CN113795762A - 电池诊断装置、电池诊断方法和储能系统 - Google Patents

电池诊断装置、电池诊断方法和储能系统 Download PDF

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Abstract

根据本公开的电池诊断装置包括：电压测量单元，用于测量第一至第n电池单体中的每个的单体电压；以及控制单元，其中n是大于或等于2的自然数。控制单元基于在从第一时间点至第二时间点的第一休止时段内测量了第一次数的每个电池单体的单体电压，确定第一休止时段的每个电池单体的平均单体电压。控制单元基于从第三时间点至第四时间点的第二休止时段内测量了第二次数的每个电池单体的单体电压，确定第二休止时段的每个电池单体的平均单体电压。控制单元基于第一休止时段的每个电池单体的平均单体电压和第二休止时段的每个电池单体的平均单体电压来诊断每个电池单体的故障。

Description

电池诊断装置、电池诊断方法和储能系统
技术领域
本公开涉及用于根据在电池单体的休止状态下的电池单体的电压变化来诊断电池单体的故障的技术。
本申请要求于2019年11月5日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0140356的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文。
背景技术
近来，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急剧增加，并且随着电动车辆、储能蓄电池、机器人、卫星的广泛发展，正在对能够重复地再充电的高性能电池做出许多研究。
当前，可商购的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂电池等，并且其中，锂电池具有很少或没有记忆效应，因此它们与镍基电池比由于其如下优点而正在赢得更多关注：能够在随时方便时进行再充电、自放电率非常低并且能量密度高。
另一方面，包括串联电连接的几个至几十个电池单体的单体组件广泛地用于产生高电压。当一些电池单体具有故障时，每个故障的电池单体甚至在其中充电和放电被停止的休止状态下也可能具有特大压降。
现有技术在特定时间点执行多个电池单体中的每个的单体电压测量，并且根据每个单体电压与平均单体电压之间的差来执行每个电池单体的故障诊断。然而，由于单体电压取决于电池单体其本身中的缺陷以及充电状态和劣化程度，所以基于在特定时间点测量了一次的单体电压的现有技术具有高诊断误差。例如，正常的电池单体可能被误诊为故障的电池单体或者故障的电池单体可能被误诊为正常的电池单体。
发明内容
技术问题
本公开被设计来解决上述问题，因此本公开旨在提供一种用于根据在休止状态下的每个电池单体的电压变化来诊断串联和/或并联连接的多个电池单体中的每个的故障的装置和方法，以及一种包括该装置的储能系统。
本公开的这些及其他目的和优点可以通过以下描述来理解并且将从本公开的实施例中显而易见。另外，将容易地理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中阐述的手段及其组合来实现。
技术方案
根据本公开的一个方面的电池诊断装置包括：电压测量单元，该电压测量单元被配置成测量第一至第n电池单体中的每个的单体电压；以及控制单元，该控制单元可操作地耦合到电压测量单元，其中，n是2或更大的自然数。控制单元被配置成基于在第一休止时段内测量了第一次数的每个电池单体的单体电压，确定以一对一关系与第一至第n电池单体相关联的、第一休止时段的第一至第n平均单体电压，其中，第一休止时段是从第一时间点至第二时间点。控制单元被配置成基于在第二休止时段内测量了第二次数的每个电池单体的单体电压，确定以一对一关系与第一至第n电池单体相关联的、第二休止时段的第一至第n平均单体电压，其中，第二休止时段是从第三时间点至第四时间点。第三时间点晚于第二时间点，并且是自第一时间点以来已经经过阈值时间的时间点。控制单元被配置成基于第一休止时段的第一至第n平均单体电压和第二休止时段的第一至第n平均单体电压来诊断第一至第n电池单体中的每个的故障。
第一时间点可以是第一至第n电池单体从循环状态变化为休止状态的时间点。
控制单元可以被配置成使用以下等式1来确定第一休止时段的第一至第n平均单体电压：
<等式1>
Figure BDA0003324260800000031
