CN113767294A - 电池管理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本公开内容实施例的一种电池管理装置，包括：电压测量单元，被配置为测量电池模块的电压并输出所测量的电压值；电流测量单元，被配置为测量电池模块的充电电流并输出所测量的电流值；以及控制单元，被配置为接收所测量的电压值和所测量的电流值，基于所测量的电压值和所测量的电流值估计电池模块的SOC(充电状态)，将所估计的SOC的每单位时间的变化率累加来计算累积变化率，并且将所计算的累积变化率与参考变化率进行比较来检测电池模块是否有缺陷。

Description

电池管理装置和方法
技术领域
本申请要求享有于2020年1月2日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2020-0000395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电池管理装置和方法，具体而言，涉及一种能够检测电池缺陷的电池管理装置和方法。
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充电率和高能量密度而受到关注。
通常，根据使用目的，使用多个电池彼此连接的电池模块。例如，可以使用并联连接多个电池的电池模块来增加容量，或者可以使用串联连接多个电池的电池模块来增加输出电压。
此处，在多个电池并联连接的电池模块的情况下，在成本和结构方面，难以单独地监控并联连接的电池。通常，电池模块或包括电池模块的电池组具有不易于拆卸或分离的结构特征，以便增加抵抗冲击的稳定性。因此，多个电池并联连接的电池模块难以检测每个电池是否有缺陷。
另外，如果提供多个电池模块并且在一些电池模块中包括的一些电池中存在缺陷，则由于多个电池模块之间的容量差异产生的浪涌电流，可能对电池、电池模块和电池组造成损坏。
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电池管理装置和方法，其不仅可以检测电池模块的缺陷，而且可以检测包括在电池模块中的异常电池单元的数量。
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，提供了一种电池管理装置，包括：电压测量单元，被配置为测量电池模块的电压并输出所测量的电压值；电流测量单元，被配置为测量电池模块的充电电流并输出所测量的电流值；以及控制单元，被配置为接收所测量的电压值和所测量的电流值，基于所测量的电压值和所测量的电流值估计电池模块的SOC(充电状态)，将所估计的SOC的每单位时间的变化率累加来计算累积变化率，并且将所计算的累积变化率与参考变化率进行比较来检测电池模块是否有缺陷。
所述电池模块可以被配置为包括并联连接的多个电池单元。
所述控制单元可以被配置为通过将所计算的累积变化率与参考变化率进行比较来检测包括在电池模块中的多个电池单元当中的异常电池单元的数量。
所述控制单元可以被配置为基于多个电池单元的数量来设定根据异常电池单元的数量的检测比率，并且根据将所计算的累积变化率和参考变化率之间的差与检测比率进行比较的结果来检测异常电池单元的数量。
所述控制单元可以被配置为根据将所计算的累积变化率和参考变化率之间的差除以检测比率而获得的值来检测异常电池单元的数量。
所述控制单元可以被配置为通过将所估计的SOC发生变化期间的从累积开始点到累积结束点的SOC的每单位时间的变化率累加来计算累积变化率，并通过将从累积开始点到累积结束点的参考SOC的变化率累加来设定参考变化率。
所述控制单元可以被配置为将所测量的电压值变为等于或大于参考电压值的时间点确定为累积开始点。
所述控制单元可以被配置为将电池模块的SOC达到预设目标值的时间点确定为电池模块的累积结束点。
可以设置多个电池模块，每个电池模块包括并联连接的多个电池单元。
所述控制单元可以被配置为计算多个电池模块中的每一个电池模块的累积变化率，并将针对多个电池模块中的每一个电池模块计算的累积变化率与参考变化率进行比较来检测包括在多个电池模块中的每一个电池模块中的多个电池单元中的异常电池单元的数量。
根据本公开内容的另一实施例的电池组可包括根据本公开内容的实施例的电池管理装置。
