt)_{D_max}分配给(dR/dt)的原因是适当地计算I_{D_derate}以防止其中电池10的电压下降到低于放电电压的下限V_min的过放电。

控制单元140可以计算与使用等式2计算的降额电流值相对应的电流降额比。具体地，电流降额比是指示降额电流值相对于对应于放电曲线模型的充电状态的最大放电电流值的相对大小的参数。例如，当最大放电电流值是360A并且特定温度值的降额电流值是90A时，控制单元140可以在存储器单元150中存储(360-90A)/360A×100％＝75％作为特定温度值的电流降额比。

在一些情况下，控制单元140可以仅将通过上述处理计算的降额电流值和电流降额比当中的电流降额比存储在存储器单元150中。这是因为被要求存储电流降额比的数据量小于降额电流值。

信息输出单元被配置成输出通知由控制单元140对于每个温度从每个放电曲线模型计算的电流降额比的视觉信号和音频信号中的至少一个。

可选地，控制单元140可以从使用等式2计算的降额电流值确定目标功率降额值P_{D_derate}。可以使用下述等式8计算P_{D_derate}。

[等式8]

P_{D_derate}＝V_min×I_{D_derate}

控制单元140可以在降额模式下通过通信接口160将包括降额电流值和目标降额功率值中的至少一个的输出参数发送到负载装置200的控制系统210。

控制系统210通过在延迟时间流逝之后使用从控制单元140发送的输出参数控制电力转换单元220来降额电池10的放电电流或输出。也就是说，控制系统210可以使用包括在输出参数中的降额电流值或目标降额输出值来控制电力转换单元220，使得从电池10输出的放电电流的大小小于预先计算的降额电流值或电池10的输出小于目标降额输出值。

作为优选示例，控制系统210控制电力转换单元220以使放电电流的大小逐渐降低到降额电流值以下。

控制单元140可以可选地包括本领域已知的处理器、专用集成电路(ASIC)、芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器和数据处理设备，以执行上述各种控制逻辑。另外，当控制逻辑以软件实现时，控制单元140可以实现为程序模块的组件。在这种情况下，程序模块可以存储在存储器中，并由处理器执行。存储器可以在处理器的内部或外部，并且可以利用各种公知的计算机部件连接到处理器。另外，存储器可以包括在本公开的存储器单元150中。另外，存储器总括地指其中存储信息的设备，与设备的类型无关，并且不涉及特定的存储器设备。

可以组合控制单元140的各种控制逻辑中的至少一个，并且可以将组合控制逻辑写入计算机可读代码系统中并记录在计算机可读记录介质中。当记录介质能够被包括在计算机中的处理器访问时，记录介质不限于特定类型。例如，记录介质包括从由ROM、RAM、寄存器、CD-ROM、磁带、硬盘、软盘和光学数据记录设备组成的组中选择的至少一个。另外，代码系统可以以分布式方式在经由网络连接的计算机中存储和执行。此外，用于实现组合控制逻辑的功能程序、代码和代码段可以由本公开所属的技术领域中的程序员容易地推断。

图5至图8是用于参考以图示根据本公开的实施例的电池管理装置从每个放电曲线模型计算对于每个温度的降额电流值和电流降额比的操作的图。具体而言，图5是示出由预设的第一电流图定义的电池10的充电状态和最大放电电流值之间的关系的曲线图。图6是示出作为电池10的充电状态和温度值的函数的电流降额比的变化的曲线图。图7是示出从图6所示的曲线图推导的每个温度的最大代表性降额比的变化的曲线图。图8是示出代表性降额比随着放大/降低放电设定电压而变化的特性的曲线图。

参考图5，电池10的最大放电电流值随着充电状态的增加而连续增加，并且在超过指定点之后，可以均匀地保持。一并参考图4，在充电状态达到20％之前，最大放电电流值以接近直线的形状逐渐增加到360A。随后，在充电状态达到20％之后，最大放电电流值均匀地保持在360A。

