CN113767293A - 用于诊断电池状态的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置包括：充电和放电单元，被配置为对电池模块进行充电或放电；测量单元，被配置为在对电池模块充电或放电的循环期间的每个预定时间段测量电池模块的电流；以及控制单元，被配置为从测量单元接收电池模块的电流的测量值，基于接收的测量值估计在循环期间的电池模块的SOC(充电状态)，计算所估计的SOC的变化率，并且基于所计算的SOC的变化率和预设的参考变化率之间的比较结果来确定电池模块中是否发生缺陷。

Description

用于诊断电池状态的装置和方法
技术领域
本申请要求享有于2019年11月26日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0153699的优先权，其公开内容通过引用的方式并入本文。
本公开内容涉及一种用于诊断电池状态的装置和方法，具体而言，涉及一种可确定电池模块中是否发生缺陷的用于诊断电池状态的装置和方法。
背景技术
近年来，对笔记本电脑、摄像机、手机等便携式电子产品的需求急剧增加，电动汽车、储能电池、机器人、卫星等得到了热切的发展。因此，正在积极地研究允许重复充电和放电的高性能电池。
目前，市售的电池可以包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等。其中，锂电池由于与镍基电池相比几乎没有记忆效应并且还具有非常低的自放电率和高能量密度而受到关注。
同时，如果在设备中提供多个电池，则电池的不平衡导致电池输出性能的劣化，因此设备的性能可能劣化。因此，在现有技术中，在提供多个电池的情况下，已经开发了用于诊断在多个电池之间是否发生容量失衡并解决该问题的技术。
在专利文献1中公开了一种技术，其通过计算多个电池堆的阻抗变化量，并分析计算出的阻抗变化量的模式，从而诊断多个电池堆的不平衡。但是，根据专利文献1，为了计算电池堆的阻抗变化量，需要测量电池堆的电压变化量和电流值。另外，为了确定电池堆是否不平衡，有必要分析阻抗变化量的模式。因此，在专利文献1中，存在无法迅速地诊断多个电池堆的不平衡的问题。
(专利文献1)KR10-2014-0103753A
发明内容
技术问题
本公开内容被设计以解决相关技术的问题，因此本公开内容旨在提供一种用于诊断电池状态的装置和方法，其基于电池模块的SOC的变化率快速并准确地确定电池模块中是否发生缺陷。
本公开内容的这些和其他目的和优点可以根据以下具体实施方式来理解，并且根据本公开内容的示例性实施例将变得更加完全显而易见。此外，将容易理解的是，本公开内容的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中示出的手段来实现。
技术方案
在本公开内容的一方面，提供了一种用于诊断电池状态的装置，所述装置诊断具有至少一个电池单元的电池模块的状态，所述装置包括：充电和放电单元，被配置为对电池模块进行充电或放电；测量单元，被配置为在对电池模块充电或放电的循环期间的每个预定时间段测量电池模块的电流；以及控制单元，被配置为从测量单元接收电池模块的电流的测量值，基于接收的测量值估计在循环期间的电池模块的SOC(充电状态)，计算所估计的SOC的变化率，并且基于所计算的SOC的变化率和预设的参考变化率之间的比较结果来确定电池模块中是否发生缺陷。
控制单元可被配置为计算所估计的SOC的瞬时变化率，并基于所计算的瞬时变化率和在相同时间点与其对应的参考变化率之间的比较结果来确定电池模块中是否发生缺陷。
控制单元可被配置为当所计算的瞬时变化率大于参考变化率时，确定在电池模块所包括的多个电池单元中的至少一个电池单元中发生缺陷。
控制单元可被配置为计算所估计的SOC的瞬时变化率，确定所计算的瞬时变化率中的多个峰值，在多个确定的峰值中选择最接近循环的中间时间点的峰值作为目标峰值，并通过将所选目标峰值与参考变化率的参考峰值进行比较来确定电池模块中是否发生缺陷。
可以设置多个电池模块。
控制单元可被配置为计算多个电池模块中的每一个电池模块的SOC的瞬时变化率，在多个电池模块中的每一个电池模块的瞬时变化率中选择目标峰值，并通过比较多个所选目标峰值的大小来确定多个电池模块的相对缺陷发生程度。
多个目标峰值可以是最接近相应的电池模块的充电和放电循环的中间时间点的峰值，并且可以位于不同的时间点。
控制单元可以被配置为在多个所选目标峰值中的目标峰值的大小越大时，确定相应电池模块的缺陷发生程度越严重。
根据本公开内容的另一方面的电池组可包括根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置。
在本公开内容的另一方面，还提供了一种用于诊断电池状态的方法，所述方法诊断具有至少一个电池单元的电池模块的状态，所述方法包括：充电和放电步骤，对电池模块进行充电或放电；测量步骤，在对电池模块充电或放电的循环期间的每个预定时间段测量电池模块的电流；SOC估计步骤，基于在测量步骤中测量的测量值来估计电池模块在循环期间的SOC；SOC变化率计算步骤，计算在SOC估计步骤中估计的SOC的变化率；以及电池模块缺陷确定步骤，基于在变化率计算步骤中计算的变化率与预设的参考变化率之间的比较结果来确定电池模块中是否发生缺陷。
变化率计算步骤可包括瞬时变化率计算步骤，计算多个电池模块中的每一个电池模块的SOC的瞬时变化率。
缺陷确定步骤可以包括：目标峰值选择步骤，在变化率计算步骤中计算的多个电池模块中的每一个电池模块的瞬时变化率中选择目标峰值；以及相对缺陷确定步骤，通过比较多个所选目标峰值的大小来确定多个电池模块的相对缺陷发生程度。
有益效果
根据本公开内容的一方面，用于诊断电池状态的装置具有仅基于电池模块的容量特性比较SOC变化率来准确地诊断电池模块中是否发生缺陷的优点。
此外，根据本公开内容的一方面，用于诊断电池状态的装置具有通过在对电池模块充电或放电时计算SOC变化率来快速诊断电池模块中是否发生缺陷的优点。
此外，根据本公开内容的一方面，用于诊断电池状态的装置具有使用相对简单的电路配置确定在电池模块中是否发生缺陷并且用于诊断电池状态的装置所需的物理空间被最小化的优点。
本公开内容的效果不限于上述内容，本领域技术人员根据所附权利要求将清楚地理解本文未提及的其他效果。
附图说明
附图示出了本公开内容的优选实施例，并且与前述公开内容一起用于提供对本公开内容的技术特征的进一步理解，因此，本公开内容不应被解释为限于附图。
图1是示意性地示出根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置的图。
图2是示意性地示出根据本公开内容实施例的包括用于诊断电池状态的装置的电池组的图。
