CN110832333A - 用于估计二次电池的状态的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及用于有效地估计随着二次电池老化的二次电池的寿命或劣化的二次电池状态估计设备和方法。根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备包括：充电单元，其电连接到二次电池的两个端子以对二次电池进行充电；电压测量单元，其电连接到二次电池的两个端子以测量跨二次电池的两个端子的电压；时间测量单元，其被配置成从电压测量单元接收二次电池的电压值，并在二次电池的充电期间在预定义电压范围中多次测量对应于电压范围的二次电池的充电时间；以及控制单元，其被配置成将电信号发送到充电单元、电压测量单元和时间测量单元以及从充电单元、电压测量单元和时间测量单元接收电信号，计算由时间测量单元以时间间隔顺序地测量的第一充电时间和第二充电时间的比率，并估计二次电池的状态。
Description
技术领域
本申请要求于2018年2月9日在韩国申请的第10-2018-0016387号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容以引用方式并入本文中。
本公开涉及用于估计二次电池的状态的设备和方法，并且更明确地，涉及用于有效地估计随着二次电池老化的二次电池的寿命或劣化的二次电池状态估计设备和方法。
背景技术
当前，对诸如膝上型计算机、摄像机和移动电话的便携式电子产品的需求正急剧增长，并且随着电动车辆、蓄能装置的蓄电池、机器人和卫星的紧张发展，正对可重复地再充电的高性能二次电池进行许多研究。
当前，可购得的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂二次电池等，并且其中，锂二次电池具有极小记忆效应或不具有记忆效应，并且因此与镍基二次电池相比，它们正由于其自由充电和放电、极低的自放速率和高能量密度的优点而获得较多关注。
锂二次电池主要分别将基于锂的氧化物和碳材料用作正电极活性材料和负电极活性材料。锂二次电池包括：电极组件，其包括分别以正电极活性材料和负电极活性材料涂覆的正电极板和负电极板，其中分隔件介入在两者之间；以及封装材料——即，电池外壳，其全密封以将电极组件连同电解质溶液一起接纳在其中。
通常，锂二次电池可根据封装材料的形状而分类为其中电极组件嵌入在金属罐中的罐型(can-type)二次电池以及其中电极组件嵌入在铝层压片的袋中的袋型(pouch-type)二次电池。这些二次电池通常通过以下方式来制造：将电极组件接纳在封装材料中，并且在此状态下，注入电解质溶液并密封封装材料。
最近，随着二次电池的应用范围的扩展，二次电池不仅被广泛用于包括智能电话的小型便携式装置中，而且被广泛用于诸如包括混合动力电动车辆的电动车辆或蓄能系统的中型和大型装置中。
在二次电池的状况下，随着使用期增加，与初始状态相比，性能劣化。此外，二次电池的性能劣化估计被称为二次电池的健康状态(SOH)估计，并且二次电池的SOH是确定何时替换二次电池的重要因素。
此外，劣化水平取决于制造和使用二次电池的环境而在每个二次电池中不同。此外，在包括多个二次电池的电池组的状况下，必须基于每个二次电池的劣化水平而准确估计每个二次电池的寿命。通常，需要电池管理系统(BMS)以准确地估计电池组中所设置的每个二次电池的寿命，并基于此，高效地操作电池组。
发明内容
技术问题
本公开是在现有技术的背景下设计，并且因此，本公开涉及用于有效地估计随着二次电池老化的二次电池的寿命或劣化的改进的二次电池状态估计设备和方法。
本公开的这些和其他目标与优点可从下文具体实施方式来理解，并且将从本公开的实施例清楚。此外，应容易理解，本公开的目标和优点通过随附权利要求书所阐述的构件及其组合来实现。
技术解决方案