参考图6，当放电设定电压为2.6V时，示出根据预设温度值和放电曲线模型计算的电流降额比。具体而言，总共22个(在45℃3个电流降额比、在25℃5个电流降额比、在10℃5个电流降额比、在0℃时4个电流降额比、在-10℃ 1个电流降额比、-20℃4个电流降额比)电流降额比在图6的图表中被指示。

为了帮助理解，在图3中，将与40％的充电状态值相关联的放电曲线模型称为第一模型，并且将与50％的充电状态值相关联的放电曲线模型称为第二模型。在这种情况下，当定义温度值时，对于第一模型和第二模型，可以从表1和2中单独地设置等式2的R₀和(dR/dt)_{D_max}。另外，等式2的V_min和V_{D_set}在第一模型和第二模型中可以是共同的，Δt_D可以根据第一模型和第二模型中的每一个单独地计算，并且对于第一模型和第二模型可以从第一电流图单独设置I_{D_max}(参见图5)。这里，在等式2的参数当中，取决于温度值改变的参数可以仅是R₀和(dR/dt)_{D_max}。

<第一模型的电流降额比的计算操作>

参考图6，对于第一模型，在10℃和25℃的两个不同温度值下计算两个不同的电流降额比K1％和K2％。也就是说，对于第一模型，控制单元140可以通过将映射到第一温度值10℃的第一内部电阻值B和第一最大电阻变化F分配给等式2的R₀和(dR/dt)_max，并且将映射到第二温度值25℃的第二内电阻值C和第二最大电阻变化率G分配给等式2的R₀和(dR/dt)_max来分别计算电流降额比K1％和K2％。

<第二模型的电流降额比的计算操作>

再次参照图6，对于第二模型，在0℃和10℃的两个不同温度值处计算两个不同的电流降额比K3％和K4％。也就是说，对于第二模型，控制单元140可以通过将被映射到第三温度值0℃的第三内电阻值A和第三最大电阻变化率E分配给等式2的R₀和(dR/dt)_{D_max}，并且将被映射到第四温度值10℃的第四内电阻值B和第四最大电阻变化率F分配给等式2的R₀和(dR/dt)_{D_max}来计算电流降额比K3％和K4％。

<每个温度的代表性降额比的计算操作>

当用于计算电流降额比而在第一模型中使用的温度值和在第二模型中使用的温度值中的至少一个是共同的时，控制单元140可以将对应于共同的温度值的电流降额比中的一个设置为共同温度值的代表性降额比。

例如，第一模型中使用的温度值是10℃和25℃，并且第二模型中使用的温度值是0℃和10℃，并且在温度值当中，10℃是共同温度值。因此，控制单元140可以将与10℃相关联的第一模型的电流降额比K1％与第二模型的电流降额比K4％之间的较大电流降额比K1％设置为共同温度值10℃的代表性降额比。

另外，当针对温度值(图6中的-10℃)计算的电流降额比的数量仅为1时，控制单元140可将电流降额比设置为用于对应的温度值的代表性降额比。

控制单元140可以通过反复地执行上述过程来为所有给定温度值设置代表性降额比，并且图7是示出每个温度值的代表性降额比的曲线图。参考图7，能够看出，随着多个预设温度值从最小值变为最大值，相应的代表性降额比逐渐增加。

另外，参考图8，能够看出，当将来自多个安全标准值(例如，2.6V、2.3V、2.0V)的相对大的安全标准值设置为放电设定电压时，设定在相同温度值下的相对小的代表性降额比。这是因为等式2的(V_min-V_{D_set})的值随着放电设定电压的增加而增加。

在下文中，将详细描述由电池管理装置100执行以保护电池100免于过度放电的方法。

图9至图12是示出根据本公开的实施例的电池管理方法的流程图。为了便于描述，假设仅将与不同充电状态值相关联的第一放电曲线模型和第二放电曲线模型预先存储在存储器单元150中，并且针对每个放电曲线模型计算对于两个温度值的电流降额比。