图3是示出根据本公开内容实施例的包括用于诊断电池状态的装置的电池组的示例性配置的图。
图4是示出在参考模块和根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置中的电池模块的SOC和SOC变化率的图。
图5是示出根据本公开内容实施例的包括用于诊断电池状态的装置的另一电池组的示例性配置的图。
图6是示出参考模块、根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置中的第一电池模块和第二电池模块的SOC和SOC变化率的图。
图7是示出为图6中的多个电池模块中的每一个电池模块选择的目标峰值的图。
图8是示意性地示出根据本公开内容的另一实施例的用于诊断电池状态的方法的图。
具体实施方式
应当理解，在说明书和所附权利要求中使用的术语不应当被解释为限于一般的和字典的含义，而是在允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则的基础上，基于与本公开内容的技术方面相对应的含义和概念来解释。
因此，本文所提出的描述仅是用于说明目的优选示例，而不旨在限制本公开内容的范围，因此应当理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以对其进行其他等效变换和修改。
另外，在描述本公开内容时，当认为相关的已知元件或功能的详细描述使本公开内容的关键主题不明确时，在本文中省略该详细描述。
包括诸如“第一”、“第二”等的序数的术语可用于在各种元件之间将一个元件与另一个元件区分开，但不旨在通过术语限制元件。
在整个说明书中，当一部分被称为“包括”或“包含”任何元件时，其意味着该部分可以另外包括其他元件，而不排除其他元件，除非另有明确说明。
此外，在说明书中描述的术语“控制单元”指的是处理至少一个功能或操作的单元，并且可以由硬件、软件或硬件和软件的组合来实现。
另外，在整个说明书中，当一部分被称为“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“间接连接”且另一元件介于它们之间的情况。
在下文中，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施例。
图1是示意性地示出根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置100的图。
参照图1，根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置100可包括充电和放电单元110、测量单元120和控制单元130。
根据本公开内容的实施例的用于诊断电池状态的装置100可诊断具有至少一个电池单元的电池模块10的状态。
此处，电池模块10可以包括至少一个电池单元。如果电池模块10包括多个电池单元，则多个电池单元可以串联和/或并联连接。优选地，包括在电池模块10中的多个电池单元可以彼此并联连接。另外，电池单元是指具有负电极端子和正电极端子并且可物理分离的一个独立单元。例如，一个袋型锂聚合物电池可以被认为是电池单元。
图2是示意性地示出根据本公开内容实施例的包括用于诊断电池状态的装置100的电池组1的图。图3是示出根据本公开内容实施例的包括用于诊断电池状态的装置100的电池组1的示例性配置的图。
参照图2和3，电池模块10可以连接到电池组1。即，电池模块10的正电极可以电连接到电池组1的正电极端子P+。另外，电池模块10的负电极可以电连接到电池组1的负电极端子P-。
例如，在图3的实施例中，电池组1可以包括一个电池模块10，并且电池模块10可以包括并联连接的第一电池单元B1、第二电池单元B2、第三电池单元B3和第四电池单元B4。
如果根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置100包括在电池组1中，则用于诊断电池状态的装置100可连接到包括在电池组1中的电池模块10以及电池组1的主充电和放电路径。此处，主充电和放电路径是连接电池组1的正电极端子P+、电池模块10、和电池组1的负电极端子P-的路径，并且是指电流在电池组1中流动通过的高电流路径。
充电和放电单元110可以被配置为对电池模块10进行充电或放电。
充电和放电单元110可以连接到控制单元130，以从控制单元130接收充电命令信号或放电命令信号。另外，可以操作充电和放电单元110以对应于从控制单元130接收的充电命令信号或放电命令信号。此处，充电命令信号是用于对电池模块10进行充电的信号，放电命令信号是用于对电池模块10进行放电的信号。
例如，如果充电和放电单元110从控制单元130接收到充电命令信号，则充电和放电单元110可以向主充电和放电路径输出电流。从充电和放电单元110输出的电流可以流过主充电和放电路径以对电池模块10充电。具体而言，从充电和放电单元110输出的电流可以对设置在电池模块10中的至少一个电池单元充电。
作为另一示例，如果充电和放电单元110从控制单元130接收到放电命令信号，则充电和放电单元110可经由主充电和放电路径从电池模块10接收电流来对充电和放电单元110充电。
在图3的实施例中，充电和放电单元110的一端可以连接在电池组1的正电极端子P+和电池模块10的正电极之间。另外，充电和放电单元110的另一端可以连接在电池组1的负电极端子P-和电池模块10的负电极之间。因此，如果充电和放电单元110从控制单元130接收到充电命令信号，则从充电和放电单元110输出的电流可以流过主充电和放电路径以对电池模块10充电。
然而，即使图3的实施例示出了充电和放电单元110的两端直接连接到主充电和放电路径的示例，但是与图3不同，充电和放电单元110的一端也可连接到电池组1的正电极端子P+，充电和放电单元110的另一端连接到电池组1的负电极端子P-。即，充电和放电单元110的两端可以连接到电池组1的电极以对电池模块10充电或放电。
测量单元120可以被配置为在对电池模块10充电或放电的循环期间的每个预定时间段测量电池模块10的电流。
例如，在图3的实施例中，用于测量电池模块10的电流的电流表A和/或感测电阻器可以进一步设置在主充电和放电路径上。在下文中，为了便于说明，将描述将电流表A设置在主充电和放电路径上。此外，测量单元120可通过感测线SL连接到电流表A，以测量流过主充电和放电路径的电流。
如果将感测电阻器设置在主充电和放电路径上，则测量单元120可通过测量感测电阻器的两端的电压来计算由感测电阻器降低的电压降。另外，测量单元120可基于感测电阻器的已知电阻和所计算的电压降来测量流过主充电和放电路径的电流。
控制单元130可被配置为从测量单元120接收电池模块10的电流的测量值。
