CN111247685B - 电池管理装置、电池管理方法、电池组以及电动车辆 - Google Patents

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Abstract

公开了一种电池管理装置、电池管理方法、电池组和电动车辆。电池管理装置包括：感测单元，其被配置为生成指示电池的电压和电流的电池信息；以及控制单元，其可操作地耦合至感测单元。当电池以第一电流速率的电流被充电时，控制单元基于感测时段期间的电池信息的历史来确定差分电压曲线。控制单元从差分电压曲线检测多个特征点。控制单元基于多个特征点中的每个特征点的特征值来确定是否需要稳定电池的电极材料。当确定需要稳定电池的电极材料时，控制单元输出控制信号以诱导电池以第二电流速率的电流被放电。第二电流速率小于第一电流速率。

Description

电池管理装置、电池管理方法、电池组以及电动车辆
技术领域
本公开涉及一种用于监视电池状态的电池管理装置、电池管理方法、电池组以及电动车辆。
本申请要求于2018年8月29日提交的韩国专利申请No.10-2018-0102259和于2019年8月28日提交的韩国专利申请No.10-2019-0106025的优先权，其公开内容通过引用并入本文。
背景技术
近来，对诸如笔记本计算机、摄像机和便携式电话的便携式电子产品的需求急剧增加，并且已认真地开发电动汽车、储能电池、机器人、卫星等。因此，正在积极研究允许重复地充电和放电的高性能电池。
目前市售的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等。在它们中，与镍基电池相比，因为锂电池几乎没有记忆效应、允许自由充电和放电、并且具有非常低的自放电率和高能量密度，锂电池备受关注。
电池随着重复地充电和放电逐渐劣化。因此，为了诊断电池的劣化状态，可以使用用于从电池的差分电压曲线(也称为“Q-dV/dQ曲线”)获得关于电池的劣化状态的信息的差分电压分析(也称为“DVA”)。
但是，如果将差分电压分析应用于在电池的电极材料不稳定的状态下收集的电池信息，则由于电池信息中的噪声分量可能会获得关于电池的劣化状态的不正确结果。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决相关技术的问题，并且因此本公开旨在提供一种电池管理装置、电池管理方法、电池组以及电动车辆，其可以通过分析根据指示电池的电压历史和电流历史的电池信息确定的差分电压曲线中的多个特征点，来选择性地执行用于稳定电池的电极材料的过程。
此外，本公开旨在提供一种电池管理装置、电池管理方法、电池组以及电动车辆，其可以根据在差分电压曲线中的多个特征点当中、与电池的电极的劣化状态相关联的两个特征点之间的剩余容量差来确定电极的劣化程度。
技术方案
根据本公开的一个方面的电池管理装置，包括：感测单元，其被配置为生成指示电池的电压和电流的电池信息；以及控制单元，其可操作地耦合到感测单元。控制单元被配置为：在电池以第一电流速率的电流被充电时，基于在感测时段期间从感测单元提供的电池信息的历史来确定差分电压曲线。差分电压曲线指示在感测时段期间电池的剩余容量和电池的电压变化量与电池的剩余容量变化量的比率之间的关系。控制单元被配置为从差分电压曲线检测多个特征点。控制单元被配置为基于多个特征点中的每个特征点的特征值来确定是否需要稳定电池的电极材料。当确定需要稳定电池的电极材料时，控制单元被配置为输出控制信号以诱导电池以第二电流速率的电流被放电。第二电流速率小于第一电流速率。
控制单元可以被配置为计算多个特征点当中的每对两个相邻特征点的特征值之间的差的绝对值。控制单元可以被配置为通过将针对每对计算的绝对值的平均值与参考值进行比较，确定是否需要稳定电池的电极材料。