首先，参考图9，在步骤910中，控制单元140从存储器单元150调用第一放电曲线模型。第一放电曲线模型定义在第一次充电条件下随着时间流逝在具有第一充电状态值的电池10两端的电压的变化。

随后，在步骤920中，控制单元140根据第一放电曲线模型计算第一时间变化量。第一时间变化量是从其中第一放电曲线模型到达放电设定电压值V_{D_set}的第一时间点到其中第一放电曲线模型到达放电电压的下限值V_min的第二时间点的时间段。

随后，在步骤930中，控制单元140基于第一放电曲线模型计算对于第一温度值的第一降额电流值。可以基于放电电压的下限值、放电设定电压值、第一时间变化量、第一因子和第二因子来计算第一降额电流值。这里，第一因子是映射到第一温度值的第一内阻值，并且第二因子是映射到第一温度值的第一最大电阻变化率。

随后，在步骤940中，控制单元140计算第一电流降额比。第一电流降额比是指示第一降额电流值与映射到第一充电状态值的第一最大放电电流值的相对大小的参数。第一最大放电电流值是，例如，参考定义图3中所示的曲线图的第一电流图(参见图5)确定的参数。

随后，在步骤950中，控制单元140将第一电流降额比存储在存储器单元150中。在这种情况下，控制单元140可以将第一电流降额比与第一充电状态值和第一温度值相关联。当然，第一降额电流值可以被一起存储。

随后，在步骤960中，控制单元140基于第一放电曲线模型计算对于第二温度值的第二降额电流值。第二温度值不同于第一温度值。可以基于放电电压的下限值、放电设定电压值、第一时间变化量、第三因子和第四因子来计算第二降额电流值。这里，第三因子是映射到第二温度值的第二内阻值，并且第四因子是映射到第二温度值的第二最大电阻变化率。

随后，在步骤970中，控制单元140计算第二电流降额比。第二电流降额比是指示第二降额电流值与第一最大放电电流值的相对大小的参数。

随后，在步骤980中，控制单元140将第二电流降额比存储在存储器单元150中。在这种情况下，控制单元140可以将第二电流降额比与第一充电状态值和第二温度值相关联。当然，第二降额电流值可以一起存储。

随后，参考图10，在步骤1010中，控制单元140从存储器单元150调用第二放电曲线模型。第二放电曲线模型定义在第二放电条件下随着时间流逝在具有第二充电状态值的电池10的两端上的电压的变化。

随后，在步骤1020中，控制单元140根据第二放电曲线模型计算第二时间变化量。第二时间变化量是从其中第二放电曲线模型到达放电设定电压值V_{D_set}的第三时间点到其中第二放电曲线模型到达放电电压的下限值V_min的第四时间点的时间段。

随后，在步骤1030中，控制单元140基于第二放电曲线模型计算对于第三温度值的第三降额电流值。可以基于放电电压的下限值、放电设定电压值、第二时间变化量、第五因子和第六因子来计算第三降额电流值。这里，第五因子是映射到第三温度值的第三内阻值，并且第六因子是映射到第三温度值的第三最大电阻变化率。

随后，在步骤1040中，控制单元140计算第三电流降额比。第三电流降额比是指示第三降额电流值与映射到第二充电状态值的第二最大放电电流值的相对大小的参数。第二最大放电电流值是例如，参考定义图3中所示的曲线图的第一电流图确定的参数。

随后，在步骤1050中，控制单元140将第三电流降额比存储在存储器单元150中。在这种情况下，控制单元140可以将第三电流降额比与第二充电状态值和第三温度值相关联。当然，第三降额电流值可以被一起存储。

随后，在步骤1060中，控制单元140基于第二放电曲线模型计算对于第四温度值的第四降额电流值。第四温度值不同于第三温度值。可以基于放电电压的下限值、放电设定电压值、第二时间变化量、第七因子和第八因子来计算第四降额电流值。这里，第七因子是映射到第四温度值的第四内阻值，并且第八因子是映射到第四温度值的第四最大电阻变化率。