根据本公开内容的又一实施例的电池管理方法可以包括电压测量步骤，测量电池模块的电压；电流测量步骤，测量电池模块的充电电流；SOC估计步骤，基于所测量的电压值和所测量的电流值估计电池模块的SOC；累积变化率计算步骤，将所估计的SOC的每单位时间的变化率累加来计算累积变化率；以及缺陷检测步骤，将所计算的累积变化率与参考变化率进行比较来检测电池模块是否有缺陷。
有益效果
根据本公开内容的一方面，其优点在于，电池管理装置可通过将包括并联连接的多个电池单元的电池模块的累积变化率与参考模块的参考变化率进行比较来检测电池模块中的缺陷。
另外，根据本公开内容的一方面，不仅可以检测电池模块的缺陷，而且可以检测包括在电池模块中的异常电池单元的数量。因此，其优点在于，可以提供关于电池模块的缺陷的更详细信息。
本公开内容的效果不限于上述效果，本领域技术人员根据所附权利要求的描述将清楚地理解未提及的其他效果。
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是示意性示出根据本公开内容实施例的电池管理装置的图。
图2是示出包括根据本公开内容实施例的电池管理装置的电池组的示例性配置的图。
图3是示出包括在电池组中的电池模块的示例性配置的图。
图4是示出根据本公开内容实施例的将负载连接到包括电池管理装置的电池组的示例性配置的图。
图5是示意性示出参考模块的参考SOC和电池模块的第一SOC的图。
图6是示出参考SOC的每单位时间的变化率的图。
图7是示出第一SOC的每单位时间的变化率的图。
图8是示出包括根据本公开内容实施例的电池管理装置的电池组的另一实施例的图。
图9是示意性示出根据本公开内容另一实施例的电池管理方法的图。
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是示意性示出根据本公开内容实施例的电池管理装置100的图。图2是示出包括根据本公开内容实施例的电池管理装置100的电池组1的示例性配置的图。
参照图2，根据本公开内容实施例的电池管理装置100可被设置到电池组1。另外，电池组1可以包括电池模块10、主继电器20、电流测量元件30和电池管理装置100。
此处，可以在电池模块10中包括串联和/或并联连接的一个或多个电池单元。另外，电池单元是指具有负极端子和正极端子并且物理上可分离的一个独立单元。例如，一个锂离子电池或一个锂聚合物电池可以被认为是电池单元。
优选地，在电池模块10中，多个电池单元可以并联连接。将参照图3描述电池模块10的示例性配置。
图3是示出包括在电池组1中的电池模块10的示例性配置的图。例如，如在图3的实施例中，在电池模块10中，可以包括并联连接的多个电池单元B1至B8。在下文中，将描述在电池模块10中并联连接八个电池单元。
主继电器20可以设置在电池模块10与电池组1的电极端子P+，P-之间。即，主继电器20可以设置在电池模块10的充电电流和放电电流流过的高电流路径中。另外，高电流路径可以根据主继电器20的操作状态而电连接或断开。
例如，在图2的实施例中，主继电器20可设置在电池模块10的正电极端子与电池组1的正电极端子P+之间，然而，应当理解，主继电器20的布置位置不限于图2的实施例，即，在另一实施例中，主继电器20也可设置在电池模块10的负电极端子与电池组1的负电极端子P-之间。
图4是示出根据本公开内容实施例的将负载2连接到包括电池管理装置100的电池组1的示例性配置的图。
例如，参照图4，如果主继电器20的操作状态为接通状态，则高电流路径可被电连接，使得从负载2输出的充电电流流入电池模块10。此时，主继电器20的操作状态可以由控制单元130控制。
在下文中，将参照附图详细描述电池管理装置100。
参照图1，电池管理装置100可包括电压测量单元110、电流测量单元120、控制单元130和存储单元140。
电压测量单元110可以被配置为测量电池模块10的电压。
具体而言，电压测量单元110可以测量电池模块10的正电极电压和负电极电压。另外，电压测量单元110可以通过计算电池模块10的所测量的正电极电压和所测量的负电极电压之间的电势差来测量电池模块10的电压。
例如，在图4的实施例中，电压测量单元110可以通过第一电压感测线VL1和第二电压感测线VL2连接到电池模块10。优选地，第一电压感测线VL1可以连接到电池模块10的正电极端子，第二电压感测线VL2可以连接到电池模块10的负电极端子。