为了实现上述目标，根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备包括：充电单元，其电连接到二次电池的两个端子以对二次电池进行充电；电压测量单元，其电连接到二次电池的两个端子以测量跨二次电池的两个端子的电压；时间测量单元，其被配置成从电压测量单元接收二次电池的电压值，并在二次电池的充电期间在预定义电压范围中多次测量对应于电压范围的二次电池的充电时间；以及控制单元，其被配置成将电信号发送到充电单元、电压测量单元和时间测量单元以及从充电单元、电压测量单元和时间测量单元接收电信号，计算由时间测量单元以时间间隔顺序地测量的第一充电时间与第二充电时间的比率，并估计二次电池的状态。
此外，电压测量单元可在充电电流从充电单元连续地供应到二次电池时测量跨二次电池的两个端子的电压。
此外，根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备可还包括存储器单元，该存储器单元被配置成预存储对应于第二充电时间与第一充电时间的比率的二次电池的劣化水平。
此外，根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备可还包括警报单元，该警报单元被配置成从控制单元接收电信号，并基于从控制单元接收的信号而将包括与二次电池的劣化水平相关联的信息的警报信号发送到外部装置。
此外，电压范围可包括恒定充电电流被维持的第一电压范围以及恒定充电电压被维持的第二电压范围，并且时间测量单元可被配置成测量与第一电压范围和第二电压范围中的每一个相对应的二次电池的充电时间。
此外，控制单元可被配置成：计算在第一电压范围中按时间间隔测量的多个充电时间或在第二电压范围中按时间间隔测量的多个充电时间的比率。
此外，控制单元可被配置成：将二次电池的产品销售点处的充电时间设置为第一充电时间，并将从第一充电时间的时间间隔处测量的充电时间设置为第二充电时间，并且计算第二充电时间与第一充电时间的比率。
此外，控制单元可被配置成当第二充电时间与第一充电时间的比率是预定值以下时发送二次电池的替换信号。
此外，根据本公开的实施例的电池组包括根据本公开的用于估计二次电池的状态的设备。
此外，为了实现上述目标，根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的方法包括：对二次电池充电；测量跨二次电池的两个端子的电压；接收二次电池的电压值，并在二次电池的充电期间在预定义电压范围中多次测量对应于电压范围的二次电池的充电时间；以及针对以时间间隔顺序地测量的第一充电时间和第二充电时间，计算第二充电时间与第一充电时间的比率，并估计二次电池的状态。
有利效果
根据本公开的方面，用于估计二次电池的状态的设备测量二次电池的充电时间并使用多个充电时间之间的比率来估计二次电池的劣化水平，因此以容易且简单的方式估计二次电池的劣化水平。
明确地说，与考虑绝对充电时间的现有技术相反，根据本公开的方面的用于估计二次电池的状态的设备可使用充电时间的比率。考虑绝对充电时间的现有技术由于二次电池的制造中的过程偏差而难以准确估计二次电池的状态。因此，根据本公开的用于估计二次电池的状态的设备可使用充电时间的比率来准确地估计二次电池的劣化水平。
本公开可具有各种其他效果，并且本公开的这些和其他效果可通过具体实施方式来理解，并且将从本公开的实施例清楚。
附图说明
附图图示本公开的优选实施例，并与下文的具体实施方式一起用于提供本公开的技术方面的进一步理解，并且因此本公开不应解释为限于附图。
图1是示出根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备的功能配置以及与二次电池的连接的示意图。
图2示出基于连接到根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备的二次电池的劣化水平的充电时间的改变。
图3示出基于连接到根据本公开的另一实施例的用于估计二次电池的状态的设备的二次电池的劣化水平的充电时间的改变。
图4示出根据本公开的实施例的二次电池的充电时间的改变以及充电时间的比率的改变。
图5是示出根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的方法的示意性流程图。