控制单元可以被配置为当平均值等于或大于参考值时，确定需要稳定电池的电极材料。
控制单元可以被配置为当确定需要稳定电池的电极材料时，基于与参考值和平均值之间的比率相关联的第一稳定因子来确定第二电流速率。
第二电流速率可以等于第一稳定因子和阈值电流速率的乘积。阈值电流速率可以是稳定过程中可用的最大电流速率。
控制单元可以被配置为当确定需要稳定电池的电极材料时，基于与参考值和平均值之间的比率相关联的第二稳定因子来确定弛豫时间(relaxation time)。控制单元可以被配置为在从感测时段的结束过去弛豫时间的时间点输出控制信号。
第二稳定因子可以是第一稳定因子的倒数。弛豫时间可以等于第二稳定因子与阈值时间的乘积。
根据本公开的另一方面的电池组包括电池管理装置。
根据本公开的又一方面的电动车辆包括电池组。
根据本发明的另一方面的电池管理方法，包括：在感测时段期间，从感测单元收集电池信息；基于所收集的电池信息的历史确定差分电压曲线；从差分电压曲线中检测多个特征点；基于多个特征点中的每个特征点的特征值，确定是否需要稳定电池的电极材料；当确定需要稳定电池的电极材料时，输出控制信号以诱导电池以第二电流速率的电流被放电。第二电流速率小于第一电流速率。
当多个特征点当中的每对两个相邻特征点的特征值之间的差的绝对值的平均值等于或大于参考值时，可以确定需要稳定电池的电极材料。
第二电流速率可以等于与参考值和平均值之间的比率相关联的第一稳定因子与阈值电流速率的乘积。阈值电流速率可以是稳定过程中可用的最大电流速率。
有益效果
根据本公开的实施例中的至少一个，可以通过分析根据指示电池的电压历史和电流历史的电池信息确定的差分电压曲线中的多个特征点，来选择性地执行用于稳定电池的电极材料的过程。
此外，根据本公开的实施例中的至少一个，可以在不执行三电极实验的情况下，根据在差分电压曲线中的多个特征点当中、与电池的电极(即，正电极或者负电极)的劣化状态相关联的两个特征点之间的剩余容量差来确定电极的劣化程度。
附图说明
图1是示意性示出包括根据本公开的实施例的电池管理装置的电池组的配置的视图。
图2是示例性地示出图1中所示的电池的电压曲线的曲线图。
图3是示例性地示出与图2中的电压曲线相关联的差分电压曲线的曲线图。
图4是以放大视图示出图3中的区域(a)的曲线图。
图5是示出图1中所示的电池的差分电压曲线的另一示例的曲线图。
图6是用于说明通过分析图5中所示的差分电压曲线来诊断图1中所示的电池的劣化的过程的曲线图。
图7是与由图1中所示的电池管理装置执行的稳定过程相关联的方法的流程图。
图8是与由图1中所示的电池管理装置执行的劣化诊断过程相关联的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解的是，说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为限于一般含义和词典含义，而是在允许发明人适当地限定术语以获得最佳解释的原则的基础上，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此，本文提出的描述仅是用于仅用于说明目的的优选实施例，但是并不旨在完全描述本公开的范围，因此应理解，在不脱离公开的范围的情况下可以对其进行其他等同和修改。
包括诸如“第一”、“第二”等的序数的术语可用于区分各种元件当中的一个元件与另一元件，但不旨在通过术语限制元件。
除非上下文另有明确指示，在整个说明书中，当一部分被称为“包括”或“包含”任何元件时，意味着该部分可以进一步包括其他元件。另外，说明书中描述的术语<控制单元>意指处理至少一个功能或操作的单元，并且这可以通过硬件或软件或硬件和软件的组合实现。