电压测量单元110可以被配置为输出所测量的电压值。
优选地，电压测量单元110可电连接到控制单元130，以向/从控制单元130传送和接收信号。例如，在图4的实施例中，电压测量单元110可以电连接到控制单元130。另外，电压测量单元110可以将所测量的电池模块10的电压值输出到控制单元130。
电流测量单元120可以被配置为测量电池模块10的充电电流。
具体而言，电流测量单元120可以通过电流感测线CL连接到包括在电池组1中的电流测量元件30。此处，电流测量元件30可以设置在电池组1的高电流路径上。例如，电流测量元件30可以是感测电阻器或电流表。
电流测量单元120可以连接到电流测量元件30，并且通过读取由电流测量元件30测量的值来测量电池模块10的电流。
例如，在图4的实施例中，电流测量单元120可以通过电流感测线CL连接到电流测量元件30，以测量电池模块10的充电电流。
电流测量单元120可以被配置为输出所测量的电流值。
与电压测量单元110类似，电流测量单元120可以电连接到控制单元130，以向/从控制单元130传送和接收信号。例如，在图4的实施例中，电流测量单元120可以电连接到控制单元130。另外，电流测量单元120可以将所测量的电池模块10的电流值输出到控制单元130。
控制单元130可以被配置为接收所测量的电压值和所测量的电流值。
另外，控制单元130可被配置为基于所测量的电压值和所测量的电流值来估计电池模块10的SOC(充电状态)。
例如，控制单元130可基于在开始对电池模块10充电的时间点从电压测量单元110接收的电压值来估计电池模块10的初始SOC。具体而言，控制单元130可以通过参考存储在存储单元140中的电压-SOC曲线来估计初始SOC。优选地，在开始对电池模块10充电的时间点从电压测量单元110接收的电压值可以是电池模块10的OCV(开路电压)。
在估计初始SOC之后，控制单元130可将在电池模块10的充电期间从电流测量单元120接收的电流值累加到初始SOC来估计电池模块10的SOC。
另外，控制单元130可以被配置为计算累积变化率，所述累积变化率通过将所估计的SOC的每单位时间的变化率累加而获得。
例如，SOC的每单位时间的变化率可以是SOC的每秒变化率。将参照图5、图6和图7描述每单位时间的变化率。
图5是示意性示出参考模块的参考SOC 200和电池模块10的第一SOC300的图。图6是示出参考SOC 200的每单位时间的变化率的图。图7是示出第一SOC 300的每单位时间的变化率的图。
此处，参考模块是包括正常状态的电池单元的参考模块。优选地，包括在参考模块中的电池单元的数量可以与包括在电池模块10中的电池单元的数量相同。另外，参考SOC200是指当参考模块以与电池模块10相同的充电电流充电相同的时间时的参考模块的SOC。优选地，关于参考SOC 200的信息可以预先存储在存储单元140中。控制单元130可通过参考存储在存储单元140中的关于参考SOC 200的信息来获得相应的信息。
例如，参照图5、图6和图7，SOC的每单位时间的变化率可以是SOC的每秒瞬时变化率。即，在图5的实施例中，SOC的瞬时斜率可以对应于每单位时间的变化率。
此外，控制单元130可通过将电池模块的SOC的每单位时间的变化率累加来计算累积变化率。
例如，在图6的实施例中，控制单元130可以将参考模块的参考SOC 200的每单位时间的变化率累加来计算参考变化率210。此外，在图7的实施例中，控制单元130可以将电池模块10的第一SOC 300的每单位时间的变化率累加来计算累积变化率310。
控制单元130可被配置为将所计算的累积变化率310与参考变化率210进行比较来检测电池模块10是否有缺陷。
优选地，如果所计算的累积变化率310和参考变化率210之间的差大于或等于预定误差范围，则控制单元130可确定电池模块10有缺陷。
即，由于基于正常状态下的参考模块来计算参考变化率210，所以控制单元130可通过获得参考变化率210与累积变化率310之间的差来检测电池模块10是否有缺陷。