图6是示出根据本公开的另一实施例的用于估计二次电池的状态的方法的示意性流程图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应理解，本说明书和随附权利要求书中所使用的术语或用词不应被解释为限于一般字典含义，而是应在允许本发明者适当地定义术语以进行最佳解释的原则的基础上，基于对应于本公开的技术方面的含义和概念来解释。
因此，本文所述的实施例以及附图所示的图示仅是本公开的最优选实施例，但不希望全面描述本公开的技术方面，因此应理解，在提交本申请时，本公开可具有各种其他等同物和修改。
此外，在描述本公开时，当认为相关已知元件或功能的特定详细描述使本公开的关键主题模糊不清，那么在本文中将省略详细描述。
除非上下文另有清楚指示，否则应理解，术语“包括”或“包含”在用于本说明书中时规定所叙述的元件的存在，但不排除一个或更多个元件的存在或添加。此外，如本文所使用的术语“控制单元”表示至少一个功能或操作的处理单元，并且这可由硬件或软件独立地或组合地实施。
此外，在本说明书全文中，应进一步理解，当元件被称为“连接到”另一元件时，其可直接连接到另一元件或可存在介入元件。
在本说明书中，二次电池表示包括负电极端子和正电极端子的可在物理上分离的独立二次电池。例如，袋型锂聚合物单体可被视为二次电池。
图1是示出根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备的功能配置以及与二次电池的连接的示意图。
参照图1，根据本公开的用于估计二次电池的状态的设备1包括充电单元100、电压测量单元200、时间测量单元300和控制单元400。
充电单元100可电连接到二次电池10的两个端子。明确地说，根据本公开的充电单元100可电连接到二次电池10的两个端子以将充电电力供应到二次电池10。例如，如图1的配置所示，充电单元100可电连接到二次电池10的正电极端子和负电极端子中的每一个以将充电电力供应到二次电池10。
充电单元100可对二次电池10进行充电。明确地说，当二次电池10的电压对应于预定义电压时，充电单元100可开始对二次电池10进行充电。此外，当二次电池10的电压对应于预定义电压时，充电单元100可终止二次电池10的充电。更详细地说，充电单元100可从预定充电开始电压对二次电池10进行充电，直到二次电池10的电压达到预定充电结束电压。
根据本公开的实施例的充电单元100可设置在混合动力电动车辆或电动车辆中，并且可被供应有来自混合动力电动车辆或电动车辆的充电电力。
根据本公开的另一实施例的充电单元100可设置在二次电池测试设备中，并且可被供应有来自外部电源的充电电力。
电压测量单元200可电连接到二次电池10的两个端子。此外，根据本公开的电压测量单元200可测量跨二次电池10的两个端子的电压。
优选地，根据本公开的电压测量单元200可在充电/放电电流连续地流入或流出二次电池10时测量跨二次电池10的两个端子的电压。明确地说，电压测量单元200可在充电电流从充电单元100连续地供应到二次电池10时测量跨二次电池10的两个端子的电压。例如，电压测量单元200可在混合动力电动车辆或电动车辆正行驶时测量跨二次电池10的两个端子的电压。
时间测量单元300可测量二次电池10的充电时间。明确地说，时间测量单元300可以以时间间隔顺序地多次测量二次电池10的充电时间。此外，时间测量单元300可电连接到电压测量单元200以将电信号发送到电压测量单元200以及从电压测量单元200接收电信号。此处，时间测量单元300可从电压测量单元200接收二次电池10的电压值。
此外，时间测量单元300可在二次电池10的充电期间在预定义电压范围中测量二次电池10的充电时间。更详细地说，在二次电池10的充电期间，在充电开始电压与充电结束电压之间的预定义电压范围中，时间测量单元300可被配置成多次测量对应于电压范围的二次电池10的充电时间。
控制单元400可被配置成估计二次电池10的状态。此外，控制单元400可电连接到充电单元100、电压测量单元200和时间测量单元300中的每一个，以将电信号发送到充电单元100、电压测量单元200和时间测量单元300以及从充电单元100、电压测量单元200和时间测量单元300接收电信号。
