CN114207454B - 电池dod诊断设备、电池组及电池dod诊断方法 - Google Patents

电池dod诊断设备、电池组及电池dod诊断方法 Download PDF

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Abstract

电池DOD诊断设备、电池组及电池DOD诊断方法。根据本公开的实施方式的电池DOD诊断设备包括：测量单元，该测量单元被配置为在执行充放电的多个循环中的每个循环中测量多个电池单元中的每个电池单元的电压，并且输出针对多个所测量电压的多个电压信息；以及控制单元，该控制单元被配置为接收所述多个电压信息，基于在所述多个电池单元中的每个电池单元的初始循环中测量的参考电压来计算针对每个电池单元的每个循环的电压偏差，并且基于根据针对所述多个电池单元中的每个电池单元计算的多个电压偏差的电压总和值来诊断所述多个电池单元的相对DOD。

Description

电池DOD诊断设备、电池组及电池DOD诊断方法
技术领域
本公开涉及一种电池DOD(劣化程度)诊断设备及方法，更具体地说，涉及一种能够准确且快速地诊断多个电池单元的DOD的电池DOD诊断设备及方法。
背景技术
近来，对于诸如笔记本电脑、摄像机、便携式电话之类的便携式电子产品的需求量急剧增加，并且电动车辆、蓄能电池、机器人、卫星等已经得到了大力发展。因此，正在积极研究允许反复充放电的高性能电池。
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。在这些电池当中，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并高的能量密度，因此锂电池备受关注。
同时，由于电池的容量随着电池被反复充放电而逐渐减小，因此存在由于电池容量减小而可能发生意外事故的风险。因此，正在进行各种研究以估计电池的寿命或DOD。
传统上，已经公开了通过估计电池的荷电状态(SOH)来估计电池剩余寿命的电池寿命估计方法及设备(专利文献1)。
然而，在专利文献1中，由于电池的SOH是通过测量在电池被充电时的电压增加量来估计的，并且电池的剩余寿命是使用统计技术(例如，粒子过滤器)根据估计的SOH而计算的，因此存在需要花费大量时间来诊断剩余寿命或DOD的问题。
(专利文献1)KR 10-1882287B1
发明内容
技术问题
本公开的目的在于解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种电池DOD诊断设备及方法，其可以基于测量到的电池单元的电压快速且准确地诊断电池单元的DOD。
可以从以下详细描述中理解本公开的这些和其他目的和优点，并且本公开的这些和其他目的和优点从本公开的示例性实施方式中将变得更加明显。而且，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中所示的手段及其组合来实现。
技术方案
在本公开的一个方面，提供了一种电池DOD(劣化程度)诊断装置，其包括：测量单元，其被配置为在执行充放电的多个循环中的每个循环中测量多个电池单元中的每个电池单元的电压，并且输出针对多个测量电压的多个电压信息；以及控制单元，其被配置为接收多个电压信息，基于在多个电池单元中的每个电池单元的初始循环中测量的参考电压来计算针对每个电池单元的每个循环的电压偏差，并且基于根据针对多个电池单元中的每个电池单元计算的多个电压偏差的电压总和值来诊断多个电池单元的相对DOD。
测量单元可以被配置为在多个电池单元的放电终止之后经过了预定时间时测量在测量点处的电压。
控制单元可以被配置为将在每个电池单元的初始循环中测量的电压设置为参考电压，并且通过计算在每个循环中测量的每个电池单元的单元电压与参考电压之差来计算电压偏差。
控制单元可以被配置为通过将针对多个电池单元中的每个电池单元计算的电压总和值彼此进行比较，来诊断多个电池单元的相对DOD。
控制单元可以被配置为诊断出：电压总和值越大，电池DOD越大。
控制单元可以被配置为将多个循环划分为多个单元区段，基于与属于多个所划分单元区段中的每个单元区段的循环相对应地计算的至少一个电压偏差来计算针对多个所划分单元区段中的每个单元区段的单元总和值，并且基于计算出的与多个所划分单元区段中的每个单元区段相对应的单元总和值的比较结果，来诊断所述多个电池单元在所述多个单元区段中的每个单元区段中的相对DOD。
控制单元可以被配置为在多个电池单元当中选择目标单元，计算在多个单元区段中的每个单元区段中与目标单元相对应的单元总和值，并通过将计算出的与所述目标单元相对应的多个单元总和值彼此进行比较，来诊断目标单元的劣化是否加速。
控制单元可以被配置为在单元总和值随着循环的进行而增加时诊断出目标单元的劣化加速。
根据本公开另一方面的电池组可以包括根据本公开一个方面的电池DOD诊断设备。
根据本公开又一方面的电池DOD诊断方法可以包括以下方法：电压测量步骤，其在执行充放电的多个循环中的每个循环中测量多个电池单元中的每个电池单元的电压；电压偏差计算步骤，其基于在多个电池单元中的每个电池单元的初始循环中测量的参考电压，计算针对每个电池单元的每个循环的电压偏差；电压总和值计算步骤，其根据针对多个电池单元中的每个电池单元计算的多个电压偏差计算电压总和值；以及DOD诊断步骤，其基于在电压总和值计算步骤中计算出的电压总和值，诊断多个电池单元的相对DOD。