例如，在图3的实施例中，假设在电池模块10中设置的多个电池单元B1至B8中，一个电池单元有缺陷。在电池模块10和参考模块中，由于多个电池单元B1至B8并联连接，所以在时间点t3之后，电池模块10的SOC和参考模块的SOC可以基本相同。即，仅在接近累积结束点处比较电池模块10与参考模块之间的SOC，难以明确地检测包括并联连接的多个电池单元B1至B8的电池模块10是否有缺陷。
然而，当将相同的充电电流施加到电池模块10和参考模块达相同的时间时，与参考模块的SOC相比，电池模块10的SOC可急剧增加。这是因为，电池模块10和参考模块中包括的正常电池单元的数量不同，并且多个电池单元B1至B8并联连接。
因此，电池模块10和参考模块之间SOC的每单位时间的变化率可以不同。为此，即使在累积结束点处比较电池模块10和参考模块的SOC难以检测到电池模块10是否有缺陷，如果将电池模块10的累积变化率310与参考模块的参考变化率210进行比较，也能够明确地检测到该电池模块10是否有缺陷。
由于根据本公开内容的实施例的电池管理装置100将电池模块10的累积变化率310与参考模块的参考变化率210进行比较，所以具有检测包括并联连接的多个电池单元B1至B8的电池模块10的缺陷的优点。
同时，设置到电池管理装置100的控制单元130可以选择性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设备等，以执行在本公开内容中执行的各种控制逻辑。而且，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合。此时，程序模块可以存储在存储器中并由控制单元130执行。存储器可以位于控制单元130的内部或外部，并且可以通过各种公知的手段连接到控制单元130。
另外，电池管理装置100还可以包括存储单元140。存储单元140可以存储控制单元130管理电池所需的程序、数据等。即，存储单元140可存储电池管理装置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。
控制单元130可被配置为将所计算的累积变化率310与参考变化率210进行比较来检测包括在电池模块10中的多个电池单元B1至B8中的异常电池单元的数量。
如图3所示，电池模块10可以包括并联连接的多个电池单元B1至B8。
另外，如上所述，如果在电池模块10中的多个电池单元B1至B8中包括异常电池单元，即使电池模块10的SOC和参考模块的SOC在累积结束点t3处可能相同，电池模块10的累积变化率310与参考模块的参考变化率210也可能相差了电池模块10中包括的异常电池单元的数量。
例如，在图3的实施例中，假设第一电池单元B1是包括在电池模块10中的多个电池单元B1至B8中的异常电池单元。在这种情况下，电池模块10的累积变化率310与参考模块的参考变化率210之间的差可以是大约12.5％。作为特定示例，如果参考变化率210是50，则累积变化率310可以是56.25。在这种情况下，基于参考变化率210，参考变化率210与累积变化率310之间的差可以是12.5％((56.25-50)÷50×100％)。控制单元130可基于所计算的差，检测到电池模块10中的一个电池单元是异常电池单元。
在图3的实施例中，假设第一电池单元B1和第二电池单元B2是包括在电池模块10中的多个电池单元B1至B8中的异常电池单元。在这种情况下，参考模块的参考变化率210与电池模块10的累积变化率310之间的差可以是25％。作为特定示例，如果参考变化率210是50，则累积变化率310可以是62.5。在这种情况下，基于参考变化率210，参考变化率210与累积变化率310之间的差可以是25％((62.5-50)÷50×100％)。控制单元130可基于所计算的差，检测到电池模块10中的两个电池单元是异常电池单元。
这样，根据本公开内容的实施例的电池管理装置100不仅可以通过累积变化率310与参考变化率210之间的差来检测电池模块10的缺陷，而且还可以检测包括在电池模块10中的异常电池单元的数量。因此，电池管理装置100具有更具体地检测电池模块10的缺陷的优点。
控制单元130可被配置为基于多个电池单元B1至B8的数量来设定根据异常电池单元的数量的检测比率。