随后，在步骤1070中，控制单元140计算第四电流降额比。第四电流降额比是指示第四降额电流值与第二最大放电电流值的相对大小的参数。

随后，在步骤1080中，控制单元140将第四电流降额比存储在存储器单元150中。在这种情况下，控制单元140可以将第四电流降额比与第二充电状态值和第四温度值相关联。当然，第四降额电流值可以被一起存储。

在描述图11之前，因为要被用于每个放电曲线模型的温度值预先存储在存储器单元150中，所以控制单元150可以获得在两个不同的放电曲线模型中共同使用的温度值。

参考图11，在步骤1110中，控制单元140确定第一温度值和第二温度值中的任何一个是否等于第三温度值或第四温度值。例如，当第一温度值<第二温度值＝第三温度值<第四温度值时，因为第二温度值等于第三温度值，所以在步骤1110中确定“是”。相反，当第一温度值<第二温度值<第三温度值<第四温度值时，第一温度值和第二温度值都不等于第三温度值或第四温度值，并且在步骤1110中，确定“否”。当步骤1110中的确定结果为“是”时，过程移至步骤1120。相反，当步骤1110中的确定结果为“否”时，过程移至步骤1130。

在步骤1120中，控制单元140将与相同温度值相关联的两个电流降额比的较大电流降额比设置为相同温度值的代表性降额比。例如，当第二温度值＝第三温度值时，控制单元140比较第二电流降额比和第三电流降额比，并且当第二电流降额比较大时，将第二电流降额比设置为对于第二温度值的代表性降额比，并且当第三电流降额比较大时，将第三电流降额比设置为对于第二温度值的代表性降额比。

与此同时或者与此分开，控制单元140可以将与每个剩余温度值相关联的电流降额比设置为相应温度值的代表性降额比。例如，当第一温度值<第二温度值＝第三温度值<第四温度值时，控制单元140可以将第一电流降额比设置为对于第一温度值的代表性降额比，并且将第四电流降额比设置为对于第四温度值的代表性降额比。

在步骤1130中，控制单元140将第一至第四电流降额比设置为对于第一至第四温度值中的每一个的代表性降额比。也就是说，控制单元140将第一电流降额比设置为对于第一温度值的代表性降额比，将第二电流降额比设置为对于第二温度值的代表性降额比，将第三电流降额比设置为对于第三温度值的代表性降额比，并且将第四电流降额比设置为对于第四温度值的代表性降额比。

通过步骤1120或1130设置的对于每个温度的代表性降额比可以存储在存储器单元150中。

图12是按时间顺序示出基于如上所述的存储在存储器单元150中的对于每个温度的代表性降额比来限制电池10的放电电流的方法的步骤的流程图。

随后，参考图12，在步骤1210中，控制单元140估计电池10的当前充电状态值。例如，控制单元140可以基于通过电压测量单元110、电流测量单元120和温度测量单元130测量的电池10的电压值、电流值以及温度值，估计电池10的当前充电状态值。

在步骤1220中，控制单元140确定电池10的当前电压是否等于或小于放电设定电压值。当步骤1220中的确定结果为“是”时，过程移至步骤1230。

在步骤1230中，控制单元140获得预先存储在存储器单元150中的代表性降额比当中的预先映射到电池10的当前充电状态值和温度值的任何一个的代表性降额比。例如，参考图6，当当前充电状态值和温度值分别为20％和10℃时，可以从存储器单元150获得K1％。

在步骤1240中，控制单元140使用所获得的代表性降额比来确定电池10的放电电流的上限值。例如，当映射到当前充电状态值的最大放电电流值是360A并且通过步骤1230获得的代表性降额比是80％时，360A×(100％-80％)＝72A可以被确定为上限值。控制单元140可以将放电电流限制在所确定的上限值以下。例如，控制单元140可以基于当前放电电流和上限值之间的差来确定脉冲宽度调制信号的占空比，并且通过通信接口160将通知所确定的频率的信号发送到控制系统210。控制系统210可以根据从控制单元140发送的占空比调节连接在电池10和负载230之间的切换装置的接通和切断，最终防止电池10的放电电流超过上限值。当在步骤1240确定上限值时，控制单元140可以返回到步骤1210。