具体而言，控制单元130和测量单元120可以通过有线和/或无线连接。另外，测量单元120可以将电池模块10的测量电流的测量值转换为数字信号，并将经转换的信号输出到控制单元130。控制单元130可通过读取从测量单元120接收的数字信号来获得电池模块10的电流值。
例如，在图3的实施例中，控制单元130和测量单元120可以通过有线线路彼此连接。另外，测量单元120可以将电池模块10的所测量的电流值转换为数字信号，并通过有线线路输出经转换的数字信号。
控制单元130可被配置为基于接收到的测量值来估计电池模块10在循环期间的SOC(充电状态)。
例如，控制单元130可通过对在循环期间由测量单元120测量的电池模块10的电流值进行计数来估计电池模块10的SOC。即，控制单元130可使用安培计数法估计电池模块10的SOC。
另外，控制单元130可以被配置为计算所估计的SOC的变化率。
此处，SOC的变化率是电池模块10在循环期间的SOC的变化率，并且可以包括例如循环期间SOC的总变化率或在每个预定时间段计算的SOC的瞬时变化率。
例如，假设对电池模块10充电的充电循环已经从0秒进行到9,000秒。控制单元130可计算当SOC的变化率从0秒变化到9,000秒时的电池模块10的SOC的变化率。另外，控制单元130可将SOC的变化率计算为在从0秒到9,000秒的每个预定时间段的SOC的瞬时变化率。此处，预定时间段可优选地与测量单元120测量电池模块10的电流的时间段相同。
控制单元130可被配置为基于计算的SOC的变化率和预设的参考变化率之间的比较结果来确定电池模块10中是否发生缺陷。
具体而言，控制单元130可通过将为电池模块10计算的SOC的变化率与预设的参考变化率进行比较来确定电池模块10中是否发生缺陷。
例如，在图3的实施例中，假设参考模块Ref和电池模块10都具有并联连接的四个电池单元。假设参考模块Ref具有处于BOL(寿命开始)状态的电池单元，并且电池模块10具有处于EOL(寿命终点)状态的电池单元。由于电池单元的SOH(健康状态)随着电池单元的劣化而降低，所以即使向BOL电池单元和EOL电池单元施加相同量的电流，BOL电池单元和EOL电池单元也可以具有不同的SOC。因此，在相同的充电循环期间，参考模块Ref的SOC的变化率和电池模块10的SOC的变化率可以不同。优选地，在循环期间，电池模块10的SOC的变化率可以大于参考模块Ref的SOC的变化率。
另外，即使当电池模块10和参考模块Ref包括不同数量的电池单元时，电池模块10的SOC的变化率和参考变化率也可能彼此不同。例如，在图3的实施例中，假设通常在参考模块Ref中并联连接四个电池单元，但是包括在电池模块10中的四个电池单元中的第四个电池单元的连接被断开。即使在这种情况下，参考模块Ref的SOH也可以大于电池模块10的SOH。因此，如果向参考模块Ref和电池模块10施加相同量的电流，电池模块10的SOC与参考模块Ref的SOC相比可迅速增加。
因此，控制单元130可通过将电池模块10的SOC的变化率与参考变化率进行比较来确定电池模块10中是否发生缺陷。具体而言，控制单元130可以确定电池模块10是否劣化或者在电池模块10中包括的电池单元中是否发生连接故障等。
当确定在具有多个电池单元B1、B2和B3的电池模块10中是否发生缺陷时，即使没有单独地诊断多个电池单元B1、B2和B3中的每一个电池单元的状态，根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置100也可以基于电池模块10的SOC的变化率来确定电池模块10是否存在缺陷。因此，用于确定在电池模块10中是否发生缺陷的电路配置相对简单，并且具有用于诊断电池状态的装置100所需的物理空间被最小化的优点。
此外，由于用于诊断电池状态的装置100考虑电池模块10自身的SOC来确定电池模块10的缺陷状态，所以即使包括在电池模块10中的多个电池单元B1、B2和B3并联连接，也存在当确定电池模块10中是否发生缺陷时不需要单独诊断每个电池单元的优点。
同时，包括在用于诊断电池状态的装置100中的控制单元130可以可选地包括本领域已知的处理器、专用集成电路(ASIC)、其他芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器和数据处理装置等，以执行下面公开的各种控制逻辑。此外，当控制逻辑以软件实现时，控制单元130可以被实现为程序模块集。此时，程序模块可以存储在存储器中并由处理器执行。存储器可以设置在控制单元130内部或外部，并且可以通过各种公知的手段连接到控制单元130。
此外，参照图1至3，用于诊断电池状态的装置100还可包括存储单元140。存储单元140可以存储控制单元130确定在电池模块10中是否发生缺陷并确定缺陷的程度所需的程序、数据等。即，存储单元140可以存储用于诊断电池状态的装置100的每个部件的操作和功能所需的数据、在执行操作或功能的过程中产生的数据等。存储单元140的种类没有特别限制，只要它是能够记录、擦除、更新和读取数据的已知信息存储装置即可。作为示例，信息存储装置可以包括RAM、闪存、ROM、EEPROM、寄存器等。另外，存储单元140可以存储程序代码，在所述程序代码中定义了可由控制单元130执行的处理。
优选地，控制单元130可以被配置为计算所估计的SOC的瞬时变化率。在下文中，将参照图4详细描述控制单元130计算SOC的瞬时变化率的示例。
图4是示出在参考模块和根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置100中的电池模块10的SOC和SOC变化率的图。
具体而言，图4是示出在参考模块Ref和电池模块10以相同充电C-速率充电相同时间的充电循环期间，由控制单元130估计的SOC和计算的SOC的变化率的图。更具体而言，电池模块10是所包括的电池单元与参考模块Ref相比少一个的模块。此外，通过从充电和放电单元110接收0.3C(C-速率)的充电电流来对参考模块和电池模块10充电相同时间。
参照图4，在相同的充电时间期间，示出了参考模块Ref的SOC和电池模块10的SOC。此外，示出了参考模块Ref的SOC的瞬时变化率和电池模块10的SOC的瞬时变化率。
此处，瞬时变化率是通过对SOC的平均变化率取极限而获得的变化率，并且可以表示例如图4所示的SOC的切线的斜率。
在实施例中，控制单元130可通过在对电池模块10充电或放电时对由测量单元120测量的电池模块10的电流值进行计数来估计电池模块10的SOC。另外，控制单元130可在估计电池模块10的SOC的同时计算电池模块10的SOC的瞬时变化率。