其中，k是等于或小于1的自然数，i是第一次数，x是等于或小于i的自然数，Vk[x]是在第一休止时段内第x次测量的第k电池单体的单体电压，并且Vk_1是第一休止时段的第k平均单体电压。
控制单元可以被配置成使用以下等式2来确定第二休止时段的第一至第n平均单体电压：
<等式2>
Figure BDA0003324260800000032
其中，k是等于或小于n的自然数，j是第二次数，y是等于或小于j的自然数，Vk[y]是在第二休止时段内第y次测量的第k电池单体的单体电压，并且Vk_2是第二休止时段的第k平均单体电压。
控制单元可以被配置成基于第一休止时段的第一至第n平均单体电压来确定第一参考电压。控制单元可以被配置成基于第二休止时段的第一至第n平均单体电压来确定第二参考电压。
控制单元可以被配置成使用以下等式3来确定以一对一关系与第一至第n电池单体相关联的第一至第n参考值：
<等式3>
Figure BDA0003324260800000041
其中，k是等于或小于n的自然数，Vref_1是第一参考电压，Vref_2是第二参考电压，并且Rk是第k参考值。
控制单元可以被配置成使用以下等式4来确定以一对一关系与第一至第n电池单体相关联的第一至第n参考值：
<等式4>
Figure BDA0003324260800000042
其中，k是等于或小于n的自然数，Vref_1是第一参考电压，Vref_2是第二参考电压，并且Rk是第k参考值。
控制单元可以被配置成当第k参考值等于或大于预定阈值诊断值时，诊断第k电池单体是有故障的，预定阈值诊断值大于1。
控制单元可以被配置成基于第一至第n电池单体中的每个的最大容量来确定第一至第n诊断值，每个诊断值大于1。控制单元可以被配置成当第k参考值等于或大于第k诊断值时，诊断第k电池单体是有故障的。
控制单元可以被配置成随着第k电池单体的最大容量减小而增加第k诊断值。
控制单元可以被配置成基于第一至第n电池单体的平均最大容量来确定阈值时间。
控制单元可以被配置成随着平均最大容量减小而减小阈值时间。
根据本公开的另一方面的储能系统包括电池诊断装置。
根据本公开的再一方面的电池诊断方法可由电池诊断装置执行。电池诊断方法包括：基于在第一休止时段内测量了第一次数的第一至第n电池单体的单体电压，确定分别以一对一关系与第一至第n电池单体相关联的、第一休止时段的第一至第n平均单体电压，其中，第一休止时段是从第一时间点至第二时间点，并且n是2或更大的自然数；基于在第二休止时段内测量了第二次数的每个电池单体的单体电压，确定以一对一关系与第一至第n电池单体相关联的、第二休止时段的第一至第n平均单体电压，其中，第二休止时段是从第三时间点至第四时间点，并且，第三时间点晚于第二时间点，并且是自第一时间点以来已经经过阈值时间的时间点；以及基于第一休止时段的第一至第n平均单体电压和第二休止时段的第一至第n平均单体电压来诊断第一至第n电池单体中的每个的故障。
有利效果
根据本公开的实施例中的至少一个，可以根据在每个电池单体保持休止的时段内每个电池单体的电压变化来诊断串联和/或并联连接的多个电池单体中的每个的故障(例如，内部短路、外部短路)。
另外，根据本公开的实施例中的至少一个，可以通过基于每个电池单体的最大容量调整用于故障诊断的阈值(例如，如下所述的阈值时间、诊断值)来改进诊断准确度并且减少诊断所需要的时间。
本公开的效果不限于上面提及的效果，并且本领域的技术人员将根据所附权利要求清楚地理解这些和其他效果。
附图说明
附图图示本公开的优选实施例，并且与下述本公开的详细描述一起，用来提供对本公开的技术方面的进一步理解，因此本公开不应该被解释为限于附图。
图1是示例性地示出根据本公开的储能系统1的配置的图。
图2是示例性地示出分别保持在休止状态下的三个电池单体的电压变化的曲线图。
图3是示例性地示出根据本公开的第一实施例的电池诊断方法的流程图。
图4是示例性地示出根据本公开的第二实施例的电池诊断方法的流程图。
图5是示例性地示出根据本公开的第三实施例的电池诊断方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解，说明书和所附权利要求中使用的术语或单词不应该被解释为限于一般和词典含义，而是相反在允许发明人适当地定义术语以获得最好说明的原则的基础上，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行解释。
因此，本文描述的实施例和附图中示出的图示仅仅是本公开的最优选实施例，而不旨在全面地描述本公开的技术方面，所以应该理解，可能已在提交了本申请时对其做出了各种其他等同物和修改。