技术效果
根据本公开的一个方面，由于可以基于测量到的电压值来诊断多个电池单元的相对DOD，因此可以准确且快速地诊断多个电池单元的相对DOD。
此外，根据本公开的一个方面，即使不估计电池的SOH，也具有可以在短时间内对多个电池单元的性能进行比较诊断的优点。
另外，根据本公开的一个方面，由于提供了估计电池单元的劣化原因所需的信息，因此具有的优点在于：帮助用户确定电池单元的更换定时或电池单元的充放电状态。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员从权利要求的描述中将清楚地理解未提及的其他效果。
附图说明
附图例示了本公开的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不解释为限于附图。
图1是示意性地示出根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备的图。
图2是示意性地示出包括根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备的电池组的图。
图3是示出包括根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备的电池组的示例性构造的图。
图4是示出由根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备针对第一电池单元计算的电压偏差的图。
图5是示出由根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备针对第二电池单元计算的电压偏差的图。
图6是示出由根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备针对第三电池单元计算的电压偏差的图。
图7是示出由根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备针对第四电池单元计算的电压偏差的图。
图8是示出多个电池单元的循环保持率的图。
图9是示意性地示出本公开另一实施方式的电池DOD诊断方法的图。
具体实施方式
应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为仅限于一般含义和字典含义，而是以允许发明人适当定义术语以获得最佳解释的原则为基础，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念而解释的。
因此，本文所提出的描述仅是出于示例目的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开范围的情况下，可以对其进行其他等同替换和修改。
另外，在描述本公开中，当认为相关已知元件或功能的详细描述使得本公开的关键主题不明确时，在此省略详细描述。
包括诸如“第一”、“第二”等序数词的术语可以用于在各种元件当中将一个元件与另一元件区分开，但并非旨在通过这些术语来限制这些元件。
在整个说明书中，当部分被称为“包含”或“包括”任何元件时，除非另外明确提及，否则表示该部分还可以包括其他元件，而不排除其他元件。
此外，说明书中所描述的术语“控制单元”是指处理至少一个功能或操作的单元，并且可以由硬件、软件、或者硬件和软件的组合来实现。
另外，在整个说明书中，当部分被称为“连接”至另一部分时，这不限于它们“直接连接”的情况，还包括它们与介于它们之间的另一元件“间接连接”的情况。
以下，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。
图1是示意性地示出根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100的图。图2是示意性地示出包括根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100的电池组1的图。图3是示出包括根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100的电池组1的示例性构造的图。
参照图2和图3，电池组1可以包括电池模块10和电池DOD诊断设备100。
这里，至少一个电池单元可以串联和/或并联连接在电池模块10中。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，一个袋型锂聚合物单元可以被视为电池单元。
在下文中，如图2和图3所示，将描述电池模块10包括第一电池单元B1、第二电池单元B2、第三电池单元B3和第四电池单元B4。然而，应当注意，电池模块10中可以设置有至少一个电池单元，并且对设置的电池单元的数量没有限制。
参照图1，电池DOD诊断设备100可以包括测量单元110和控制单元120。
测量单元110可以被配置为在执行放电和充电的多个循环中的每个循环中测量多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的电压。
具体地，测量单元110可以测量多个电池单元B1至B4中的至少一个电池单元的电压。