尽管基于用于限制电池10的放电电流的装置100的操作，即，参考图3至图12的过放电保护操作进行描述，但是显然的是，装置100可以执行用于限制电池10的充电电流的操作，即，过充电保护操作。

更具体地，类似于用于获得上面参考图3描述的放电曲线模型的恒定电流放电测试，可以获得充电曲线模型。也就是说，可以通过对于电池10的每个预设充电状态值，在保持相同的温度的同时进行恒定电流充电测试来获得多个充电曲线模型。在这种情况下，每个恒定电流充电测试中使用的充电电流的大小设置通过HPPC方法设置的最大充电电流值。

为了在确定与过充电保护相关的降额电流值中使用被用于确定与过放电保护相关的降额电流值的等式2，I_{C_derate}、V_max、V_{C_set}、I_{C_max}、(dR/dt)_{C_max}、Δt_C可以分别取代先前描述的I_{D_derate}、V_min、V_{D_set}、I_{D_max}、(dR/dt)_{D_max}、Δt_D。I_{C_derate}是与过充电保护相关的降额电流值，V_max是充电电压的上限，V_{C_set}是充电设定电压，I_{C_max}是最大充电电流值，(dR/dt)_{C_max}是在电压上升范围V_max～V_{C_set}中出现的(dR/dt)的最大值，并且Δt_C是从其中充电曲线模型到达充电设定电压V_{C_set}的时间点到其中充电曲线模型到达充电电压上限V_max的时间点的时间变化率。充电曲线模型也可以和与过充电保护操作有关的上述参数预先存储在存储器单元150中。

例如，第一充电曲线模型可以定义在第一充电条件下随着时间流逝具有第一充电状态值的电池10的电压的变化，并且第二充电曲线模型可以定义在第二充电条件下随着时间流逝具有第二充电状态值的电池10的电压变化。以与参考图3进行的前述描述类似的方式，第一充电条件可以是，在此条件下，电池10在指定的温度(例如，25℃)下以对应于第一充电状态值的第一最大充电电流值充电至高于充电电压的上限，并且第二充电条件可以是，在此条件下，电池10在与第一充电条件相同的温度下以对应于第二充电状态值的第二最大充电电流值充电至高于充电电压的上限。

控制单元140可以使用预先存储在存储器单元150中的第二电流图确定对于每个充电状态的最大放电电流值。这里，类似于第一电流图，第二电流图可以是以数据查找表形式的结构，其定义与多个充电状态中的每一个相关联的最大充电电流值。当电池10的充电状态恒定时，由第二电流图，I_{C_max}也是恒定值。因此，控制单元140可以使用电压上升部分中的电压变化dV/dt来确定每个充电曲线模型的(dR/dt)_{C_max}。

也就是说，因为过放电保护操作和过充电保护操作仅仅基于电池10是正在充电还是正在放电来分类，所以仅通过变化相关参数，与过放电保护操作相关的实施例可以应用在操作过充电保护操作中。

在描述本公开的各种实施例时，应理解，由指定的组件是在功能上而不是在物理上分类的元件。因此，每个组件可以选择性地与其他组件组合，或者可以被划分成子组件，以有效地执行控制逻辑。然而，对于本领域的技术人员来说显然的是，即使组件被组合或被划分，如果确认功能的相同性，则组合或划分的组件应被解释为在本公开的范围内。

尽管已经关于有限数量的实施例和附图在上文中描述了本公开，但是本公开不限于此，并且应理解，本领域的技术人员可以本发明的技术方面和所附权利要求的等同范围进行各种修改和变化。

Claims (12)

1.一种电池管理装置，包括：

存储器单元，所述存储器单元被配置成存储多个放电曲线模型，所述多个放电曲线模型包括与第一充电状态值相关联的第一放电曲线模型，其中所述第一放电曲线模型定义在第一放电条件下随着时间流逝具有所述第一充电状态值的电池的电压的变化；和