例如，假设测量单元120以100秒的时间周期测量电池模块10的电流，并且控制单元130以100秒的时间周期估计电池模块10的SOC。控制单元130可计算电池模块10在900秒的时间点的SOC的瞬时变化率，同时估计电池模块10在1,000秒的时间点的SOC。即，由于瞬时变化率是平均变化率的极限值(SOC的切线的斜率)，所以控制单元130可估计电池模块10的SOC并一起计算SOC的瞬时变化率以快速确定缺陷。
在另一实施例中，每次估计电池模块10的SOC时，控制单元130可将SOC存储在存储单元140中。即，在电池模块10的充电循环中，存储单元140可以存储在每个预定时间段估计的多个SOC。另外，控制单元130可以计算与关于存储在存储单元140中的多个SOC的预定时间段相应的SOC的瞬时变化率。
另外，控制单元130可被配置为通过将计算的瞬时变化率与在相同时间点与其对应的参考变化率进行比较来确定在电池模块10中是否发生缺陷。
此处，参考变化率可以是参考模块Ref的SOC的瞬时变化率。参考变化率可以预先存储在存储单元140中。
控制单元130可通过比较在相同时间点的电池模块10和参考模块Ref的瞬时变化率的大小来确定在电池模块10中是否发生缺陷。
例如，在图4的实施例中，控制单元130可在充电循环期间的一个或多个时间点计算电池模块10的SOC的变化率，然后比较电池模块10的SOC的变化率和参考模块Ref的SOC的变化率。
优选地，控制单元130可以选择从循环开始的时间点起经过预定时间之后的至少一个时间点。
例如，控制单元130可以选择从循环开始的时间点(0秒)经过1,500秒的时间点。此外，控制单元130可通过在所选时间点(1,500秒)比较参考模块Ref的SOC变化率和电池模块10的SOC变化率来确定电池模块10中是否发生缺陷。
作为另一示例，控制单元130可以选择从循环开始的时间点(0秒)经过1,500秒、3,000秒、4,500秒、6,000秒和7,500秒的所有时间点。此外，控制单元130可通过在多个所选时间点(1,500秒、3,000秒、4,500秒、6,000秒和7,500秒)比较参考模块Ref的SOC的变化率和电池模块10的SOC的变化率来确定电池模块10中是否发生缺陷。即，如果控制单元130仅基于任意一个时间点的SOC的变化率来确定电池模块10中是否发生缺陷，则可能由于测量单元120的测量误差或控制单元130的SOC估计误差而错误地确定电池模块10中是否发生缺陷。因此，控制单元130可通过选择多个时间点并在多个所选时间点比较SOC的变化率来更准确地确定电池模块10中是否发生缺陷。
根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置100具有仅基于具有电池单元的电池模块10的容量特性比较SOC的瞬时变化率来准确且快速地诊断电池模块10中是否发生缺陷的优点。
控制单元130可被配置为如果计算的瞬时变化率大于参考变化率，则确定在电池模块10所包括的多个电池单元B1、B2和B3中的至少一个电池单元中发生缺陷。
即，如上所述，如果在电池模块10所包括的多个电池单元B1、B2和B3中的至少一个电池单元中发生缺陷，则电池模块10的SOH可以减小。这意味着即使施加相同量的电流，SOH减小的电池模块10的SOC与参考模块Ref相比也会迅速增加。
因此，如果计算的瞬时变化率大于参考变化率，则控制单元130可确定在电池模块10中发生缺陷。
相反，如果计算的瞬时变化率小于参考变化率，则控制单元130可被配置为确定在电池模块10所包括的所有多个电池单元B1、B2和B3中没有发生缺陷。
例如，在图4的实施例中，电池模块10是所具有的电池单元与参考模块Ref相比少一个的模块。因此，如图4所示，电池模块10的SOC的瞬时变化率可以大于参考模块Ref的SOC的瞬时变化率。因此，控制单元130可根据电池模块10和参考模块Ref之间的SOC的瞬时变化率的比较结果来确定在电池模块10中发生缺陷。
控制单元130可被配置为在所计算的瞬时变化率中确定多个峰值。
具体而言，控制单元130可将参考模块Ref的SOC的变化率和电池模块10的所计算的SOC的变化率中的变化率增加然后减小的点确定为峰值。
例如，在图4的实施例中，控制单元130可将P1、P2和P3确定为电池模块10的SOC的变化率的峰值，并将Pref1和Pref2确定为参考模块Ref的SOC的变化率的峰值。
另外，控制单元130可被配置为在多个确定的峰值中选择最接近充电和放电循环的中间时间点的峰值作为目标峰值。
例如，在图4的实施例中，控制单元130可选择P2作为电池模块10的目标峰值，并选择Pref1作为参考模块Ref的目标峰值。
具体而言，电池单元具有在充电或放电过程期间在其中发生化学反应的特性，并且根据该特性，电池单元的SOC可能受到电池单元的内阻变化的影响。即，电池单元的SOC与电池单元的OCV(开路电压)具有一对一的关系，并且电池单元的OCV与电池单元的内阻成反比。因此，为了基于电池模块10的SOC变化率确定电池模块10中是否发生缺陷，控制单元130可以在多个所选的峰值中选择对电池单元的内阻变化响应最敏感的峰值作为目标峰值。另外，目标峰值可以是最接近充电和放电循环的中间时间点的峰值。
即，考虑如上所述的电池单元的特性，由于控制单元130选择的目标峰值是对电池单元的内阻变化最敏感的峰值，因此目标峰值是可以用于最准确的比较以基于SOC的变化率确定电池单元中是否发生缺陷的峰值。因此，为了通过电池模块10的SOC的变化率与参考变化率之间的比较来确定电池模块10中是否发生缺陷，控制单元130可选择最接近充电和放电循环的中间时间点的峰值作为目标峰值。
控制单元130可被配置为通过将所选目标峰值与参考变化率的参考峰值进行比较来确定在电池模块10中是否发生缺陷。
例如，在图4的实施例中，控制单元130可通过比较P2和Pref1的大小来确定在电池模块10中是否发生缺陷。参照图4，由于P2大于Pref1，所以控制单元130可确定在电池模块10中发生缺陷。
根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置100可以通过考虑电池单元的特性，比较所选择的目标峰值的大小而以高可靠性更准确地诊断在电池模块10中是否发生缺陷。
此外，由于用于诊断电池状态的装置100不仅可以在同一时间点比较电池模块10的SOC的变化率和参考变化率，而且可以比较目标峰值的大小来确定电池模块10中是否发生缺陷，因此具有可以在各方面确定电池模块10中是否发生缺陷的优点。
图5是示出根据本公开内容实施例的包括用于诊断电池状态的装置100的另一电池组1的示例性配置的图。
参照图5，电池组1可以包括多个电池模块10。
例如，如图5所示，第一电池模块10a和第二电池模块10b可以包括在电池组1中。此处，第一电池模块10a和第二电池模块10b可以彼此并联连接。
此外，用于测量第一电池模块10a的电流的第一电流表A1可以设置在第一电池模块10a的一端。此外，用于测量第二电池模块10b的电流的第二电流表A2可以设置在第二电池模块10b的一端。