例如，在图3的实施方式中，测量单元110可以通过第一感测线SL1、第二感测线SL2、第三感测线SL3、第四感测线SL4和第五感测线SL5连接至电池模块10。另外，测量单元110可以通过第一感测线SL1和第二感测线SL2测量第一电池单元B1的电压。另外，测量单元110可以通过第二感测线SL2和第三感测线SL3测量第二电池单元B2的电压。另外，测量单元110可以通过第三感测线SL3和第四感测线SL4测量第三电池单元B3的电压。另外，测量单元110可以通过第四感测线SL4和第五感测线SL5测量第四电池单元B4的电压。
另外，测量单元110可以在每个循环中测量多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的电压。
例如，假设多个电池单元B1至B4的充电和放电执行总共200个循环。测量单元110可以在第1个循环至第200个循环中的每个循环中测量多个电池单元B1至B4的电压。
另外，测量单元110可以被配置为输出针对多个所测量电压的多个电压信息。
测量单元110可以将使用多条感测线SL1至SL5测量的多个电池单元B1至B4的电压转换成数字信号。另外，测量单元110可以通过输出转换后的数字信号来输出测量到的电压信息。
控制单元120可以被配置为接收多个电压信息。
也就是说，控制单元120可以通过读取从测量单元110接收的数字信号，来获得关于由测量单元110测量的多个电池单元B1至B4的电压信息。
参照图3，测量单元110和控制单元120可以通过有线线路彼此连接。也就是说，测量单元110和控制单元120可以被配置为通过有线线路彼此发送和接收信号。
例如，假设测量单元110向控制单元120发送在第1个循环至第200个循环中的每个循环中测量的多个电池单元B1到B4中的每个电池单元的电压信息。在这种情况下，控制单元120可以获得多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的第1个循环中的电压信息至第200个循环中的电压信息中的全部。
控制单元120可以被配置为基于在多个电池单元B1至B4中的每个电池的初始循环中测量的参考电压，来计算针对每个电池单元的每个循环的电压偏差。
具体地，控制单元120可以使用下式计算针对每个电池单元的每个循环的电压偏差。
[式1]
△V＝Vn-Vref
这里，△V是计算出的电压偏差[mV]，Vn是在第n个循环中测量的电压[mV]，Vref是在参考循环中测量的参考电压[mV]，并且n是正整数。
例如，如果参考循环是第1个循环，则Vref可以是在第1个循环中测量的电压。也就是说，控制单元120可以基于在第1个循环中测量的电压，来计算在第1个循环中测量的参考电压(Vref)和在第n个循环中测量的电压(Vn)之间的电压偏差(△V)。在这种情况下，控制单元120可以在第1个循环至第n个循环中诊断多个电池单元B1至B4的DOD(劣化程度)。
作为另一示例，如果参考循环是第101个循环，则Vref可以是在第101个循环中测量的电压。也就是说，控制单元120可以基于在第101个循环中测量的电压，计算在第101个循环中测量的参考电压(Vref)与在第n个循环中测量的电压(Vn)之间的电压偏差(△V)。在这种情况下，控制单元120可以在第101个循环至第n个循环中诊断多个电池单元B1到B4的DOD。
在下文中，在图3的实施方式中，将参照图4至图7描述由控制单元120针对多个电池单元B1至B4中的每个电池单元计算的电压偏差的示例。
图4是示出由根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100针对第一电池单元B1计算的电压偏差[mV]的图。图5是示出由根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100针对第二电池单元B2计算的电压偏差[mV]的图。图6是示出由根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100针对第三电池单元B3计算的电压偏差[mV]的图。图7是示出由根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100针对第四电池单元B4计算的电压偏差[mV]的图。
具体地，图4是示出在第1个循环至第400个循环中计算的第一电池单元B1的电压偏差的图。图5是示出在第1个循环至第250个循环中计算的第二电池单元B2的电压偏差的图。图6是示出在第1个循环至第250个循环中计算的第三电池单元B3的电压偏差的图。图7是示出在第1个循环至第320个循环中计算的第四电池单元B4的电压偏差的图。
参照图4至图7，电压偏差可以根据在第n个循环中测量的电池单元的电压计算为0、正或负。优选地，在图4至图7的实施方式中，参考循环可以是第1个循环。也就是说，在计算电压偏差时，由于在参考循环中测量的电池单元的电压用作参考，因此在图4至图7中第1个循环中的电压偏差可以等于0。
另外，可以针对多个电池单元B1至B4不同地测量用作参考的参考电压(例如，在第1个循环中测量的电池单元的电压)。也就是说，可以根据多个电池单元B1至B4的DOD来不同地设置参考电压。