包括诸如“第一”、“第二”等的序数的术语用于在各种元件当中区分一个元件和另一元件，但不旨在通过术语来限制元件。
除非上下文另外清楚地指示，否则应理解，术语“包括”当用在本说明书中时，指定存在陈述的元件，但是不排除存在或添加一个或多个其他元件。附加地，如本文所使用的术语“控制单元”是指至少一种功能或操作的处理单元，并且可以由硬件或软件单独或相结合地实现。
另外，在整个说明书中，将进一步理解，当一个元件被称为“连接到”另一元件时，它能够直接连接到另一元件或者可以存在中间元件。
图1是示例性地示出根据本公开的储能系统1的配置的图。
参考图1，储能系统1包括电池组10、开关20、上级控制器2、电力转换系统30和电池诊断装置100。
电池组10包括正极端子P+、负极端子P-和多个电池单体BC1～BCn(n是2或更大的自然数)。多个电池单体BC1～BCn(n是2或更大的自然数)串联和/或并联电连接在正极端子P+与负极端子P-之间。每个电池单体BC可以是锂离子电池单体。BC可以包括能够重复地再充电的任何类型的电池单体并且不限于特定类型。
开关20被安装在用于电池组10的电力线PL上。当开关20被接通时，可以将电力从电池组10和电力转换系统30中的任何一个发送到另一个。开关20可以通过组合诸如继电器和场效应晶体管(FET)的已知开关器件中的至少一个来实现。
电力转换系统30可操作地耦合到电池诊断装置100。电力转换系统30可以从来自电网40的交流(AC)电力产生直流(DC)电力以用于对电池组10进行充电。电力转换系统30可以从来自电池组10的DC电力产生AC电力。
电池诊断装置100(在下文中称为“装置”)包括电压测量单元110和控制单元140。装置100还可以包括电流测量单元120、温度测量单元130或通信单元150中的至少一个。
电压测量单元110包括至少一个电压传感器，该电压传感器被设置成电连接到每个电池单体BC的正极端子和负极端子。电压测量单元110被配置成测量每个电池单体BC的单体电压，即，跨每个电池单体BC的电压，并且将指示所测量到的单体电压的信号输出到控制单元140。
电流测量单元120被设置成通过电力线PL串联电连接到电池组10。例如，电流测量单元120可以包括分流电阻器或霍尔效应器件。电流测量单元120被配置成测量流过电力线PL的电流，并且将指示所测量到的电流的信号输出到控制单元140。
温度测量单元130包括设置在距电池组10预定距离内的至少一个温度传感器。例如，温度传感器可以包括热电偶。温度测量单元130被配置成测量电池组10的温度，并且将指示所测量到的温度的信号输出到控制单元140。
控制单元140可操作地耦合到开关20、电压测量单元110、电流测量单元120、温度测量单元130和通信单元150。控制单元140可以使用以下各项中的至少一个以硬件实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、微处理器或用于执行其他功能的电气单元。
控制单元140可以包括嵌入在其中的存储器。存储器可以存储执行根据以下实施例的电池诊断方法所需要的程序和数据。存储器可以包括例如以下类型的存储介质的至少一种类型：闪速存储器类型、硬盘类型、固态盘(SSD)类型、硅盘驱动器(SDD)类型、多媒体卡微型类型、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或可编程只读存储器(PROM)。
通信单元150可以耦合到储能系统1的上级控制器2以允许在它们之间通信。通信单元150可以将消息从上级控制器2发送到控制单元140，并且将消息从控制单元140发送到上级控制器2。来自控制单元140的消息可以包括用于通知每个电池单体BC的故障的信息。通信单元150与上级控制器2之间的通信可以使用例如诸如局域网(LAN)、控制器区域网络(CAN)和菊花链的有线网络和/或诸如蓝牙、Zigbee和WiFi的近场无线网络来进行。
控制单元140可以基于每个电池单体BC的单体电压、电流和/或温度来确定每个电池单体BC的充电状态(SOC)。SOC可以使用诸如安培计数和卡尔曼滤波器的已知方法来确定。
对于每个电池单体BC，控制单元140可以根据预定时间段的累积电流量与SOC变化之间的比值来确定每个电池单体BC的最大容量。控制单元140可以基于在SOC变化等于或大于预定阈值变化(例如，50％)的最近时段的累积电流量和SOC变化，来确定每个电池单体BC的最大容量。例如，当k为小于n的自然数时，如果电池单体BCk在最后一个小时内的累积电流量和SOC变化分别为50mAh和80％，则可以将电池单体BCk的最大容量确定为(50mAh/80％)×100％＝62.5mAh。