此外，测量单元120可通过第一感测线SL1连接到第一电流表A1以测量第一电池模块10a的电流。此外，测量单元120可通过第二感测线SL2连接到第二电流表A2以测量第二电池模块10b的电流。
控制单元130可被配置为计算多个电池模块10a、10b中的每一个电池模块的SOC的瞬时变化率。
例如，在图5的实施例中，控制单元130可基于由测量单元120测量的第一电池模块10a的电流值来估计第一电池模块10a的SOC。此外，控制单元130可基于估计的第一电池模块10a的SOC来计算第一电池模块10a的SOC的瞬时变化率。
另外，控制单元130可基于由测量单元120测量的第二电池模块10b的电流值来估计第二电池模块10b的SOC。此外，控制单元130可基于估计的第二电池模块10b的SOC来计算第二电池模块10b的SOC的瞬时变化率。
图6是示出参考模块Ref、根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置100中的第一电池模块10a和第二电池模块10b的SOC和SOC变化率的图。图7是示出为图6中的多个电池模块10a、10b中的每一个电池模块选择的目标峰值的图。
具体而言，第一电池模块10a是所具有的电池单元与参考模块Ref相比少一个的模块，第二电池模块10b是所具有的电池单元与参考模块Ref相比少两个的模块。此外，通过从充电和放电单元110接收0.3C(C速率)的充电电流来对参考模块、第一电池模块10a和第二电池模块10b充电相同时间。
参照图6，控制单元130可估计参考模块Ref、第一电池模块10a和第二电池模块10b在同一时间点的SOC，并计算SOC的瞬时变化率。此处，参考模块Ref的SOC的瞬时变化率可以是参考变化率。另外，参考模块Ref的SOC和SOC的瞬时变化率可以预先存储在存储单元140中。在这种情况下，控制单元130可通过参考存储单元140获得参考模块Ref的SOC和SOC的瞬时变化率。
另外，控制单元130可以被配置为在多个电池模块10a、10b中的每一个电池模块的瞬时变化率中选择目标峰值。
首先，控制单元130可确定参考模块Ref和多个电池模块10a、10b的每一个瞬时变化率的多个峰值。
例如，在图6的实施例中，控制单元130可以将Pref1和Pref2确定为参考模块Ref的SOC的瞬时变化率中的峰值。此外，控制单元130可以将P11、P12和P13确定为第一电池模块10a的SOC的瞬时变化率的峰值。最后，控制单元130可以将P21、P22、P23和P24确定为第二电池模块10b的SOC的瞬时变化率的峰值。
此外，控制单元130可以在多个确定的峰值中为参考模块Ref、第一电池模块10a和第二电池模块10b中的每一个选择目标峰值。
如上所述，可以将目标峰值选择为最接近循环的中间时间点的峰值。
例如，在图6的实施例中，控制单元130可以选择Pref1作为参考模块Ref的目标峰值，选择P12作为第一电池单元B1的目标峰值，并且选择P23作为第二电池单元B2的目标峰值。由控制单元130为参考模块Ref、第一电池模块10a和第二电池模块10b选择的目标峰值如图7所示。
另外，控制单元130可被配置为通过比较多个所选目标峰值的大小来确定多个电池模块10a、10b的相对缺陷发生程度。
具体而言，控制单元130可以比较多个目标峰值的大小，并且当相应的目标峰值的大小更大时，确定相应的电池模块10的缺陷发生程度相对大于其他电池模块10的缺陷发生程度。
例如，在图7的实施例中，控制单元130可比较Pref1、P12和P23的大小。假设Pref1的大小约为100，P12的大小约为112，P23的大小约为137。由于P23的大小大于Pref1和P12的大小，所以控制单元130可确定第二电池模块10b的缺陷发生程度大于第一电池模块10a和参考模块Ref的缺陷发生程度。此外，由于P12的大小大于Pref1的大小，所以控制单元130可确定第一电池模块10a的缺陷发生程度大于参考模块Ref的缺陷发生程度。
在上文中，控制单元130通过比较参考模块Ref、第一电池模块10a与第二电池模块10b之间的目标峰值的大小，来确定参考模块Ref、第一电池模块10a与第二电池模块10b之间的相对缺陷发生程度。然而，控制单元130可仅确定电池组1所包括的多个电池模块10a、10b(不包括参考模块Ref)之间的相对缺陷发生程度。
即使不存在估计多个电池模块10a、10b中的每一个电池模块的内阻或SOH的处理，根据本公开内容的实施例的用于诊断电池状态的装置100也具有通过比较对电池模块10的内阻变化敏感的目标峰值来快速且容易地确定多个电池模块10a、10b之间的相对缺陷发生程度的优点。
即，用于诊断电池状态的装置100具有可以基于在多个电池模块10a、10b的一个充电过程期间计算的SOC变化率来快速确定多个电池模块10a、10b之间的相对缺陷发生程度的优点。
多个目标峰值是最接近相应的电池模块10的充电和放电循环的中间时间点的峰值，并且可以位于不同的时间点。
例如，在图7的实施例中，参考模块Ref的目标峰值是Pref1，第一电池模块10a的目标峰值是P12，第二电池模块10b的目标峰值是P23。即，由于目标峰值是对电池模块10的内阻变化最敏感的峰值，因此峰值出现的时间点可以不同。
然而，即使多个电池模块10a、10b的缺陷程度彼此不同，多个电池模块10a、10b的目标峰值也可以是最接近充电循环或放电循环的中间时间点的峰值。
因此，根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置100具有考虑到目标峰值的上述特性而容易地选择SOC变化率中的目标峰值的优点。即，即使没有获得电池模块10的电压-充电量曲线(Q-dV/dQ曲线)，用于诊断电池状态的装置100也具有仅使用SOC变化率来容易且快速地选择目标峰值的优点。结果，由于可以快速地选择目标峰值，所以可以快速且准确地比较多个电池模块10a、10b之间的缺陷发生程度。
根据本公开内容的用于诊断电池状态的装置100可应用于BMS(电池管理系统)。即，根据本公开内容的BMS可以包括上述用于诊断电池状态的装置100。在这种配置中，用于诊断电池状态的装置100的至少一些部件可以通过补充或增加包括在传统BMS中的部件的功能来实现。例如，用于诊断电池状态的装置100的充电和放电单元110、测量单元120、控制单元130和存储单元140可以被实现为BMS的部件。
另外，可以将根据本公开内容的用于诊断电池状态的装置100设置到电池组1。例如，参照图2和3，电池组1可以包括根据本公开内容实施例的用于诊断电池状态的装置100和具有至少一个电池单元的电池模块10。另外，电池组1还可以包括电气设备(继电器、保险丝等)、壳体等。