控制单元120可以被配置为基于根据针对多个电池单元B1至B4中的每个电池单元计算的多个电压偏差的电压总和值，来诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD。
首先，控制单元120可以将针对多个电池单元B1至B4中的每个电池单元计算的多个电压偏差求和。也就是说，电压总和值可以是针对多个电池单元B1至B4中的每个电池单元计算的多个电压偏差的总和。
例如，在图4至图7的实施方式中，假设控制单元120将针对多个电池单元B1至B4中的每个电池单元从第1个循环至第200个循环的电压偏差进行求和。第一电池单元B1的电压总和值可以为2575[mV]，第二电池单元B2的电压总和值可以为-1187[mV]，第三电池单元B3的电压总和值可以为-3272[mV]，并且第四电池单元B4的电压和值可以为-7404[mV]。
控制单元120可以通过比较针对多个电池单元B1至B4中的每个电池单元计算的电压总和值，来诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD。
具体地，控制单元120可以诊断出：电压总和值越小，劣化进展得越慢，并且可以诊断出：电压总和值越大，劣化越进展得越快。
例如，如前述实施方式，假设第一电池单元B1的电压总和值为2575[mV]，第二电池单元B2的电压总和值为-1187[mV]，第三电池单元B3的电压总和值为-3272[mV]，并且第四电池单元B4的电压总和值为-7404[mV]。控制单元120可以诊断具有最大电压总和值的第一电池单元B1的相对DOD最高，并且具有最小电压总和值的第四电池单元B4的相对DOD最低。优选地，控制单元120可以诊断出：在第1个循环至第200个循环中第一电池单元B1比第二电池单元B2、第三电池单元B3和第四电池单元B4劣化得更多。
图8是示出多个电池单元B1～B4的循环保持率的图。具体地，图8是示出随着充电和放电循环的进行，多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的容量变化的图。这里，循环保持率可以对应于针对多个电池单元B1至B4中的每个电池单元估计的健康状态(SOH)。
参照图8，可以发现，随着循环从第1个循环进行到第200个循环，第一电池单元B1的容量降低最多。另外，可以发现，第四电池单元B4的容量减少的最小。然而，图8所示的电池单元的SOH不能直接测量，而是基于诸如电池单元的电流和/或电压之类的电池状态信息而估计的值。也就是说，由于电池单元的SOH是通过对电池单元的充放电电流进行积分或考虑电池单元内阻的变化来估计的，因此存在估计需要大量时间和系统资源的问题。
同时，由于根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100可以基于测量到的电压值来诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD，因此优点在于：可以准确且快速地诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD。
也就是说，由于电池DOD诊断设备100可以在不估计多个电池单元B1至B4的SOH的情况下诊断多个电池单元B1至B4之间的相对DOD，因此优点在于：即使在必须在短时间内诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD的情况下，也可以准确且快速地诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD。
同时，设置于电池DOD诊断设备100的控制单元120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、数据处理装置等，以执行本公开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120可以实现为程序模块的集合。此时，程序模块可以存储在存储器中并由控制单元120执行。存储器可以位于控制单元120的内部或外部，并且可以通过各种公知手段连接至控制单元120。
另外，参照图1至图3，电池DOD诊断设备100还可以包括存储单元130。存储单元130可以存储控制单元120诊断多个电池单元B1至B4的DOD所需的程序、数据等。也就是说，存储单元130可以存储电池DOD诊断设备100的每个组件的操作和功能所需的数据、在执行操作或功能的过程中生成的数据等。
例如，存储单元130可以存储在每个循环中测量的多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的电压信息。
另外，存储单元130的类型没有特别限制，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130可以存储其中限定了控制单元120可执行的处理的程序代码。
测量单元110可以被配置为在多个电池单元B1至B4的放电终止之后经过预定时间时的测量点处测量电压。
优选地，测量单元110可以测量电池单元的OCV(开路电压)。也就是说，测量单元110可以在电池单元的充电或放电终止之后经过预定时间时测量电池单元的OCV。例如，测量单元110可以在电池单元的放电终止之后电池单元处于空闲状态时测量OCV。