此外，在整个说明书中，当将一部分称为“连接”到另一部分时，不限于它们“直接连接”的情况，而是还包括它们用插入它们之间的另一元件“间接连接”的情况。
图1是示意性示出包括根据本公开的实施例的电池管理装置的电池组的构造的视图，图2是示例性地示出图1中所示的电池的电压曲线的曲线图，图3是示例性地示出与图2中的电压曲线相关联的差分电压曲线的曲线图，且图4是以放大视图示出图3中的区域(a)的曲线图。
参照图1，电池组1包括电池B、继电器10、充电-放电电路20、和电池管理装置100。电池组1被安装到诸如电动车辆的电力设备以供应驱动电力设备所需的电能。电池管理装置100被设置为电连接到电池B的正电极端子和负电极端子。电池管理装置100可以选择性地执行用于稳定电池B的电极材料的过程。
电池B包括一个单元单体或串联和/或并联电连接的多个单元单体。对单元单体没有特别限制，只要其能够重复地充电和放电即可，如袋型锂离子单体。
电池B可以通过电池组1的电源端子(+，-)电耦合到外部设备。外部设备可以是例如电负载(例如，电动机)，诸如电动车辆、DC-AC逆变器、充电器等。
电池管理装置100可以包括感测单元110、存储器单元120、控制单元130、和接口单元140。
感测单元110与控制单元130可操作地耦合。也就是说，感测单元110可以通信地连接至控制单元130，以将电信号发送至控制单元130，或者从控制单元130接收电信号。
感测单元110可以包括被配置为测量电池B的电压的电压传感器。电压传感器可以周期性地测量跨电池B的电压，并将指示测量的电压的电压测量信号提供给控制单元130。
感测单元110可以包括被配置为测量电池B的电流的电流传感器。电流传感器周期性地测量流过电池B的电流，并将指示测量的电流的方向和大小的电流测量信号提供给控制单元130。在下文中，电压测量信号和电流测量信号将被统称为“电池信息”。
在硬件中，控制单元130可以被实现为包括专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器、用于执行其他功能的其他电气单元中的至少一种。
控制单元130可操作地耦合到感测单元110、存储器单元120、接口单元140和充电-放电电路20。控制单元130可以执行信号处理(例如，模数转换)以将电池信息转换为指示电池B的电压的数字值(在下文中也称为“电压值”)和指示电池B的电流的数字值(在下文中也称为“电流值”)，并将每个数字值存储在存储器单元120中。
存储器单元120记录、擦除和更新由控制单元130生成的数据，并存储为稳定电池B的电极而提供的多个程序代码。存储器单元120可以存储在实施本公开时使用的各种预定参数的预设值。
存储器单元120没有特别限制，只要它是已知能够记录、擦除和更新数据的半导体存储器件即可。例如，存储器单元120可以是DRAM、SDRAM、闪存、ROM、EEPROM、寄存器等。存储器单元120可以进一步包括其中存储了定义控制单元130的控制逻辑的程序代码的存储介质。该存储介质包括闪存或诸如硬盘的非易失性存储元件。存储器单元120可以与控制单元130物理上分离，或者可以与控制单元130集成在一起。
当电池B被充电或放电时，控制单元130可以控制流过电池B的电流的电流速率(也称为“C速率”)。
控制单元130可以通过随着时间周期性地对流过电池B的电流的值进行积分来周期性地更新电池B的剩余容量。这里，诸如卡尔曼滤波器的其他已知方法也可以用于更新剩余容量。
控制单元130可以控制被设置以断开和闭合电源端子(+，-)之间的电流路径的继电器10的接通/关断状态。控制单元130可以控制被设置以调整流过电池B的电流的电流速率的充电-放电电路20。