控制单元，所述控制单元被连接到所述存储器单元，允许与所述存储器单元通信，并且被配置成调用存储在所述存储器单元中的所述第一放电曲线模型，

其中所述控制单元被配置成：

从所述第一放电曲线模型，计算从其中所述第一放电曲线模型到达被设置为高于所述电池的放电电压的下限值的放电设定电压值的第一时间点到其中所述第一放电曲线模型到达所述放电电压的下限值的第二时间点的第一时间变化量，

基于所述放电电压的下限值、所述放电设定电压值和所述第一时间变化量，计算对于第一温度值的第一降额电流值，

计算指示所述第一降额电流值与映射到所述第一充电状态值的第一最大放电电流值的相对大小的第一电流降额比，以及

与所述第一充电状态值和所述第一温度值相关联地将所述第一电流降额比存储在所述存储器单元中。

2.根据权利要求1所述的电池管理装置，其中，所述控制单元还基于所述第一最大放电电流值、第一因子和第二因子来计算所述第一降额电流值，并且

所述第一因子是映射到所述第一温度值的、所述电池的第一内阻值，并且所述第二因子是映射到所述第一温度值的、所述电池的第一最大电阻变化率。

3.根据权利要求2所述的电池管理装置，其中，所述控制单元使用下述等式1计算所述第一降额电流值：

[等式1]

其中，I_{D_max}是所述第一最大放电电流值，V_min是所述放电电压的下限，V_{D_set}是所述放电设定电压，R₀是所述第一内阻值，Δt_D是所述第一时间变化量，(dR/dt)_{D_max}是所述第一最大电阻变化率，并且I_{D_derate}是所述第一降额电流值。

4.根据权利要求2所述的电池管理装置，其中，所述控制单元被配置成：

基于所述放电电压的下限值、所述放电设定电压值、所述第一时间变化量、第三因子和第四因子，来计算对于第二温度值的第二降额电流值，所述第三因子是映射到所述第二温度值的、所述电池的第二内阻值，并且所述第四因子是映射到所述第二温度值的、所述电池的第二最大电阻变化率，

计算指示所述第二降额电流值与所述第一最大放电电流值的相对大小的第二电流降额比，以及

与所述第一充电状态值和所述第二温度值相关联地将所述第二电流降额比存储在所述存储器单元中。

5.根据权利要求1所述的电池管理装置，其中，所述存储器单元被配置成进一步存储与所述第一充电状态值不同的第二充电状态值和与所述第二充电状态值相关联的第二放电曲线模型，其中所述第二放电曲线模型定义在第二放电条件下随着时间流逝具有第二充电状态值的电池的电压的变化，并且

所述控制单元被配置成：

从所述第二放电曲线模型，计算从其中所述第二放电曲线模型到达所述放电设定电压值的第三时间点到其中所述第二放电曲线模型到达所述放电电压的下限值的第四时间点的第二时间变化量，

基于所述放电电压的下限值、所述放电设定电压值和所述第二时间变化量，计算对于第三温度值的第三电流降额比，

计算指示所述第三降额电流值与映射到所述第二充电状态值的第二最大放电电流值的相对大小的第三电流降额比，以及

与所述第二充电状态值和所述第三温度值相关联地将所述第三电流降额比存储在所述存储器单元中。

6.根据权利要求5所述的电池管理装置，其中，所述控制单元还基于所述第二最大放电电流值、第五因子和第六因子计算所述第三降额电流值，并且

所述第五因子是映射到所述第三温度值的、所述电池的第三内阻值，并且所述第六因子是映射到所述第三温度值的、所述电池的第三最大电阻变化率。

7.根据权利要求6所述的电池管理装置，其中，所述控制单元被配置成基于所述放电电压的下限值、所述放电设定电压值、所述第二时间变化量、第七因子和第八因子，计算对于第四温度值的第四降额电流值，其中所述第七因子是映射到所述第四温度值的、所述电池的第四内阻值，并且所述第八因子是对应于所述第四温度值的、所述电池的第四最大电阻变化率，