也就是说，当测量多个电池单元B1至B4的电压时，测量单元110可以被配置为测量多个电池单元B1至B4的OCV以最小化电流的影响。例如，为了准确地测量电池单元的OCV，测量单元110可以在电池单元的放电终止并且达到化学弛豫状态时测量电池单元的OCV。
在图3的实施方式中，测量单元110可以被配置为在多个电池单元B1至B4的放电终止之后测量多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的OCV。因此，为了测量OCV，测量单元110可以在多个电池单元B1至B4放电终止之后经过了预定时间的时间点测量多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的电压。
也就是说，测量单元110可以在从多个电池单元B1至B4的放电终止的放电结束时间开始经过了相同时间之后，测量多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的电压。例如，测量单元110可以在多个电池单元B1至B4的放电终止之后经过了300秒时，测量多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的电压。
控制单元120可以被配置为将在每个电池单元的初始循环中测量的电压设置为参考电压。
例如，参照式1，控制单元120可以将测量单元110在第1个循环中测量的电压设置为多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的参考电压。
另外，控制单元120可以被配置为通过计算在每个电池单元的每个循环中测量的单元电压与参考电压之差，来计算电压偏差。
与前述实施方式一样，如果参考循环被设置为第1个循环，则电压偏差可以计算为在第n个循环中测量的电压与在第1个循环中测量的电压之差。也就是说，控制单元120可以从第1个循环至第n个循环诊断多个电池单元B1到B4的相对DOD。
因此，根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100具有的优点在于：在多个循环期间容易地比较多个电池单元B1至B4的DOD。也就是说，电池DOD诊断设备100具有在需要在短时间内比较多个电池单元B1至B4的性能的情况下更有效地使用的优点。
控制单元120可以被配置为通过比较针对多个电池单元B1至B4中的每个电池单元计算的电压总和值，来诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD。
这里，电压总和值可以是用于将多个电池单元B1至B4彼此进行比较的指标。例如，可以将多个计算出的电压偏差进行求和，以计算电压总和值。
通常，出于内部气体的产生、锂镀的产生、电解液的分解和/或副产物的积累等原因，测量到的OCV可能随着电池单元的循环的进行而增加。例如，如果电池单元由于电池单元内部正极容量的降低而劣化，则与初始电池单元相比，正极的OCV可以增加并且负极的OCV可以降低。也就是说，处于EOL(寿命结束)状态的电池单元的OCV可以大于处于BOL(寿命开始)状态的电池单元的OCV。因此，随着电池单元劣化，电池单元的OCV可能增加。
例如，参照式1，由于在第n个循环中测量的电压(Vn)可能随着电池单元的循环的进行而增加，因此电压总和值可以随着电池单元的劣化而增加。优选地，控制单元120可以被配置为电压总和值越大，诊断出的电池DOD越大。相反，控制单元120可以被配置为电压总和值越小，诊断出的电池DOD越小。
因此，根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100具有的优点在于：考虑到OCV根据电池单元的劣化的变化而准确且快速地诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD。
在下文中，将描述根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100将在预定循环周期中的多个电池单元B1至B4的相对DOD彼此进行比较的实施方式。
首先，控制单元120可以被配置为将多个循环划分为多个单元区段(unitsection)。
例如，在图4至图7的实施方式中，控制单元120可以每50个循环划分为一个单元区段。也就是说，控制单元120可以将第1个循环至第50个循环划分为第一单元区段，并且可以将第51个循环至第100个循环划分为第二单元区段。另外，控制单元120可以将第101个循环至第150个循环划分为第三单元区段，将第151个循环至第200个循环划分为第四单元区段，并且将第201循环至第250个循环划分为第五单元区段。
另外，控制单元120可以被配置为基于与属于多个所划分单元区段中的每个单元区段的循环相对应地计算的至少一个电压偏差，来计算针对多个所划分单元区段中的每个单元区段的单元总和值(unit sum value)。
这里的单元总和值可以是指针对每个单元区段计算的电压总和值。也就是说，控制单元120可以针对多个所划分单元区段中的每个单元区段计算电压总和值。
具体地，控制单元120可以针对属于多个所划分单元区段的每个循环计算电压偏差。例如，在以第一单元区段作为示例的情况下，控制单元120可以针对第1个循环至第50个循环中的每个循环计算电压偏差。另外，控制单元120可以通过对在第1个循环至第50个循环中的每个循环中计算的电压偏差进行求和，来计算第一单元区段的单元总和值。