例如，如在图3的实施例中，假设包括在电池模块10中的多个电池单元B1至B8的数量是八。控制单元130可将检测比率设定为电池模块10中的每个电池单元的比率。在这种情况下，控制单元130可以将检测比率设定为12.5％(100÷8％)。
控制单元130可被配置为根据将所计算的累积变化率310和参考变化率210之间的差与检测比率进行比较的结果来检测异常电池单元的数量。
例如，如果累积变化率310与参考变化率210之间的差为12.5％，则控制单元130可检测到包括在电池模块10中的异常电池单元的数量为一个。
作为另一示例，如果累积变化率310与参考变化率210之间的差为25％，则控制单元130可检测到包括在电池模块10中的异常电池单元的数量为二个。
根据本公开内容实施例的电池管理装置100具有不仅检测电池模块10中的缺陷还检测电池模块10中包括的异常电池单元的数量的优点。因此，电池管理装置100具有为电池模块10提供更详细和精确的缺陷检测结果的优点。
优选地，控制单元130可以被配置为根据将所计算的累积变化率310与参考变化率210之间的差除以检测比率而获得的值来检测异常电池单元的数量。
例如，如在前一实施例中，假设在电池模块10中包括八个电池单元，因此将检测比率设定为12.5％。当所计算的累积变化率310与参考变化率210之间的差为12.7％时，12.7％除以12.5％的结果为1.016。在这种情况下，控制单元130可以检测到电池模块10包括1.016个异常电池单元。优选地，控制单元130可确定电池模块10包括至少一个异常电池单元。
作为另一示例，当所计算的累积变化率310与参考变化率210之间的差为25.3％时，25.3％除以12.5％的结果为2.024。在这种情况下，控制单元130可以检测到电池模块10包括2.024个异常电池单元。优选地，控制单元130可确定电池模块10包括至少两个异常电池单元。
根据本公开内容实施例的电池管理装置100的优点在于，通过使用被设定为对应于包括在电池模块10中的多个电池单元B1至B8的数量的检测比率来更准确地检测电池模块10的缺陷。
控制单元130可被配置为通过将所估计的SOC发生变化期间的从累积开始点t2到累积结束点t3的SOC的每单位时间的变化率累加来计算累积变化率310。
例如，在图5和图7的实施例中，可发现充电电流从0秒开始引入电池模块10，但第一SOC 300从时间点t2开始变化。在这种情况下，电池模块10的SOC开始变化的累积开始点可以是t2。
另外，控制单元130可被配置为将电池模块10的SOC达到预设目标值的时间点确定为电池模块10的累积结束点。
例如，当电池单元完全放电使得SOC达到0％时，或者当电池单元完全充电使得SOC达到100％时，电池单元的劣化可能迅速加速。因此，通常，电池单元的工作范围可以被限制为比0％至100％的范围窄。优选地，电池单元的工作范围可以被限制为电池单元的3％到88％SOC。
因此，控制单元130可将电池模块10的SOC达到预设目标值的时间点设定为累积结束点t3，以便防止在检测电池模块10的缺陷的过程中电池模块10的劣化加速。
例如，控制单元130可将电池模块10的SOC达到85％的时间点设定为累积结束点t3。即，在图5的实施例中，可以将电池模块10的SOC达到85％的时间点t3设定为累积结束点。
此后，流入电池模块10的充电电流逐渐减小，使得当电池模块10的SOC约为88％时，可以终止电池模块10的充电。
此外，在图7的实施例中，控制单元130可通过将第一SOC 300从时间点t2到时间点t3的变化率累加来计算累积变化率310。即，在计算累积变化率310的过程中，可以排除第一SOC 300从0秒到t2之前的时间点的变化率。
另外，控制单元130可被配置为将参考SOC 200从累积开始点t2到累积结束点t3的变化率累加来设定参考变化率210。
具体而言，控制单元130可将参考模块的参考SOC 200从累积开始点t2到累积结束点t3的变化率累加。即，控制单元130可在相同时间内将参考模块的参考SOC 200的变化率累加以及将电池模块10的第一SOC 300的变化率累加来计算参考变化率210和累积变化率310。
例如，在图5和图6的实施例中，可以发现参考SOC 200的变化率从时间点t1开始变为正的变化率。然而，控制单元130可将参考SOC 200从累积开始点t2到累积结束点t3的变化率累加来设定参考变化率210。