在本说明书中，“循环状态”是指允许对每个电池单体BC充电和放电的开关20的接通状态。在本说明书中，“休止状态”是指使得没有电流流过电力线PL——即，每个电池单体BC的充电和放电被停止——的开关20的关断状态。
图2是示例性地示出分别保持在休止状态下的三个电池单体的电压变化的曲线图。
在图2中，tA是休止状态的开始时间，tB是休止状态的结束时间，并且假定三个电池单体在tA具有相同的单体电压。第一曲线21示出具有最大容量A(例如，100mAh)并且处于正常状况的第一电池单体的单体电压中的时间相关变化。第二曲线22示出具有最大容量A并且处于故障状况的第二电池单体的单体电压中的时间相关变化。第三曲线23示出具有比A低的最大容量B(例如，85mAh)并且处于故障状况的第三电池单体的单体电压中的时间相关变化。
当将第一曲线21与第二曲线22进行比较时，能够看到如果两个电池单体具有相同的最大容量(即，相同的劣化水平)，有故障的电池单体的压降(例如，内部短路、外部短路)在相同时段期间大于正常的电池单体的压降。
当将第二曲线22与第三曲线23进行比较时，能够看到具有较低的最大容量的电池单体的压降在相同时段期间大于具有较高的最大容量的电池单体的压降。
在下文中，将参考图3至图5更详细地描述用于诊断第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的故障的实施例。根据图3和图4的电池诊断方法可以是可由控制单元140如下所述响应于电池组10从循环状态转变到休止状态，在第一休止时段和第二休止时段期间，在电池组10保持在休止状态下的同时执行。
图3是示例性地示出根据本公开的第一实施例的电池诊断方法的流程图。
参考图1至图3，在步骤S310中，控制单元140在第一休止时段内对第一至第n电池单体BC1-BCn中的每个的单体电压进行第一次数的测量。第一休止时段可以是从第一时间点至第二时间点。第一时间点可以是电池组10从循环状态变化为休止状态的时间点(参见图2中的时间点tA)。第二时间点可以是自第一时间点以来已经经过第一电压感测时间的时间点。在第一休止时段期间，可以以第一时间间隔(例如，1秒)测量第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的单体电压。第一次数被预设为两次或更多次以去除测量单体电压仅一次的方法的不准确度。因此，可以将第一电压感测时间预设为等于或大于第一时间间隔与第一次数的乘积。
在步骤S320中，控制单元140基于在第一休止时段内测量了第一次数的第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的单体电压来确定第一休止时段的第一至第n平均单体电压。第一休止时段的第一至第n平均单体电压以一对一关系与第一至第n电池单体BC1～BCn相关联。控制单元140可以使用以下等式1来确定第一休止时段的第一至第n平均单体电压。
<等式1>
Figure BDA0003324260800000111
在等式1中，k表示等于或小于n的自然数，i表示第一次数，x表示等于或小于i的自然数，Vk[x]表示在第一休止时段内的第x次测量的第k电池单体BCk的单体电压，并且Vk_1表示第k电池单体BCk在第一休止时段内的平均单体电压。
在步骤S330中，控制单元140基于第一休止时段的第一至第n平均单体电压来确定第一参考电压。第一参考电压可以是第一休止时段的第一至第n平均单体电压的均值、中值、最小值或最大值。
在步骤S340中，控制单元140在第二休止时段内对第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的单体电压进行第二次数的测量。第二休止时段可以是从第三时间点至第四时间点。第三时间点晚于第二时间点，并且是自第一时间点以来已经经过阈值时间的时间点。阈值时间可以等于比第一电压感测时间长的预定设定时间(例如，3个小时)。第四时间点可以是自第三时间点以来已经经过第二电压感测时间的时间点。在第二休止时段期间，可以以第二时间间隔测量第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的单体电压。第二时间间隔可以等于第一时间间隔。第二次数被预设为两次或更多次以去除测量单体电压仅一次的方法的不准确度。因此，可以将第二电压感测时间预设为等于或大于第二时间间隔与第二次数的乘积。