此外，控制单元400可计算充电时间的比率。明确地说，控制单元400可计算以时间间隔顺序地测量的多个充电时间的比率。更详细地说，控制单元400可计算由时间测量单元300以时间间隔顺序地测量的第一充电时间与第二充电时间的比率。为此，控制单元400可从时间测量单元300接收多个充电时间。更详细地说，控制单元400可从时间测量单元300接收第一充电时间和第二充电时间。
控制单元400可使用所计算的充电时间的比率来估计二次电池10的状态。其详细描述将提供在下文中。同时，为了执行上述操作，控制单元400可选择性包括本领域中已知的处理器、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/或数据处理装置。
优选地，根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备1可还包括存储器单元500。
存储器单元500可预存储二次电池10的劣化水平。明确地说，存储器单元500可预存储对应于充电时间的比率的二次电池10的劣化水平。更详细地说，存储器单元500可预存储与以时间间隔顺序地测量的第二充电时间与第一充电时间的比率相对应的二次电池10的劣化水平。
此外，存储器单元500不限于特定类型，并且包括可记录和擦除信息的任一类型的存储介质。例如，存储器单元500可以是RAM、ROM、寄存器、硬盘、光学记录介质或磁性记录介质。此外，存储器单元500可通过例如数据总线而电连接到控制单元400以允许控制单元400访问。此外，存储器单元500可存储和/或更新和/或擦除和/或发送包括由控制单元400执行的各种控制逻辑的程序和/或当控制逻辑被执行时产生的数据。
此外，优选地，根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备1可还包括警报单元600。
警报单元600可发送警报信号。例如，警报单元600可将警报信号发送到外部装置或车辆。此外，警报单元600可从控制单元400接收电信号。此处，控制单元400可将控制信号发送到警报单元600以允许警报单元600发送警报信号。更详细地说，警报单元600可基于从控制单元400接收的信号而将包括与二次电池10的劣化水平相关联的信息的警报信号发送到外部装置。例如，警报单元600可发送替换信号，该替换信号包括关于已劣化且需要替换的二次电池10的信息。
图2示出基于连接到根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备的二次电池的劣化水平的充电时间的改变。
参照图2，连接到根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备1的二次电池10可在预设电压范围中被充电。也就是说，当二次电池10的电压对应于预设充电开始电压时，根据本公开的充电单元100可对二次电池10进行充电。例如，如图2的曲线图所示，当二次电池10的电压对应于V1时，充电单元100可对二次电池10进行充电。
此外，当二次电池10的电压达到预设充电结束电压时，充电单元100可终止二次电池10的充电。例如，如图2的曲线图所示，当二次电池10的电压达到V2时，充电单元100可终止二次电池10的充电。
根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备1可以时间间隔估计二次电池10的状态。也就是说，用于估计二次电池的状态的设备1可以以时间间隔顺序地测量二次电池10的充电时间，并且使用所测量的充电时间来估计二次电池10的状态。
此外，时间测量单元300可多次测量与充电开始电压与充电结束电压之间的预定义电压范围相对应的充电时间。例如，如图2的曲线图所示，时间测量单元300可在V1与V2之间的电压范围中多次测量充电时间。在图2的实施例中，时间测量单元300可测量对应于a1、b1和c1的多个充电时间。例如，控制单元400可从时间测量单元300接收多个充电时间，并根据充电时间而估计二次电池10的劣化水平。例如，随着充电时间缩短，二次电池10的劣化水平可增大。也就是说，图2的曲线图所示的二次电池10的劣化水平按照c1、b1和a1的次序逐渐增大。也就是说，当针对一个二次电池10以时间间隔测量充电时间时，充电时间按照c1、b1和a1的次序减少。