如上所述，在检测包括在电池模块10中的异常电池单元的数量的过程中，考虑参考变化率210和累积变化率310之间的差以及检测比率。即，如果参考变化率210和累积变化率310的计算条件彼此不同，则不可避免地降低了对包括在电池模块10中的异常电池单元的数量的检测的准确性和可靠性。
因此，根据本公开内容实施例的电池管理装置100可通过匹配用于计算参考变化率210和累积变化率310的条件来提高检测电池模块10的缺陷的准确性和可靠性。
控制单元130可被配置为将所测量的电压值变为大于或等于参考电压值的时间点确定为累积开始点t2。
具体而言，当电池模块10的电压小于参考电压值时，控制单元130可根据电池模块10的初始电压来估计SOC。
例如，在图5的实施例中，假设电池模块10的电压在时间点t2达到参考电压值。在时间点t2之前，电池模块10的SOC与大约3％相同，但是在时间点t2之后，可以通过将从电流测量单元120接收的电流值累加来估计电池模块10的SOC。
如上所述，当电池单元被过放电时，电池单元的劣化可能加速。另外，当电池单元被过放电以使其电压降低到预设下限以下时，由于电池单元的物理化学作用，可能难以准确地估计电池单元的SOC。因此，控制单元130可将累积开始点t2确定为可更准确地估计电池模块10的SOC的区间的开始点。
此后，控制单元130可通过将电池模块10的第一SOC 300从累积开始点t2到累积结束点t3的变化率累加来计算累积变化率310。另外，控制单元130可通过将参考模块的参考SOC 200从累积开始点t2到累积结束点t3的变化率累加来计算参考变化率210。
因此，根据本公开内容实施例的电池管理装置100的优点在于，通过将用于计算累积变化率310和参考变化率210的时间范围限制为可以准确地估计电池模块10的SOC的区间，提高了检测电池模块10的缺陷的准确性。
在下文中，将参考图8描述在电池组1中设置多个电池模块10a、10b、10c的实施例。
图8是示出包括根据本公开内容实施例的电池管理装置100的电池组1的另一实施例的图。
参照图8，电池组1可以包括多个电池模块10a、10b、10c。
具体而言，可以设置多个电池模块10，每个电池模块10包括并联连接的多个电池单元B1至B8。
例如，在图8的实施例中，多个电池模块10a、10b、10c可以彼此串联连接。在下文中，为了便于描述，将描述在电池组1中包括第一电池模块10a、第二电池模块10b和第三电池模块10c。
电压测量单元110可测量第一电池模块10a、第二电池模块10b和第三电池模块10c中的每一个电池模块的电压。
例如，在图8的实施例中，电压测量单元110可以通过第一电压感测线VL1和第二电压感测线VL2测量第一电池模块10a的电压。此外，电压测量单元110可以通过第二电压感测线VL2和第三电压感测线VL3测量第二电池模块10b的电压。此外，电压测量单元110可以通过第三电压感测线VL3和第四电压感测线VL4测量第三电池模块10c的电压。
控制单元130可被配置为计算多个电池模块10a、10b、10c中的每一个电池模块的累积变化率。
例如，在图8的实施例中，充电电流可以从连接到电池组1的负载2引入到多个电池模块10a、10b、10c。在对多个电池模块10a、10b、10c充电的过程中，控制单元130可基于由电压测量单元110测量的多个电池模块10a、10b、10c中的每一个电池模块的电压值和由电流测量单元120测量的电流值来估计多个电池模块10a、10b、10c中的每一个电池模块的SOC。
此后，控制单元130可被配置为将针对多个电池模块10a、10b、10c中的每一个电池模块计算的累积变化率与参考变化率进行比较。
优选地，控制单元130可将多个电池模块10a、10b、10c的所有SOC发生变化的时间点确定为累积开始点。另外，可以将多个电池模块10a、10b、10c中的任一个电池模块的SOC达到预设目标值的时间点确定为累积结束点。
另外，控制单元130可以针对参考模块、第一电池模块10a、第二电池模块10b和第三电池模块10c中的每一个电池模块，累积SOC从累积开始点到累积结束点的变化率。例如，控制单元130可计算参考模块的参考变化率、第一电池模块10a的第一累积变化率、第二电池模块10b的第二累积变化率和第三电池模块10c的第三累积变化率。