控制单元130可以使用下面的等式1确定第一电流速率。
<等式1>
Ic＝K1×Cn
在等式1中，Ic可以是第一电流速率，K1可以是恒定等于或小于1的预定第一调节值，并且Cn可以是与电池B相关联的预定最大电流速率。可以考虑电池B的电化学特性来预先确定K1。因为K1为1或者以下，第一电流速率Ic等于或者小于最大容许电流速率Cn。如果不需要稳定电池B的电极材料，则可以根据在以第一电流速率Ic的恒定电流对电池B进行充电或放电时获得的电池B的电压历史和电流历史来确定电池B的差分电压曲线。
参照图2，在以恒定电流(例如，第一电流速率)对电池B进行充电(或放电)时，控制单元130可以基于从感测单元110在感测时段期间提供的电池信息的历史，确定指示电池B的剩余容量历史和电压历史之间的对应关系的电池B的电压曲线(也称为“QV曲线”)。感测时段可以具有预定时间长度。例如，控制单元130可以向充电-放电电路20输出控制信号，以诱导充电-放电电路20以恒定电流从电池B的SOC(充电状态)是预定初始值(例如0％)的时间点对电池B进行充电达预定时间长度。可以将电压曲线存储在存储器单元120中作为根据电池B的电压将电池B的剩余容量近似为曲线的函数。替代地，可以以查找表的形式将V-Q曲线存储在存储器单元120中。
控制单元130可以从电池B的电压曲线(见图2)生成差分电压曲线(也称为“Q-dV/dQ曲线”)(见图3)。具体地，控制单元130可以从图2所示的电压曲线确定每单位时间的电池B的电压V、剩余容量Q、电压变化量dV和剩余容量变化量dQ。图3中所示的差分电压曲线表示(i)电池B的剩余容量Q与(ii)电池B的电压变化量dV与电池B的剩余容量变化量dQ的比率dV/dQ之间的对应关系。
控制单元130可以分析差分电压曲线以确定是否需要稳定电池B的电极材料。详细地，控制单元130可以从差分电压曲线检测多个特征点。每个特征点可以表示差分电压曲线上满足预定条件的剩余容量Q。每个特征点可以被称为“峰”，并且可以是位于差分电压曲线上的最大点或最小点。即，差分电压曲线的特征点可以指示电压曲线的拐点。
例如，控制单元130可以将在差分电压曲线的一阶微分系数和二阶微分系数分别变为0和负数的每个最大点的剩余容量Q检测为特征点。作为另一示例，可以将在差分电压曲线的一阶微分系数和二阶微分系数分别变为0和正数的每个最小点的剩余容量Q检测为特征点。在每个特征点处的dV/dQ可以被称为“特征值”或“差分电压”。特征值的单位可以是V/mAh，并且在下文中，可以省略该单位。
如图4所示，假设从图3所示的差分电压曲线的区域(a)内部的一部分检测到四个特征点I1、I2、I3、I4。区域(a)可以对应于预定范围(例如1.5至2.5mAh)。
控制单元130可以基于特征点I1、I2、I3、I4的特征值之间的差来确定是否需要稳定电池B的电极材料。
控制单元130可以计算特征点I1、I2、I3、I4当中的每对两个相邻特征点的特征值之差的绝对值。
接下来，控制单元130可以计算针对特征点I1、I2、I3、I4当中的每对两个相邻特征点计算的绝对值的平均值。此时，控制单元130可以使用下面的等式2。
<等式2>
Figure BDA0002461261660000101
在等式2中，n是在区域(a)中检测到的特征点I1、I2、I3、I4的总数，CVi是特征点I1、I2、I3、I4当中的第i个特征点的特征值，且Ecv是平均值。
假设特征点I1、I2、I3、I4的特征值依次为0.0390、0.0300、0.0510和0.0430。然后，控制单元130可以计算作为两个相邻特征点I1、I2的特征值的0.0390和0.0300之间的差的绝对值0.0090。控制单元130可以计算作为两个相邻特征点I2、I3的特征值的0.0300与0.0510之间的差的绝对值0.0210。控制单元130可以计算作为两个相邻特征点I3、I4的特征值的0.0510与0.0430之间的差的绝对值0.0080。因此，平均值可以被计算为