图8是示意性地示出根据本公开内容的另一实施例的用于诊断电池状态的方法的图。
根据本公开内容的另一实施例的用于诊断电池状态的方法是用于诊断具有至少一个电池单元的电池模块10的状态的方法，并且可以由用于诊断电池状态的装置100执行。
参照图8，根据本公开内容的另一实施例的用于诊断电池状态的方法可包括充电和放电步骤(S100)、测量步骤(S200)、SOC估计步骤(S300)、SOC变化率计算步骤(S400)和电池模块缺陷确定步骤(S500)。
充电和放电步骤(S100)是对电池模块10进行充电或放电的步骤，并且可以由充电和放电单元110执行。
例如，充电和放电单元110可以从控制单元130接收充电命令信号或放电命令信号。如果接收到充电命令信号，充电和放电单元110可以向电池组1的主充电和放电路径输出电流以对电池模块10充电。相反，当接收到放电命令信号时，充电和放电单元110可以通过从电池模块10接收电流来对充电和放电单元110充电。
测量步骤(S200)是在对电池模块10充电或放电的循环期间的每个预定时间段测量电池模块10的电流的步骤，并且可以由测量单元120执行。
例如，在图3的实施例中，在对电池模块10充电时，测量单元120可以使用通过感测线SL连接的电流表A来测量电池模块10的电流。
SOC估计步骤(S300)是基于在测量步骤(S200)中测量的测量值来估计电池模块10在循环期间的SOC的步骤，并且可以由控制单元130执行。
例如，控制单元130可在测量单元120测量电池模块10的电流的每个预定时间段估计电池模块10的SOC。例如，如果测量单元120每100秒测量电池模块10的电流，则当测量单元120测量电池模块10的电流时，控制单元130可每100秒估计电池模块10的SOC。此处，控制单元130可通过对由测量单元120测量的电流值进行累计计数来估计电池模块10的SOC。
SOC变化率计算步骤(S400)是计算在SOC估计步骤(S300)中估计的SOC的变化率的步骤，并且可以由控制单元130执行。
控制单元130可计算在循环期间估计的电池模块10的SOC的变化率。优选地，控制单元130可在每个预定时间段计算电池模块10的SOC的变化率。
例如，如在前一实施例中，控制单元130可每100秒估计电池模块10的SOC，并每100秒计算电池模块10的SOC的变化率。
电池模块缺陷确定步骤(S500)是基于SOC变化率计算步骤(S400)中计算的变化率与预设的参考变化率之间的比较结果来确定电池模块10中是否发生缺陷的步骤，并且可以由控制单元130执行。
即，控制单元130可通过比较所计算的变化率和参考变化率的大小来快速且准确地确定在电池模块10中是否发生缺陷。优选地，控制单元130可通过将在相同时间点计算的变化率的大小与参考变化率进行比较来确定在电池模块10中是否发生缺陷。
如图6的实施例中，可以设置多个电池模块10。
在这种情况下，SOC变化率计算步骤(S400)可以包括瞬时变化率计算步骤(S400)。
瞬时变化率计算步骤(S400)是计算多个电池模块10a、10b中的每一个电池模块的SOC的瞬时变化率的步骤，并且可以由控制单元130执行。
即，控制单元130可估计多个电池模块10a、10b中的每一个电池模块的SOC，并计算多个电池模块10a、10b中的每一个电池模块的SOC的瞬时变化率。
为了更快地计算SOC的变化率，控制单元130可在估计电池模块10的当前时间点的SOC的同时，计算前一时段的SOC的变化率。
此外，电池模块缺陷确定步骤(S500)还可以包括目标峰值选择步骤和电池模块相对缺陷确定步骤(S500)。
目标峰值选择步骤是在SOC变化率计算步骤(S400)中计算出的多个电池模块10a、10b中的每一个电池模块的瞬时变化率中选择目标峰值的步骤，并且可以由控制单元130执行。
例如，如图6所示，控制单元130可以确定多个电池模块10a、10b中的每一个电池模块的多个峰值。此处，峰值可以是SOC变化率增加然后减小的点。另外，如图7所示，控制单元130可以在多个确定的峰值中选择目标峰值。
电池模块相对缺陷确定步骤(S500)是通过比较多个所选目标峰值的大小来确定多个电池模块10a、10b的相对缺陷发生程度的步骤，并且可以由控制单元130执行。
即，控制单元130可通过比较目标峰值的大小来快速确定多个电池模块10a、10b的相对缺陷发生程度。
上述本公开内容的实施例不一定由装置和方法实现，而是也可以通过用于实现与本公开内容的配置对应的功能的程序或其上记录有该程序的记录介质来实现。本领域技术人员根据以上实施例的描述可以容易地执行这种实现。
已经详细描述了本公开内容。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示本公开内容的优选实施例，但仅以说明的方式给出，因为根据该详细描述，本公开内容的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。
另外，在不脱离本公开内容的技术方面的情况下，本领域技术人员可以对上文描述的本公开内容进行许多替换、修改和改变，并且本公开内容不限于上述实施例和附图，每个实施例可以选择性地部分或整体组合以允许各种修改。
(附图标记)
1：电池组
10：电池模块
10a：第一电池模块
10b：第二电池模块
100：用于诊断电池状态的装置
110：充电和放电单元
120：测量单元
130：控制单元
140：存储单元
Ref：参考模块

Claims (10)

1.一种用于诊断电池状态的装置，所述装置诊断具有至少一个电池单元的电池模块的状态，所述装置包括：
充电和放电单元，被配置为对所述电池模块进行充电或放电；
测量单元，被配置为在对所述电池模块充电或放电的循环期间的每个预定时间段测量所述电池模块的电流；以及
控制单元，被配置为从所述测量单元接收所述电池模块的电流的测量值，基于接收的测量值估计在循环期间的所述电池模块的SOC(充电状态)，计算所估计的SOC的变化率，并且基于所计算的SOC的变化率和预设的参考变化率之间的比较结果来确定所述电池模块中是否发生缺陷。
2.根据权利要求1所述的用于诊断电池状态的装置，
其中，所述控制单元被配置为计算所估计的SOC的瞬时变化率，并基于所计算的瞬时变化率和在相同时间点与其对应的参考变化率之间的比较结果来确定所述电池模块中是否发生缺陷。
3.根据权利要求2所述的用于诊断电池状态的装置，
其中，所述控制单元被配置为当所计算的瞬时变化率大于所述参考变化率时，确定在所述电池模块所包括的多个电池单元中的至少一个电池单元中发生缺陷。
4.根据权利要求1所述的用于诊断电池状态的装置，
其中，所述控制单元被配置为计算所估计的SOC的瞬时变化率，确定所计算的瞬时变化率中的多个峰值，在多个确定的峰值中选择最接近循环的中间时间点的峰值作为目标峰值，并通过将所选目标峰值与参考变化率的参考峰值进行比较来确定所述电池模块中是否发生缺陷。