在步骤S350中，控制单元140基于在第二休止时段内测量了第二次数的第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的单体电压来确定第二休止时段的第一至第n平均单体电压。第二休止时段的第一至第n平均单体电压以一对一关系与第一至第n电池单体BC1～BCn相关联。控制单元140可以使用以下等式2来确定第二休止时段的第一至第n平均单体电压。
<等式2>
Figure BDA0003324260800000121
在等式2中，k表示小于等于n的自然数，j表示第二次数，y表示等于或小于j的自然数，Vk[y]表示在第二休止时段内的第y次测量的第k电池单体BCk的单体电压，并且Vk_2表示第二休止时段的第k平均单体电压。第二次数可以等于第一次数。
在步骤S360中，控制单元140基于第二休止时段的第一至第n平均单体电压来确定第二参考电压。第二参考电压可以是第二休止时段的第一至第n平均单体电压的均值、中值、最小值或最大值。
在步骤S370中，控制单元140确定以一对一关系与第一至第n电池单体BC1～BCn相关联的第一至第n参考值。也就是说，第k参考值与第k电池单体BCk相关联。可以使用以下等式3来确定每个参考值。
<等式3>
Figure BDA0003324260800000131
在等式3中，k表示等于或小于n的自然数，Vref_1表示第一参考电压，Vref_2表示第二参考电压，并且Rk表示第k参考值。当第k电池单体BCk处于正常状况时，第一休止时段的第k平均单体电压Vk_1与第二休止时段的第k平均单体电压Vk_2之间的差将非常小，所以Rk也将非常小。相比之下，当第k电池单体BCk处于故障状况时，第二休止时段的第k平均单体电压Vk_2将从第一休止时段的第k平均单体电压Vk_1显著地减小，所以第k参考值Rk将非常大。
替选地，控制单元140可以使用以下等式4代替等式3来确定第k参考值。
<等式4>
Figure BDA0003324260800000132
在步骤S380中，控制单元140确定第k参考值是否等于或大于比1大的预定阈值诊断值。当步骤S380的值为“是”时，执行步骤S390。当步骤S380的值为“否”时，方法可以结束。
在步骤S390中，控制单元140执行安全操作。安全操作可以是开关20的关断信号和/或故障信号的生成。可以通过通信单元150将故障信号发送到上级控制器2。
图4是示例性地示出根据本公开的第二实施例的电池诊断方法的流程图。在第二实施例的描述中，在此省略与第一实施例相同的描述以避免重复。
参考图1、图2和图4，在步骤S400中，控制单元140确定第一至第n电池单体BC1～BCn的平均最大容量。平均最大容量是将第一至第n电池单体BC1～BCn的最大容量之和除以n的结果。
在步骤S402中，控制单元140基于平均最大容量来确定阈值时间。控制单元140可以随着平均最大容量减小而减小阈值时间。控制单元140可以使用以下等式5来确定阈值时间。
<等式5>
Figure BDA0003324260800000141
在等式5中，Qav表示平均最大容量，Qdesign表示预定参考容量，Δtset表示预定设定时间，并且Δtth表示阈值时间。
在步骤S410中，控制单元140在第一休止时段内对第一至第n电池单体中的每个的单体电压进行第一次数的测量。第一休止时段可以是从第一时间点至第二时间点。
在步骤S420中，控制单元140基于在第一休止时段内测量了第一次数的第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的单体电压来确定第一休止时段的第一至第n平均单体电压(参见等式1)。
在步骤S430中，控制单元140基于第一休止时段的第一至第n平均单体电压来确定第一参考电压。
在步骤S440中，控制单元140在第二休止时段内对第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的单体电压进行第二次数的测量。第二休止时段可以是从第三时间点至第四时间点。第三时间点可以是自第一时间点以来在步骤S402中确定的已经经过阈值时间的时间点。
在步骤S450中，控制单元140基于在第二休止时段内测量了第二次数的第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的单体电压来确定第二休止时段的第一至第n平均单体电压(参见等式2)。
在步骤S460中，控制单元140基于第二休止时段的第一至第n平均单体电压来确定第二参考电压。
在步骤S470中，控制单元140确定以一对一关系与第一至第n电池单体BC1～BCn相关联的第一至第n参考值(参见等式3或4)。