Figure BDA0002461261660000102
控制单元130可以通过将平均值与参考值进行比较来确定是否执行稳定过程。参考值可以是预定常数。
如果平均值大于参考值，则控制单元130可以确定执行稳定过程。同时，如果平均值等于或小于参考值，则控制单元130可以确定中止稳定过程。例如，如果参考值是小于平均值Ecv的0.0120，则控制单元130可以确定需要稳定电池B的电极材料。作为另一示例，如果参考值是大于Ecv的0.0130，则控制单元130可以确定不需要稳定电池B的电极材料。
如果确定执行稳定过程，则控制单元130可以在发起稳定过程之前基于第一稳定因子来确定用于稳定过程的第二电流速率。
控制单元130可以使用下面的等式3来计算第一稳定因子。
<等式3>
F1＝(RDV/Ecv)×K2
在等式3中，F1是第一稳定因子，RDV是参考值，并且K2是预定第二调节值，其是等于或小于1的常数。可以考虑电池B的电化学特性来预先确定K2。。
如果参考值RDV为0.0120，平均值Ecv为0.0127，第二调节值K2为1，则第一稳定因子可被计算为F1≒0.945。
此后，控制单元130可以将第二电流速率确定为等于电池B的阈值电流速率与第一稳定因子的乘积。阈值电流速率可以被预先确定为在通过稳定过程对电池B进行放电的过程中可获得的最大电流速率(例如0.05C)。由于第一稳定因子小于1，因此第二电流速率小于阈值电流速率。例如，如果第一稳定因子为0.945并且阈值电流速率为0.05C，则第二电流速率可以被确定为0.04725C。
在发起稳定过程之前，控制单元130可以基于第二稳定因子来确定用于将电池B保持在空闲状态(即，空载状态)的弛豫时间。控制单元130可以将电池B的阈值时间和第二稳定因子的乘积确定为弛豫时间。阈值时间是稳定电池B的电极材料所需的最短时间，并且可以是预定的。
第二稳定因子可以是第一稳定因子的倒数。在这种情况下，由于第二稳定因子大于1，因此弛豫时间长于阈值时间。例如，如果第二稳定因子是1.05并且阈值时间是12小时，则弛豫时间可以被确定为12.6小时。
可替代地，弛豫时间可以被预先确定为12小时、24小时等。
控制单元130可以控制继电器10以从感测时段的结束时间点或稳定过程的初始时间点在弛豫时间期间保持在关断状态。控制单元130可以通过使用设置在其中的定时器来监视是否经过弛豫时间。在弛豫时间期间，电池B的电极材料可以逐渐被稳定。
当检测到弛豫时间已经过去时，控制单元130可以将继电器10控制为接通状态，并且向充电-放电电路20输出控制信号，以诱导对电池B以第二电流速率的电流进行放电。以第二电流速率对电池B的放电可以在电池B的SOC达到初始值的时间点终止。
如上所述，随着电池B的电极材料更加不稳定(即，第一稳定因子F1更小)，第二电流速率降低并且弛豫时间增加。因此，通过稳定过程，可以有效地稳定电池B的电极材料。
接口单元140支持外部设备与电池管理装置100之间的有线或无线通信。有线通信可以是例如控制器局域网(CAN)通信，并且无线通信可以是例如Zigbee或蓝牙通信。与控制单元130执行的稳定过程相关联的数据可以通过通信终端(COM)输出到外部设备。
接口单元140包括显示器和扬声器中的至少一个。与稳定过程相关联的数据可以经由显示器以视觉形式(例如，符号、数字等)输出，或者经由扬声器以音频形式(例如，蜂鸣声)输出。
图5是示出图1中所示的电池的差分电压曲线的另一示例的曲线图，且图6是用于说明通过分析图5中所示的差分电压曲线来诊断图1中所示的电池的劣化的过程的曲线图。