连接到根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备1的二次电池10可在预设电压范围中被充电。此处，电压范围可包括恒定充电电流被维持的第一电压范围以及恒定充电电压被维持的第二电压范围。此处，时间测量单元300可测量对应于第一电压范围和第二电压范围中的每一个的二次电池10的充电时间。
因为随着二次电池10的老化，内阻增大，所以随着二次电池10劣化，存在恒定充电电流被维持的第一电压范围的充电时间的减少，以及存在恒定充电电压被维持的第二电压范围的充电时间的增加。然而，随着二次电池10劣化，包括第一电压范围和第二电压范围的总充电时间缩短。
例如，在图2所示的电压-时间曲线图中，当电压范围V1到V2的充电时间对应于a1时，充电时间是0到a1的范围可对应于恒定充电电流被维持的第一电压范围。此外，充电时间是a2的范围可对应于恒定充电电压被维持的第二电压范围。例如，随着二次电池10的劣化水平增大，第一电压范围的充电时间按照c1、b1和a1的次序逐渐减少，并且第二电压范围的充电时间按照c2、b2和a2的次序逐渐增加。然而，包括第一电压范围和第二电压范围的总充电时间按照c1+c2、b1+b2和a1+a2的次序减少。
优选地，根据本公开的实施例的控制单元400可计算在预定义电压范围中以时间间隔测量的多个充电时间的比率。更详细地说，控制单元400可计算在第一电压范围中以时间间隔测量的多个充电时间的比率。替选地，控制单元400可计算在第二电压范围中以时间间隔测量的多个充电时间的比率。例如，在图2的实施例中，控制单元400可计算在第一电压范围中以时间间隔测量的a1、b1和c1的比率。此外，控制单元400可计算在第二电压范围中以时间间隔测量的a2、b2和c2的比率。
此外，优选地，根据本公开的实施例的控制单元400可将二次电池10的产品销售点处的充电时间设置为第一充电时间，并将从第一充电时间以时间间隔测量的充电时间设置为第二充电时间，并且计算第二充电时间与第一充电时间的比率。此处，二次电池10的产品销售点处的充电时间可表示寿命开始(BOL)时的二次电池10的充电时间。例如，在图2的实施例中，控制单元400可将c1设置为第一充电时间，并将b1或a1设置为第二充电时间。此外，控制单元400可计算b1与c1的比率或a1与c1的比率。替选地，控制单元400可将c2设置为第一充电时间，并将b2或a2设置为第二充电时间。此外，控制单元400可计算b2与c2的比率或a2与c2的比率。
根据本公开的此配置，根据本公开的用于估计二次电池的状态的设备可通过将预设电压范围的充电时间进行比较而快速估计二次电池的状态。
此外，根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备1不一致地将第一充电时间应用为具体值，并且可在每个二次电池10的初始状态(产品销售点处的状态)下测量充电时间，并且确定每个二次电池10的第一充电时间。也就是说，因为二次电池10的初始状态(产品销售点处的状态)可由于电阻偏差或电容偏差而不同，所以根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备1可比具体值一致地应用为二次电池10的第一充电时间时更准确地估计每个二次电池10的当前状态。
图3示出基于连接到根据本公开的另一实施例的用于估计二次电池的状态的设备的二次电池的劣化水平的充电时间的改变。
参照图3，连接到根据本公开的用于估计二次电池的状态的设备1的二次电池10可在预设电压范围中被充电和放电。例如，当混合动力电动车辆或电动车辆行驶时，连接到用于估计二次电池的状态的设备1的二次电池10可被充电和放电。
图3所示的曲线图示出当二次电池10在预设电压范围V1到V2中被充电和放电时以时间间隔测量的两个测量时间。此处，假设测量时间t1和测量时间t2是以相当大的时间间隔测量的。例如，可在测量时间t1与测量时间t2之间存在一年的时间间隔。
此处，时间测量单元300可在对应于预定义电压范围的电压范围Va到Vb中测量二次电池10的充电时间。更具体来说，在电压范围Va到Vb中，时间测量单元30可测量t1并在从t1的时间间隔处测量t2。在此配置中，控制单元400可计算t2与t1的比率，并使用所计算的比率来估计二次电池10的劣化水平。也就是说，控制单元400可基于预存储在存储器单元500中的劣化水平根据t1与t2的比率来估计二次电池10的劣化水平。