在步骤S480中，控制单元140确定第k参考值是否等于或大于比1大的预定阈值诊断值。当步骤S480的值为“是”时，执行步骤S490。当步骤S480的值为“否”时，方法可以结束。
在步骤S490中，控制单元140执行安全操作。安全操作可以是开关20的关断信号和/或故障信号的生成。可以通过通信单元150将故障信号发送到上级控制器2。
图5是示例性地示出根据本公开的第三实施例的电池诊断方法的流程图。在第三实施例的描述中，在此省略与第一实施例和第二实施例相同的描述以避免冗余。
参考图1、图2和图5，在步骤S500中，控制单元140分别基于第一至第n电池单体BC1～BCn的最大容量来确定第一至第n诊断值。控制单元140可以随着第k电池单体BCk的最大容量减小而增加第k诊断值。控制单元140可以使用以下等式6来确定每个诊断值。
<等式6>
Figure BDA0003324260800000151
在等式6中，k表示等于或小于1的自然数，Qk表示第k电池单体BCk的最大容量，Qdesign表示预定参考容量，Dset表示预定阈值诊断值，并且Dk表示第k诊断值。
在步骤S510中，控制单元140在第一休止时段内对第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的单体电压进行第一次数的测量。第一休止时段可以是从第一时间点至第二时间点。
在步骤S520中，控制单元140分别基于在第一休止时段内测量了第一次数的第一至第n电池单体BC1～BCn的单体电压来确定第一休止时段的第一至第n平均单体电压(参见等式1)。
在步骤S530中，控制单元140根据第一休止时段的第一至第n平均单体电压来确定第一参考电压。
在步骤S540中，控制单元140在第二休止时段内对第一至第n电池单体BC1～BCn中的每个的单体电压进行第二次数的测量。第二休止时段可以是从第三时间点至第四时间点。第三时间点晚于第二时间点，并且是自第一时间点以来已经经过阈值时间的时间点。阈值时间可以等于预定设定时间(例如，3个小时)。
在步骤S550中，控制单元140分别基于在第二休止时段内测量了第二次数的第一至第n电池单体BC1～BCn的单体电压来确定第二休止时段的第一至第n平均单体电压(参见等式2)。
在步骤S560中，控制单元140根据第二休止时段的第一至第n平均单体电压来确定第二参考电压。
在步骤S570中，控制单元140确定以一对一关系与第一至第n电池单体BC1～BCn相关联的第一至第n参考值(参见等式3或4)。
在步骤S580中，控制单元140确定第k参考值是否等于或大于第k诊断值。当步骤S580的值为“是”时，执行步骤S590。当步骤S580的值为“否”时，方法可以结束。
在步骤S590中，控制单元140执行安全操作。安全操作可以是开关20的关断信号和/或故障信号的生成。可以通过通信单元150将故障信号发送到上级控制器2。
上级控制器2可以响应于故障信号而向管理人员输出通知第k电池单体BCk的故障的信息。
在上文描述的本公开的实施例不仅通过装置和方法来实现，并且可以通过实现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该程序的记录介质来实现，并且本领域的技术人员可以从先前描述的实施例的公开中容易地实现这种实现方式。
虽然已在上文关于有限数目的实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对本领域的技术人员而言显然的是，可以在本公开的技术方面和所附权利要求的等效范围内做出各种修改和改变。
附加地，由于本领域的技术人员可以在不脱离本公开的技术方面的情况下对本公开做出许多替换、修改和改变，所以本公开不受前面的实施例和附图限制，并且可以选择性地组合这些实施例中的一些或全部以对本公开做出各种修改。

Claims (14)

1.一种电池诊断装置，包括：
电压测量单元，所述电压测量单元被配置成测量第一至第n电池单体中的每个的单体电压，其中，n是2或更大的自然数；以及
控制单元，所述控制单元可操作地耦合到所述电压测量单元，
其中，所述控制单元被配置成：
基于在第一休止时段内测量了第一次数的每个电池单体的单体电压，确定以一对一关系与所述第一至第n电池单体相关联的、所述第一休止时段的第一至第n平均单体电压，其中，所述第一休止时段是从第一时间点至第二时间点，
基于在第二休止时段内测量了第二次数的每个电池单体的单体电压，确定以一对一关系与所述第一至第n电池单体相关联的、所述第二休止时段的第一至第n平均单体电压，其中，所述第二休止时段是从第三时间点至第四时间点，并且，所述第三时间点晚于所述第二时间点，并且是自所述第一时间点以来已经经过阈值时间的时间点，以及