在对已经劣化到某种程度的电池B的电极材料执行稳定过程之后，可以重新确定图5中所示的差分电压曲线。
控制单元130可以检测差分电压曲线中的特征点a1至a9。在下文中，假定特征点a1至a9的剩余容量依次为4.5mAh、8.2mAh、11.5mAh、12.5mAh、18.0mAh、32.5mAh、37.0mAh、43.5mAh和48.0mAh。
参照图6，控制单元130可以基于预定第一参考范围(ΔR1)将特征点a1至a9中的两个确定为第一电极特征点，并且基于第二参考范围(ΔR2)将特征点a1至a9中的其他两个确定为第二电极特征点。第一电极特征点是用于确定电池B的第一电极(例如，负电极)的劣化程度的参数。第二电极特征点是用于确定电池B的第二电极(例如，正电极)的劣化程度的参数。
可以基于在电池B处于寿命开始(BOL)状态时从用于电池组B的第一电极的第一参考电压曲线检测到的多个拐点当中位于特定次序的拐点的剩余容量来预先确定第一参考范围(ΔR1)。第一参考电压曲线可以指示当电池B处于BOL状态时电池B的剩余容量与电池B的第一电极的电压之间的对应关系。例如，可以基于从第一参考电压曲线检测到的多个拐点的剩余容量当中的具有第二小的大小的剩余容量来预先确定第一参考范围(ΔR1)。
可以基于在电池B处于寿命开始(BOL)状态时从用于电池组B的第二电极的第二参考电压曲线检测到的多个拐点当中位于特定次序的拐点的剩余容量来预先确定第二参考范围(ΔR2)。第二参考电压曲线可以指示当电池B处于BOL状态时电池B的剩余容量与电池B的第二电极的电压之间的对应关系。例如，可以基于从第二参考电压曲线检测到的多个拐点的剩余容量当中的具有第二大的大小的剩余容量来预先确定第二参考范围(ΔR2)。
获取第一参考电压曲线和第二参考电压曲线的过程可以与确定图3的差分电压曲线的过程相同。另外，检测第一参考电压曲线的多个拐点和第二参考电压曲线的多个拐点的过程可以与检测图5的差分电压曲线的特征点a1至a9的过程相同。
假设第一参考范围(ΔR1)为8至12mAh，并且第二参考范围(ΔR2)为35至45mAh。
控制单元130可以将特征点a1到a9当中、在第一参考范围(ΔR1)内具有最小剩余容量的特征点a2确定为第一电极特征点。接下来，控制单元130可以进一步将具有大于特征点a2的剩余容量的剩余容量的特征点a3至a9当中、与特征点a2的剩余容量的差值具有最小剩余容量的特征点a3确定为第一电极特征点。
控制单元130可以将特征点a1到a9当中、在第二参考范围ΔR2内具有最大剩余容量的特征点a8确定为第二电极特征点。接下来，控制单元130可以进一步将具有小于特征点a8的剩余容量的剩余容量的特征点a1至a7当中、与特征点a8的剩余容量的差值具有最小剩余容量的特征点a7确定为第二电极特征点。
可替代地，控制单元130可以将特征点a1至a9当中、以第一预定次序和第二预定次序定位的两个特征点确定为第一电极特征点，而不利用第一参考范围(ΔR1)。控制单元130可以将特征点a1至a9当中、以第三预定次序和第四预定次序定位的两个特征点确定为第二电极特征点，而不利用第二参考范围(ΔR2)。可以考虑电池B的正电极的材料和负电极的材料的电化学特性来预先确定第一至第四预定次序。
此后，将描述在无需进行三电极实验的情况下，将基于两个第一电极特征点和两个第二电极特征点来确定电池B的第一电极和第二电极的劣化状态的控制单元130的操作。
控制单元130可以确定指示两个第一电极特征点a2、a3之间的剩余容量差(ΔQ1)的第一差值。本公开的发明人已经认识到，随着第一电极劣化，剩余容量差(ΔQ1)减小。控制单元130可以基于将第一差值与第一参考差值进行比较的结果来确定第一电极的劣化程度。第一参考差值指示当电池B处于BOL状态时从差分电压曲线确定的两个第一电极特征点之间的剩余容量之差。控制单元130可以通过使用下面的等式4来计算指示第一电极的劣化程度的第一劣化值。