另外，控制单元130可将参考变化率、第一累积变化率、第二累积变化率和第三累积变化率进行相互比较。例如，控制单元130可以分别计算参考变化率与第一累积变化率之间的第一变化率差、参考变化率与第二累积变化率之间的第二变化率差、和参考变化率与第三累积变化率之间的第三变化率差。
另外，控制单元130可以被配置为检测包括在多个电池模块10a、10b、10c中的每一个电池模块中的多个电池单元B1至B8中的异常电池单元的数量。
具体而言，控制单元130可基于第一变化率差与设定的检测比率的比较结果来检测第一电池模块10a的缺陷和包括在第一电池模块10a中的异常电池单元的数量。
同样，控制单元130可基于第二变化率差与设定的检测比率的比较结果来检测第二电池模块10b的缺陷和包括在第二电池模块10b中的异常电池单元的数量。
另外，控制单元130可基于第三变化率差与设定的检测比率的比较结果来检测第三电池模块10c的缺陷和包括在第三电池模块10c中的异常电池单元的数量。
在计算参考变化率、第一累积变化率、第二累积变化率和第三累积变化率的过程中，可以相同地设定累积开始点和累积结束点，因此可以在相同的条件下检测包括在电池组1中的多个电池模块10a、10b、10c中的每一个电池模块的缺陷以及每一个电池模块中包括的异常电池单元的数量。
因此，电池管理装置100的优点在于，即使对于包括多个电池模块10a、10b、10c的电池组1也可以更准确地检测多个电池模块10a、10b、10c中的每一个电池模块的缺陷。
另外，除了至少一个电池模块10、主继电器20和电流测量元件30之外，包括根据本公开内容实施例的电池管理装置100的电池组1还可以包括电气设备(继电器、保险丝等)、壳体等。
图9是示意性示出根据本公开内容另一实施例的电池管理方法的图。
参照图9，根据本发明另一实施例的电池管理方法可包括电压测量步骤(S100)、电流测量步骤(S200)、SOC估计步骤(S300)、累积变化率计算步骤(S400)和缺陷检测步骤(S500)。
此外，根据本公开内容另一实施例的电池管理方法可由根据本公开内容的实施例的电池管理装置100执行。
电压测量步骤(S100)是测量电池模块10的电压的步骤，并且可以由电压测量单元110执行。
电压测量单元110可以通过测量电池模块10的两端的电压来测量电池模块10的电压。
电流测量步骤(S200)是测量电池模块10的充电电流的步骤，并且可以由电流测量单元120执行。
例如，在图4的实施例中，电流测量元件30可以设置在电池组1的高电流路径上。电流测量单元120可以连接到电流测量元件30，以通过电流测量元件30测量电池模块10的电流。具体而言，电流测量单元120可以测量流入电池模块10的充电电流。
SOC估计步骤(S300)是基于所测量的电压值和所测量的电流值来估计电池模块10的SOC的步骤，并且可以由控制单元130执行。
首先，控制单元130可从电压测量单元110接收所测量的电压值，并从电流测量单元120接收所测量的电流值。
另外，控制单元130可基于接收的电压值估计电池模块10的初始SOC。此后，控制单元130可通过将接收的电流值累加到所估计的初始SOC来估计电池模块10的SOC。
优选地，在电池模块10的电压值小于参考电压值的时间点，控制单元130可将电池模块10的SOC估计为初始SOC。另外，控制单元130可从电池模块10的电压值等于或大于参考电压值的时间点起，将接收的电流值累加来估计电池模块10的SOC。
例如，在图5的实施例中，可以从时间点t1开始将电流值累加来估计参考模块的SOC。另外，可以从时间点t2开始将电流值累加来估计电池模块10的SOC。
累积变化率计算步骤(S400)是计算累积变化率的步骤，并且可以由控制单元130执行，所述累积变化率通过将所估计的SOC的每单位时间的变化率累加而获得。
优选地，控制单元130可仅将电池模块10的SOC从电池模块10的SOC开始变化的累积开始点到电池模块10的SOC达到预设目标值的累积结束点的变化率累加。
例如，在图5和图7的实施例中，累积开始点可以是t2，累积结束点可以是t3。控制单元130可通过将电池模块10的第一SOC 300从累积开始点t2到累积结束点t3的变化率累加来计算累积变化率310。
另外，在图5和图6的实施例中，控制单元130可通过将参考模块的参考SOC 200从累积开始点t2到累积结束点t3的变化率累加来计算参考变化率210。