基于所述第一休止时段的第一至第n平均单体电压和所述第二休止时段的第一至第n平均单体电压来诊断所述第一至第n电池单体中的每个的故障。
2.根据权利要求1所述的电池诊断装置，其中，所述第一时间点是所述第一至第n电池单体从循环状态变化为休止状态的时间点。
3.根据权利要求1所述的电池诊断装置，其中，所述控制单元被配置成使用以下等式1来确定所述第一休止时段的第一至第n平均单体电压：
<等式1>
Figure FDA0003324260790000011
其中，k是等于或小于1的自然数，i是所述第一次数，x是等于或小于i的自然数，Vk[x]是在所述第一休止时段内第x次测量的第k电池单体的单体电压，并且Vk_1是所述第一休止时段的第k平均单体电压。
4.根据权利要求3所述的电池诊断装置，其中，所述控制单元被配置成使用以下等式2来确定所述第二休止时段的第一至第n平均单体电压：
<等式2>
Figure FDA0003324260790000021
其中，k是等于或小于n的自然数，j是所述第二次数，y是等于或小于j的自然数，Vk[y]是在所述第二休止时段内第y次测量的第k电池单体的单体电压，并且Vk_2是所述第二休止时段的第k平均单体电压。
5.根据权利要求4所述的电池诊断装置，其中，所述控制单元被配置成：
基于所述第一休止时段的第一至第n平均单体电压来确定第一参考电压，并且
基于所述第二休止时段的第一至第n平均单体电压来确定第二参考电压。
6.根据权利要求5所述的电池诊断装置，其中，所述控制单元被配置成使用以下等式3来确定以一对一关系与所述第一至第n电池单体相关联的第一至第n参考值：
<等式3>
Figure FDA0003324260790000022
其中，k是等于或小于n的自然数，Vref_1是所述第一参考电压，Vref_2是所述第二参考电压，并且Rk是第k参考值。
7.根据权利要求5所述的电池诊断装置，其中，所述控制单元被配置成使用以下等式4来确定以一对一关系与所述第一至第n电池单体相关联的第一至第n参考值：
<等式4>
Figure FDA0003324260790000031
其中，k是等于或小于n的自然数，Vref_1是所述第一参考电压，Vref_2是所述第二参考电压，并且Rk是第k参考值。
8.根据权利要求6所述的电池诊断装置，其中，所述控制单元被配置成：当所述第k参考值等于或大于预定阈值诊断值时，诊断所述第k电池单体是有故障的，所述预定阈值诊断值大于1。
9.根据权利要求6所述的电池诊断装置，其中，所述控制单元被配置成：
基于所述第一至第n电池单体中的每个的最大容量来确定第一至第n诊断值，每个诊断值大于1，并且
当所述第k参考值等于或大于第k诊断值时，诊断所述第k电池单体是有故障的。
10.根据权利要求9所述的电池诊断装置，其中，所述控制单元被配置成随着所述第k电池单体的最大容量减小而增加所述第k诊断值。
11.根据权利要求1所述的电池诊断装置，其中，所述控制单元被配置成基于所述第一至第n电池单体的平均最大容量来确定所述阈值时间。
12.根据权利要求11所述的电池诊断装置，其中，所述控制单元被配置成随着所述平均最大容量减小而减小所述阈值时间。
13.一种包括根据权利要求1至12中的任一项所述的电池诊断装置的储能系统。
14.一种能够由根据权利要求1至12中的任一项所述的电池诊断装置执行的电池诊断方法，所述电池诊断方法包括：
基于在第一休止时段内测量了第一次数的第一至第n电池单体的单体电压，确定分别以一对一关系与所述第一至第n电池单体相关联的、所述第一休止时段的第一至第n平均单体电压，其中，所述第一休止时段是从第一时间点至第二时间点，并且n是2或更大的自然数；
基于在第二休止时段内测量了第二次数的每个电池单体的单体电压，确定以一对一关系与所述第一至第n电池单体相关联的、所述第二休止时段的第一至第n平均单体电压，其中，所述第二休止时段是从第三时间点至第四时间点，并且，所述第三时间点晚于所述第二时间点，并且是自所述第一时间点以来已经经过阈值时间的时间点；以及
基于所述第一休止时段的第一至第n平均单体电压和所述第二休止时段的第一至第n平均单体电压来诊断所述第一至第n电池单体中的每个的故障。
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GR01 Patent grant
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