图4示出根据本公开的实施例的二次电池的充电时间的改变以及充电时间的比率的改变。
如图4所示，根据本公开的实施例的存储器单元500可预存储对应于充电时间的比率的二次电池10的劣化水平。在此实例中，控制单元500可存储从时间测量单元300接收的多个充电时间。
参照图1和图4，存储器单元500可存储对应于电压范围的充电时间和充电时间的比率。例如，二次电池10的BOL充电时间可在第一范围中是4,611s，并且在第二范围中是263s。此处，包括第一范围和第二范围的总范围的充电时间可以是4,874s。此外，二次电池10的使用两年之后的充电时间可在第一范围中是3,349s，并且在第二范围中是376s。此处，包括第一范围和第二范围的总范围的充电时间可以是3,725s。此外，二次电池10的使用四年之后的充电时间可在第一范围中是3,050s，并且在第二范围中是440s。此处，包括第一范围和第二范围的总范围的充电时间可以是3,490s。
控制单元400可从存储器单元500接收电压范围的充电时间，并计算充电时间的比率。例如，在图4的实施例中，当二次电池10的BOL充电时间设置为100％时，二次电池10的使用两年之后的充电时间与二次电池10的BOL充电时间的比率可以是76.43％，并且二次电池10的使用四年之后的充电时间与二次电池10的BOL充电时间的比率可以是71.60％。控制单元400可计算第一范围的充电时间的比率以及第二范围的充电时间的比率。替选地，控制单元400可计算总范围的充电时间的比率。
优选地，控制单元400可确定二次电池10是否需要替换。明确地说，当充电时间的比率是预定值或更小时，控制单元400可确定二次电池10需要替换。更详细地说，当第二充电时间与第一充电时间的比率是预定值或更小时，控制单元400可被配置成发送二次电池10的替换信号。例如，当二次电池10的充电时间与BOL充电时间的比率对应于75％时，控制单元400可确定二次电池10需要替换。
此处，预定值可针对每个二次电池10而不同地确定。也就是说，预定值可以是基于二次电池10的初始状态针对每个二次电池10而独立地设置的值。例如，因为预定值针对每个二次电池10而不同，所以即使第一二次电池的第二充电时间与第一充电时间的比率等于第二二次电池的第二充电时间与第一充电时间的比率，也可发送仅用于第一二次电池的替换信号。
作为特定实例描述，在紧急呼叫应用的状况下，必须供应特定电力以对紧急情形作好准备。因此，用于紧急呼叫应用中的二次电池10应始终具有足够供应特定电力的放电容量。然而，因为初始状态可取决于二次电池10的初始容量和电阻偏差而针对每个二次电池10不同，所以预定值可基于每个二次电池10的放电容量(剩余容量)与充电时间之间的相关性而针对每个二次电池10确定。例如，第一二次电池的预定值可以是75％，第二二次电池的预定值可以是78％，并且第三二次电池的预定值可以是76％。在此实例中，如果假设第一到第三二次电池的第二充电时间与第一充电时间的比率全部是76％，那么控制单元400可确定第二二次电池和第三二次电池需要替换，并且发送用于第二二次电池和第三二次电池的替换信号。也就是说，根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备1基于每个二次电池10的初始状态而独立地确定用于确定二次电池10是否需要替换的参考比率(预定值)，以更精确且准确地测量每个二次电池10的状态。
此外，根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的设备1使用绝对时间以及充电时间的比率来确定每个二次电池10的状态。也就是说，因为用于估计二次电池的状态的设备1使用每个二次电池10的充电时间的比率，所以可以无关于二次电池10之间的电阻或电容的差地确定每个二次电池10的状态。例如，当根据二次电池10的绝对充电时间而一致地确定二次电池10的状态时，因为未考量二次电池10之间的电阻或电容的差，所以无法准确地测量每个二次电池10的劣化等级。也就是说，即使充电时间相同，取决于二次电池10的电阻或电容劣化水平也可不同。因此，当仅考量绝对充电时间时，不可能准确地测量二次电池10的状态，并且因此，用于估计二次电池的状态的设备1可相比当仅使用绝对充电时间时更准确地测量每个二次电池10的状态。