5.根据权利要求4所述的用于诊断电池状态的装置，
其中，设置多个电池模块，及
其中，所述控制单元被配置为计算所述多个电池模块中的每一个电池模块的SOC的瞬时变化率，在所述多个电池模块中的每一个电池模块的瞬时变化率中选择目标峰值，并通过比较多个所选目标峰值的大小来确定所述多个电池模块的相对缺陷发生程度。
6.根据权利要求5所述的用于诊断电池状态的装置，
其中，所述多个目标峰值是最接近相应的电池模块的充电和放电循环的中间时间点的峰值，并且位于不同的时间点。
7.根据权利要求5所述的用于诊断电池状态的装置，
其中，所述控制单元被配置为在多个所选目标峰值中的目标峰值的大小越大时，确定相应的电池模块的缺陷发生程度越严重。
8.一种电池组，包括根据权利要求1至7中任一项所述的用于诊断电池状态的装置。
9.一种用于诊断电池状态的方法，所述方法诊断具有至少一个电池单元的电池模块的状态，所述方法包括：
充电和放电步骤，对电池模块进行充电或放电；
测量步骤，在对所述电池模块充电或放电的循环期间的每个预定时间段测量所述电池模块的电流；
SOC估计步骤，基于在所述测量步骤中测量的测量值来估计所述电池模块在循环期间的SOC；
SOC变化率计算步骤，计算在所述SOC估计步骤中估计的SOC的变化率；以及
电池模块缺陷确定步骤，基于在所述变化率计算步骤中计算的变化率与预设的参考变化率之间的比较结果来确定所述电池模块中是否发生缺陷。
10.根据权利要求9所述的用于诊断电池状态的方法，
其中，设置多个电池模块，及
其中，所述SOC变化率计算步骤包括：
瞬时变化率计算步骤，计算所述多个电池模块中的每一个电池模块的SOC的瞬时变化率，
其中，所述电池模块缺陷确定步骤包括：
目标峰值选择步骤，在所述变化率计算步骤中计算的所述多个电池模块中的每一个电池模块的瞬时变化率中选择目标峰值；以及
相对缺陷确定步骤，通过比较多个所选目标峰值的大小来确定所述多个电池模块的相对缺陷发生程度。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210087294A (ko) * 2020-01-02 2021-07-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 장치 및 방법
JP7370491B2 (ja) 2021-02-25 2023-10-27 三菱電機株式会社 蓄電池診断装置
KR20220167847A (ko) * 2021-06-14 2022-12-22 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 관리 시스템, 배터리 팩, 전기 차량 및 배터리 관리 방법
DE102022115777A1 (de) * 2022-06-24 2024-01-04 Accure Battery Intelligence Gmbh Verfahren und System zur Früherkennung von kritischen Fehlern einer Batterie
FR3137457A1 (fr) * 2022-07-04 2024-01-05 Powerup Procédé de détection d'un risque de défaillance par déséquilibre d'un dispositif de stockage d'énergie comprenant un ensemble d’étages de cellules électrochimiques

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040001996A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-01 Nissan Motor Co., Ltd. Abnormality diagnosis device and method for battery pack
US20090099799A1 (en) * 2007-10-10 2009-04-16 Texas Instruments Incorporated Systems, Methods and Circuits for Determining Micro-Short
US20100036626A1 (en) * 2008-08-08 2010-02-11 Kang Jung-Soo Apparatus and method for estimating state of health of battery based on battery voltage variation pattern
CN102655245A (zh) * 2011-03-01 2012-09-05 株式会社日立制作所 锂二次电池的异常充电状态检测装置以及检查方法
CN103389469A (zh) * 2012-05-08 2013-11-13 通用汽车环球科技运作有限责任公司 使用鲁棒h∞观测器的电池荷电状态估计器
CN104054214A (zh) * 2012-02-03 2014-09-17 丰田自动车株式会社 蓄电系统
CN104297691A (zh) * 2014-09-29 2015-01-21 上海吉能电源系统有限公司 电池组健康状态诊断系统和方法
JP2015061505A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
CN104502859A (zh) * 2014-12-31 2015-04-08 清华大学深圳研究生院 电池荷电量及电池健康状态的检测、诊断方法
CN105048484A (zh) * 2015-09-08 2015-11-11 山东大学 模块化多电平电池储能系统的电池健康状态优化控制方法
US20150355286A1 (en) * 2013-01-22 2015-12-10 Sanyo Electric Co., Ltd. System for estimating failure in cell module
CN107861070A (zh) * 2017-10-25 2018-03-30 北京交通大学 一种锂离子电池健康状态在线诊断方法
JP2018146372A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 古河電気工業株式会社 蓄電池の劣化判定方法及び蓄電池の劣化判定装置
CN109870655A (zh) * 2019-03-26 2019-06-11 上海工程技术大学 一种用于锂电池soc的估算方法