<等式4>
W1＝{(DR1-DB1)/DR1}×U1
在等式4中，DB1是第一差值，DR1是第一参考差值，U1是预定第一校正值，其是等于或小于1的常数，并且W1是第一劣化值。可以考虑电池B的电化学特性来预先确定第一校正值。第一劣化值W1越大，则意味着第一电极劣化越多。
控制单元130可以确定指示两个第二电极特征点a7、a8之间的剩余容量差(ΔQ2)的第二差值。本公开的发明人已经认识到，随着第二电极的劣化，剩余电容差(ΔQ2)减小。控制单元130可以基于将第二差值与第二参考差值进行比较的结果来确定第二电极的劣化程度。第二参考差值指示当电池B处于BOL状态时从差分电压曲线确定的两个第二电极特征点之间的剩余容量之差。控制单元130可以通过使用下面的等式5来计算指示第二电极的劣化程度的第二劣化值。
<等式5>
W2＝{(DR2-DB2)/DR2}×U2
在等式5中，DB2是第二差值，DR2是第二参考差值，U2是预定第二校正值，其是等于或小于1的常数，并且W2是第二劣化值。可以考虑电池B的电化学特性来预先确定第二校正值。第二劣化值W2越大，则意味着第二电极劣化越多。
控制单元130可以使用接口单元140通过通信终端(COM)将指示第一电极和第二电极中的至少一个的劣化程度的消息发送到外部设备。
图7是与由图1中所示的电池管理装置执行的稳定过程相关联的方法的流程图。
参照图1至图4和图7，在步骤S710中，在以第一电流速率的电流对电池B进行充电时，控制单元130在感测时段期间从感测单元110收集电池信息。
在步骤S720中，控制单元130基于所收集的电池信息的历史确定差分电压曲线。
在步骤S730中，控制单元130从差分电压曲线中检测多个特征点。
在步骤S740中，控制单元130基于多个特征点中的每个特征点的特征值，确定是否需要稳定电池B的电极材料。如果步骤S740的值为“是”，则执行步骤S750。如果步骤S740的值为“否”，则过程可以进行到步骤S810(参见图8)。
在步骤S750中，控制单元130确定用于稳定过程的弛豫时间和第二电流速率。第二电流速率小于第一电流速率。
在步骤S760中，控制单元130执行稳定过程。在步骤S760结束之后，该方法可以返回到步骤S710。
图8是与由图1中所示的电池管理装置执行的劣化诊断过程相关联的方法的流程图。
参照图1、5、6和8，在步骤S810中，控制单元130确定多个特征点当中的两个第一电极特征点a2、a3和两个第二电极特征点a7、a8。
在步骤S820中，控制单元130确定指示两个第一电极特征点a2、a3之间的剩余容量之差的第一差值和指示两个第二电极特征点a7、a8之间的剩余容量之差的第二差值。
在步骤S830中，控制单元130确定指示电池B的第一电极的劣化程度的第一劣化值和指示电池B的第二电极的劣化程度的第二劣化值。
在步骤S840中，控制单元130输出指示第一劣化值和第二劣化值的消息。
上文描述的本公开的实施例不仅通过装置和方法来实现，并且可以通过执行与本公开的实施例的配置相对应的功能的程序或在其上记录有程序的记录介质来实现，本领域技术人员可以从上述实施例的公开中容易地实现该实施方式。
已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细说明和具体示例虽然指示了本公开的优选实施例，但是仅以说明的方式给出，因为在本公开的范围内的各种改变和修改从该详细描述中对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