计算指示所述第四降额电流值与所述第二最大放电电流值的相对大小的第四电流降额比，以及

与所述第二充电状态值和所述第四温度值相关联地将所述第四电流降额比存储在所述存储器单元中。

8.根据权利要求7所述的电池管理装置，其中，当所述第二温度值等于所述第三温度值时，所述控制单元将所述第二电流降额比和所述第三电流降额比中的较大电流降额比设置为用于所述第三温度值的代表性降额比。

9.根据权利要求8所述的电池管理装置，还包括：

电压测量单元，所述电压测量单元被配置成测量所述电池的放电电压；

电流测量单元，所述电流测量单元被配置成测量所述电池的电流；以及

温度测量单元，所述温度测量单元被配置成测量所述电池的温度，

其中所述控制单元被配置成：

基于由所述电压测量单元、所述电流测量单元和所述温度测量单元测量的电压值、电流值和温度值来估计所述电池的当前充电状态值，

当所述电池的电压等于或小于所述放电设定电压值时，从所述存储器单元获得映射到所述当前充电状态值和所述温度值的代表性降额比，以及

使用所获得的代表性降额比确定所述电池的放电电流的上限值。

10.根据权利要求1所述的电池管理装置，其中，所述存储器单元还存储预设的多个安全标准值，并且

所述控制单元根据预设规则以连续顺序将所述多个安全标准值分配给所述放电设定电压值，并且在每个安全标准值被设置为所述放电设定电压值的情况下计算所述第一电流降额比。

11.一种电池管理装置，包括：

存储器单元，所述存储器单元被配置成存储多个充电曲线模型，所述多个充电曲线模型包括与第一充电状态值相关联的第一充电曲线模型，其中所述第一充电曲线模型定义在第一充电条件下随着时间流逝具有第一充电状态值的电池的电压的变化；和

控制单元，所述控制单元被连接到所述存储器单元，允许与所述存储器单元通信，并且被配置成调用存储在所述存储器单元中的所述第一充电曲线模型，

其中所述控制单元被配置成：

从所述第一充电曲线模型，计算从其中所述第一充电曲线模型到达被设置为低于所述电池的充电电压的上限值的充电设定电压值的第一时间点到其中所述第一充电曲线模型到达所述充电电压的上限值的第二时间点的第一时间变化量，

基于所述充电电压的上限值、所述充电设定电压值和所述第一时间变化量，计算对于第一温度值的第一降额电流值，

计算指示所述第一降额电流值与映射到所述第一充电状态值的第一最大充电电流值的相对大小的第一电流降额比，以及

与所述第一充电状态值和所述第一温度值相关联地将所述第一电流降额比存储在所述存储器单元中。

12.一种电池管理方法，包括：

从多个预先存储的放电曲线模型调用与第一充电状态值相关联的第一放电曲线模型，其中所述第一放电曲线模型定义在第一放电条件下随着时间流逝具有所述第一充电状态值的电池的电压的变化；

从所述第一放电曲线模型，计算从其中所述第一放电曲线模型到达被设置为高于所述电池的放电电压的下限值的放电设定电压值的第一时间点到其中所述第一放电曲线模型到达所述放电电压的下限值的第二时间点的第一时间变化量；

基于所述放电电压的下限值、所述放电设定电压值、所述第一时间变化量、第一因子和第二因子，来计算对于第一温度值的第一降额电流值，其中所述第一因子是映射到所述第一温度值的、所述电池的第一内阻值，并且所述第二因子是映射到所述第一温度值的、所述电池的第一最大电阻变化率；

计算指示所述第一降额电流值与映射到所述第一充电状态值的第一最大放电电流值的相对大小的第一电流降额比；以及

与所述第一充电状态值和所述第一温度值相关联地将所述第一电流降额比存储在所述存储器单元中。