根据本公开的用于估计二次电池的状态的设备1可设置在电池组自身中。也就是说，根据本公开的电池组可包括根据本公开的用于估计二次电池的状态的上述设备。此处，电池组可包括多个二次电池、用于估计二次电池的状态的设备、电气部件(BMS、继电器、熔丝等)和壳体。
图5是示出根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的方法的示意性流程图。在图5中，执行每个步骤的主体可以是根据本公开的用于估计二次电池的状态的前述设备1的每个部件。
如图1和图5所示，根据本公开的用于估计二次电池的状态的方法，在步骤S100中，充电单元100对二次电池10进行充电。
随后，在步骤S110中，电压测量单元200测量跨二次电池10的两个端子的电压。
随后，在步骤S120中，时间测量单元300接收二次电池10的电压值，并且在预定义电压范围中，在二次电池10的充电期间多次测量对应于电压范围的二次电池10的充电时间。
随后，在步骤S130中，针对以时间间隔顺序地测量的第一充电时间和第二充电时间，控制单元400计算第二充电时间与第一充电时间的比率，并估计二次电池10的状态。
优选地，在步骤S110中，电压测量单元200可在充电电流从充电单元100连续地供应到二次电池10时测量跨二次电池10的两个端子的电压。
优选地，在步骤S130中，控制单元400将二次电池10的产品销售点处的充电时间设置为第一充电时间，并将从第一充电时间的时间间隔处测量的充电时间设置为第二充电时间，并且计算第二充电时间与第一充电时间的比率。
图6是示出根据本公开的另一实施例的用于估计二次电池的状态的方法的示意性流程图。在图6中，执行每个步骤的主体可以是根据本公开的用于估计二次电池的状态的前述设备1的每一部件。此外，用于图6所示的替换信号发送的充电开始电压(3.9V)、充电结束电压(4.1V)和预定值(75％)仅是示例，并且根据本公开的实施例的用于估计二次电池的状态的方法不限于这些值。
如图1和图6所示，根据本公开的用于估计二次电池的状态的方法，在步骤S200中，充电单元400可确定二次电池10的电压是否对应于充电开始电压。此处，充电开始电压可以是3.9V。
当步骤S200的确定结果是“是”时，在步骤S210中，控制单元400可将充电开始命令发送到充电单元100以使充电单元100能够对二次电池10进行充电。相反，当步骤S200的确定结果是“否”时，控制单元400可不对二次电池10进行充电。
随后，在步骤S220中，时间测量单元300可记录二次电池10的充电时间。明确地说，时间测量单元300可在充电开始时开始记录充电时间。
随后，在步骤S230中，控制单元400可确定二次电池10的电压是否对应于充电结束电压。此处，充电结束电压可以是4.1V。
当步骤S230的确定结果是“是”时，在步骤S240中，控制单元400可将充电结束命令发送到充电单元100以使充电单元100能够终止二次电池10的充电。相反，当步骤S230的确定结果是“否”时，控制单元400可保持对二次电池10进行充电。
随后，在步骤S250中，时间测量单元300可记录二次电池10的充电时间。明确地说，时间测量单元300可在充电结束时终止充电时间的记录。
随后，在步骤S260中，控制单元400可计算充电时间的比率。在此实例中，控制单元400可从存储器单元500或时间测量单元300接收充电时间。
随后，在步骤S270中，控制单元400可确定充电时间的比率是否对应于替换时间。例如，控制单元400可在充电时间的比率是75％或更小时确定是时候进行替换。
当步骤S270的确定结果是“是”时，在步骤S280中，控制单元400可将替换信号发送命令发送到警报单元600。此外，警报单元600可基于从控制单元400接收的命令而发送替换信号。相反，步骤S270的确定结果是“否”，控制单元400可返回到步骤S200以确定二次电池10的电压是否对应于充电开始电压。