另外，由于本领域技术人员可以在不背离本公开的技术方面的情况对上文描述的本公开做出许多替换、修改和改变，因此本公开不限于上述实施例和附图，以及一些或全部实施例可以被选择性地组合以允许各种修改。

Claims (12)

1.一种电池管理装置，包括：
感测单元，所述感测单元被配置为生成指示电池的电压和电流的电池信息；以及
控制单元，所述控制单元可操作地耦合到所述感测单元，
其中，所述控制单元被配置为执行：
在所述电池以第一电流速率的电流被充电时，基于在感测时段期间从所述感测单元提供的所述电池信息的历史确定差分电压曲线，所述差分电压曲线指示在所述感测时段期间所述电池的剩余容量和所述电池的电压变化量与所述电池的剩余容量变化量的比率之间的关系，
从所述差分电压曲线检测多个特征点，
基于所述多个特征点中的每个特征点的特征值，确定是否需要稳定所述电池的电极材料，以及
当确定需要稳定所述电池的所述电极材料时，输出控制信号以诱导所述电池以第二电流速率的电流被放电，
其中，所述第二电流速率小于所述第一电流速率。
2.根据权利要求1所述的电池管理装置，
其中，所述控制单元被配置为：
计算所述多个特征点当中的每对两个相邻特征点的特征值之间的差的绝对值，以及
通过将针对所述每对计算的绝对值的平均值与参考值进行比较，确定是否需要稳定所述电池的所述电极材料。
3.根据权利要求2所述的电池管理装置，
其中，所述控制单元被配置为：
当所述平均值等于或大于所述参考值时，确定需要稳定所述电池的所述电极材料。
4.根据权利要求2所述的电池管理装置，
其中，控制单元被配置为：
当确定需要稳定所述电池的所述电极材料时，基于与所述参考值和所述平均值之间的比率相关联的第一稳定因子来确定所述第二电流速率。
5.根据权利要求4所述的电池管理装置，
其中，所述第二电流速率等于所述第一稳定因子与阈值电流速率的乘积，以及
其中，所述阈值电流速率是稳定过程中能用的最大电流速率。
6.根据权利要求4所述的电池管理装置，
其中，所述控制单元被配置为：
当确定需要稳定所述电池的所述电极材料时，基于与所述参考值和所述平均值之间的比率相关联的第二稳定因子来确定弛豫时间；以及
在从所述感测时段的结束过去所述弛豫时间的时间点输出所述控制信号。
7.根据权利要求6所述的电池管理装置，
其中，所述第二稳定因子是所述第一稳定因子的倒数，以及
其中，所述弛豫时间等于所述第二稳定因子与阈值时间的乘积。
8.一种包括根据权利要求1至7中任一项所述的电池管理装置的电池组。
9.一种包括根据权利要求8所述的电池组的电动车辆。
10.一种使用根据权利要求1至7中任一项所述的电池管理装置的电池管理方法，包括：
在所述感测时段期间从所述感测单元收集所述电池信息；
基于所收集的电池信息的历史确定所述差分电压曲线；
从所述差分电压曲线检测所述多个特征点；
基于所述多个特征点中的每个特征点的特征值，确定是否需要稳定所述电池的所述电极材料；以及
当确定需要稳定所述电池的所述电极材料时，输出所述控制信号以诱导所述电池以所述第二电流速率的电流被放电，
其中，所述第二电流速率小于所述第一电流速率。
11.根据权利要求10所述的电池管理方法，
其中，当所述多个特征点当中的每对两个相邻特征点的特征值之间的差的绝对值的平均值等于或大于参考值时，确定需要稳定所述电池的所述电极材料。
12.根据权利要求11所述的电池管理方法，
其中，所述第二电流速率等于与所述参考值和所述平均值之间的比率相关联的第一稳定因子和阈值电流速率的乘积，以及
其中，所述阈值电流速率是所述稳定过程中可用的最大电流速率。
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