CN110217108A (zh) * 2018-03-02 2019-09-10 丰田自动车株式会社 电池的诊断装置及诊断方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3220797B2 (ja) * 1990-02-28 2001-10-22 日立マクセル株式会社 二次電池の充電方法
JP2006337155A (ja) * 2005-06-01 2006-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池監視装置
WO2011007805A1 (ja) 2009-07-17 2011-01-20 本田技研工業株式会社 リチウムイオン二次電池監視システム及びリチウムイオン二次電池監視方法
US8519674B2 (en) * 2009-11-12 2013-08-27 GM Global Technology Operations LLC Method for estimating battery degradation in a vehicle battery pack
DE102010038646A1 (de) * 2010-07-29 2012-02-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Anordnung zum Abschätzen der Leistungsfähigkeit mindestens einer Batterieeinheit einer wiederaufladbaren Batterie
CN103001277B (zh) 2011-09-09 2016-09-21 株式会社杰士汤浅国际 状态管理装置、蓄电元件的均衡化方法
US8860420B2 (en) * 2011-09-16 2014-10-14 Blackberry Limited Diagnostic use of physical and electrical battery parameters and storing relative condition data
JP6155830B2 (ja) 2012-11-05 2017-07-05 株式会社Ｇｓユアサ 状態推定装置、状態推定方法
KR101572650B1 (ko) 2013-02-19 2015-12-04 주식회사 엘지화학 배터리 뱅크의 불균형 진단 장치 및 방법
JP5862815B1 (ja) 2015-03-06 2016-02-16 日本電気株式会社 バッテリ寿命検出装置、蓄電装置、バッテリ寿命検出方法及びプログラム
KR102035678B1 (ko) * 2016-11-01 2019-10-23 주식회사 엘지화학 배터리 노화상태 산출 방법 및 장치
US11221373B2 (en) * 2017-06-23 2022-01-11 Pacesetter, Inc. Method and device for detecting early battery depletion condition
KR101930646B1 (ko) 2017-11-22 2019-03-11 주식회사 포스코아이씨티 이차 미분 전압곡선을 이용한 배터리 용량 추정 장치 및 방법

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040001996A1 (en) * 2002-06-26 2004-01-01 Nissan Motor Co., Ltd. Abnormality diagnosis device and method for battery pack
US20090099799A1 (en) * 2007-10-10 2009-04-16 Texas Instruments Incorporated Systems, Methods and Circuits for Determining Micro-Short
US20100036626A1 (en) * 2008-08-08 2010-02-11 Kang Jung-Soo Apparatus and method for estimating state of health of battery based on battery voltage variation pattern
CN102655245A (zh) * 2011-03-01 2012-09-05 株式会社日立制作所 锂二次电池的异常充电状态检测装置以及检查方法
CN104054214A (zh) * 2012-02-03 2014-09-17 丰田自动车株式会社 蓄电系统
CN103389469A (zh) * 2012-05-08 2013-11-13 通用汽车环球科技运作有限责任公司 使用鲁棒h∞观测器的电池荷电状态估计器
US20150355286A1 (en) * 2013-01-22 2015-12-10 Sanyo Electric Co., Ltd. System for estimating failure in cell module
JP2015061505A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
CN104297691A (zh) * 2014-09-29 2015-01-21 上海吉能电源系统有限公司 电池组健康状态诊断系统和方法
CN104502859A (zh) * 2014-12-31 2015-04-08 清华大学深圳研究生院 电池荷电量及电池健康状态的检测、诊断方法
CN105048484A (zh) * 2015-09-08 2015-11-11 山东大学 模块化多电平电池储能系统的电池健康状态优化控制方法
JP2018146372A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 古河電気工業株式会社 蓄電池の劣化判定方法及び蓄電池の劣化判定装置
CN107861070A (zh) * 2017-10-25 2018-03-30 北京交通大学 一种锂离子电池健康状态在线诊断方法
CN110217108A (zh) * 2018-03-02 2019-09-10 丰田自动车株式会社 电池的诊断装置及诊断方法
CN109870655A (zh) * 2019-03-26 2019-06-11 上海工程技术大学 一种用于锂电池soc的估算方法

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