当控制逻辑以软件实施时，控制单元400可实施为一组程序模块。在此实例中，程序模块可存储在存储器装置中并由处理器执行。
此外，控制单元400的各种控制逻辑中的至少一个可组合，并且组合的控制逻辑不限于特定类型，并且包括可写入在计算机可读编码系统中并由计算机读取和访问的任何类型。例如，记录介质可包括选自由以下各者组成的群组的至少一个：ROM、RAM、寄存器、CD-ROM、磁带、硬盘、软盘和光学数据记录装置。此外，编码系统可在按分散式方式经由网络连接的计算机中存储和执行。此外，用于实施组合的控制逻辑的功能程序、代码和分段可容易由与本公开相关的技术领域中的程序推断。
虽然上文已关于有限数量的实施例和附图来描述本公开，但本公开不限于此，并且本领域的技术人员清楚的是，可在本公开的技术方面和随附权利要求书的等同范围内对本公开进行各种修改和改变。
同时，在本文中使用例如“存储器单元”和“控制单元”的术语“单元”，但这表示逻辑部件单元，并且本领域的技术人员清楚，该术语未必指示可以或者应该在物理上相互分离的部件。
Claims (10)
1.一种用于估计二次电池的状态的设备，包括：
充电单元，所述充电单元电连接到所述二次电池的两个端子以对所述二次电池进行充电；
电压测量单元，所述电压测量单元电连接到所述二次电池的所述两个端子以测量跨所述二次电池的所述两个端子的电压；
时间测量单元，所述时间测量单元被配置成从所述电压测量单元接收所述二次电池的电压值，并在所述二次电池的充电期间在预定义电压范围中多次测量对应于所述电压范围的所述二次电池的充电时间；以及
控制单元，所述控制单元被配置成将电信号发送到所述充电单元、所述电压测量单元和所述时间测量单元以及从所述充电单元、所述电压测量单元和所述时间测量单元接收电信号，计算由所述时间测量单元以时间间隔顺序地测量的第一充电时间与第二充电时间的比率，并估计所述二次电池的状态。
2.根据权利要求1所述的用于估计二次电池的状态的设备，其中，所述电压测量单元在充电电流从所述充电单元连续地供应到所述二次电池时测量跨所述二次电池的所述两个端子的电压。
3.根据权利要求1所述的用于估计二次电池的状态的设备，还包括：
存储器单元，所述存储器单元被配置成预存储对应于所述第二充电时间与所述第一充电时间的比率的所述二次电池的劣化水平。
4.根据权利要求1所述的用于估计二次电池的状态的设备，还包括：
警报单元，所述警报单元被配置成从所述控制单元接收电信号，并基于从所述控制单元接收的所述信号而将包括与所述二次电池的劣化水平相关联的信息的警报信号发送到外部装置。
5.根据权利要求1所述的用于估计二次电池的状态的设备，其中，所述电压范围包括恒定充电电流被维持的第一电压范围以及恒定充电电压被维持的第二电压范围，并且
所述时间测量单元被配置成测量与所述第一电压范围和所述第二电压范围中的每一个相对应的所述二次电池的充电时间。
6.根据权利要求5所述的用于估计二次电池的状态的设备，其中，所述控制单元被配置成：计算在所述第一电压范围中按时间间隔测量的多个充电时间或在所述第二电压范围中按时间间隔测量的多个充电时间的比率。
7.根据权利要求1所述的用于估计二次电池的状态的设备，其中，所述控制单元被配置成：将所述二次电池的产品销售点处的充电时间设置为所述第一充电时间，并将从所述第一充电时间的时间间隔处测量的充电时间设置为所述第二充电时间，并且计算所述第二充电时间与所述第一充电时间的比率。
8.根据权利要求1所述的用于估计二次电池的状态的设备，其中，所述控制单元被配置成：当所述第二充电时间与所述第一充电时间的比率是预定值以下时发送所述二次电池的替换信号。
9.一种包括根据权利要求1到8中任一项所述的用于估计二次电池的状态的设备的电池组。
10.一种用于估计二次电池的状态的方法，包括：
对所述二次电池进行充电；
测量跨所述二次电池的两个端子的电压；
接收所述二次电池的电压值，并在所述二次电池的充电期间在预定义电压范围中多次测量对应于所述电压范围的所述二次电池的充电时间；以及
针对以时间间隔顺序地测量的第一充电时间和第二充电时间，计算所述第二充电时间与所述第一充电时间的比率，并估计所述二次电池的状态。
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