缺陷检测步骤(S500)是将所计算的累积变化率310与参考变化率210进行比较来检测电池模块10是否有缺陷的步骤，并且可以由控制单元130执行。
优选地，控制单元130可根据所计算的累积变化率310和参考变化率210之间的差来检测电池模块10是否有缺陷。更优选地，控制单元130可根据将所计算的累积变化率310和参考变化率210之间的差与检测比率进行比较的结果来检测电池模块10的缺陷和包括在电池模块10中的异常电池单元的数量。
上述本公开内容的实施例不仅可以通过装置和方法实现，而且可以通过实现与本公开内容的实施例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实现该程序或记录介质。
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
2：负载
10：电池模块
20：主继电器
30：电流测量元件
100：电池管理装置
110：电压测量单元
120：电流测量单元
130：控制单元
140：存储单元

Claims (10)

1.一种电池管理装置，包括：
电压测量单元，被配置为测量电池模块的电压并输出所测量的电压值；
电流测量单元，被配置为测量所述电池模块的充电电流并输出所测量的电流值；以及
控制单元，被配置为接收所测量的电压值和所测量的电流值，基于所测量的电压值和所测量的电流值估计所述电池模块的SOC(充电状态)，将所估计的SOC的每单位时间的变化率累加来计算累积变化率，并且将所计算的累积变化率与参考变化率进行比较来检测所述电池模块是否有缺陷。
2.根据权利要求1所述的电池管理装置，
其中，电池模块被配置为包括并联连接的多个电池单元，
其中，所述控制单元被配置为通过将所计算的累积变化率与所述参考变化率进行比较来检测包括在所述电池模块中的所述多个电池单元当中的异常电池单元的数量。
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基于所述多个电池单元的数量来设定根据异常电池单元的数量的检测比率，并且根据将所计算的累积变化率和所述参考变化率之间的差与所述检测比率进行比较的结果来检测所述异常电池单元的数量。
4.根据权利要求3所述的电池管理装置，
其中，所述控制单元被配置为根据将所计算的累积变化率和所述参考变化率之间的差除以所述检测比率而获得的值来检测所述异常电池单元的数量。
5.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通过将所估计的SOC发生变化期间的从累积开始点到累积结束点的SOC的每单位时间的变化率累加来计算所述累积变化率，并通过将从所述累积开始点到所述累积结束点的参考SOC的变化率累加来设定所述参考变化率。
6.根据权利要求5所述的电池管理装置，
其中，所述控制单元被配置为将所测量的电压值变为等于或大于参考电压值的时间点确定为所述累积开始点。
7.根据权利要求5所述的电池管理装置，
其中，所述控制单元被配置为将所述电池模块的SOC达到预设目标值的时间点确定为所述电池模块的所述累积结束点。
8.根据权利要求1所述的电池管理装置，
其中，设置多个电池模块，每个电池模块包括并联连接的多个电池单元，
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累积变化率，并将针对所述多个电池模块中的每一个电池模块计算的所述累积变化率与所述参考变化率进行比较来检测包括在所述多个电池模块中的每一个电池模块中的所述多个电池单元中的异常电池单元的数量。
9.一种电池组，包括根据权利要求1至8中任一项所述的电池管理装置。
10.一种电池管理方法，包括：
电压测量步骤，测量电池模块的电压；
电流测量步骤，测量所述电池模块的充电电流；
SOC估计步骤，基于所测量的电压值和所测量的电流值估计所述电池模块的SOC；
累积变化率计算步骤，通过将所估计的SOC的每单位时间的变化率累加来计算累积变化率；以及
缺陷检测步骤，通过将所计算的累积变化率与参考变化率进行比较来检测所述电池模块是否有缺陷。
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