类似地，在以第二单元区段作为示例的情况下，控制单元120可以针对第51个循环至第100个循环中的每个循环计算电压偏差。另外，控制单元120可以通过将在第51个循环至第100个循环中的每个循环中计算的电压偏差进行求和，来计算第二单元区段的单元总和值。
控制单元120可以以与计算第一单元区段的电压总和值和第二单元区段的单元总和值相同的方式，计算第三单元区段、第四单元区段和第五单元区段的单元总和值。
最后，控制单元120被配置为基于计算的多个所划分单元区段中的每个单元区段单元总和值的比较结果，诊断多个电池单元B1至B4在相应单元区段中的相对DOD。
也就是说，控制单元120可以诊断多个电池单元B1至B4针对多个单元区段中的每个单元区段的相对DOD。
例如，控制单元120可以诊断多个电池单元B1至B4在第一单元区段、第二单元区段、第三单元区段、第四单元区段和第五单元区段中的每个单元区段中的相对DOD。
因此，根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100具有的优点在于：不仅可以针对总周期诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD，而且可以针对每个单元区段诊断多个电池单元B1至B4的DOD。
另外，控制单元120可以获得多个单元区段中的每个单元区段的循环信息(诸如循环时间(进行一个循环所需的时间)、充电电流的强度、放电电流的强度或电池单元的温度)，并将循环信息存储在存储单元130中。另外，控制单元120可以将存储单元130中存储的循环信息与在多个单元区段中的每个单元区段中诊断的多个电池单元的DOD一起提供。
因此，电池DOD诊断设备100具有的优点在于：为用户提供循环信息，从而提供估计电池单元劣化原因所需的信息。
另外，由于电池DOD诊断设备100提供估计电池单元的劣化原因所需的信息，因此具有的优点在于：帮助用户确定电池单元的更换定时或电池单元的充电/放电状态。
在下文中，将描述根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100诊断每个电池单元的劣化是否被加速的实施方式。
控制单元120可以被配置为在多个电池单元B1至B4当中选择目标电池单元。
也就是说，控制单元120可以在多个电池单元B1至B4当中选择用于诊断劣化是否加速的目标单元。例如，控制单元120可以选择第一电池单元B1作为目标单元。
另外，控制单元120可以被配置为在多个单元区段中的每个单元区段中计算与目标单元相对应的单元总和值。
首先，控制单元120可以将多个循环划分为多个单元区段。
例如，在图4的实施方式中，控制单元120可以每50个循环划分第1个循环至第400个循环。也就是说，控制单元120可以将第1个循环至第400个循环划分为第一至第八单元区段。
另外，控制单元120可以被配置为基于与属于多个所划分单元区段中的每个单元区段的循环相对应地计算的至少一个电压偏差，来针对多个所划分单元区段中的每个单元区段计算单元总和值。
这里，控制单元120可以将在多个循环当中的初始循环中测量的电压设置为式1的参考电压(Vref)，以便诊断目标单元的DOD是否加速。
例如，当控制单元120要针对目标单元计算第一单元区段至第八单元区段的单元总和值时，控制单元120可以将在第一单元区段的初始循环(第1个循环)中测量的电压设置为参考电压(Vref)。也就是说，在诊断目标单元的DOD是否加速时，用于计算多个单元区段中的每个单元区段的单元总和值的参考电压应该是相同的。因此，控制单元120可以基于在第1个循环中测量的电压来计算第一单元区段至第八单元区段的单元总和值，以诊断目标单元的DOD是否加速。
作为另一示例，当控制单元120要针对目标单元计算第三单元区段至第八单元区段的单元总和值时，控制单元120可以将在第三单元区段的初始循环(第101个循环)中测量到的电压设置为参考电压(Vref)。在这种情况下，控制单元120可以诊断在第三单元区段至第八单元区段中目标单元的劣化是否加速。
最后，控制单元120可以被配置为通过比较计算出的与目标单元相对应的多个单元总和值，来诊断目标单元的劣化是否加速。
如果单元总和值随着循环的进行而增加，则控制单元120可以诊断出目标单元的DOD加速。相反，如果单元总和值随着循环的进行而减小，则控制单元120可以诊断出目标单元的DOD减速。
在下文中，将参照图4描述控制单元120诊断第一电池单元B1的劣化是否加速的实施方式。
控制单元120可以选择第一电池单元B1作为目标单元并且将第1个循环至第400个循环划分为第一单元区段至第八单元区段。
另外，控制单元120可以基于在第1个循环中测量的目标单元的电压来计算与第1个循环至第400个循环中的每个循环相对应的电压偏差。
另外，控制单元120可以基于计算出的每个循环的电压偏差，来计算第一单元区段至第八单元区段中的每个单元区段的单元总和值。
参照图4，可以发现，第一单元区段至第八单元区段中的每个单元区段的单元总和值随着循环的进行而增加。也就是说，在图4的曲线中，通过基于电压偏差“0”对第一电池单元B1的电压偏差曲线进行积分而获得的面积可以对应于每个单元区段的单元总和值。
具体地，在图4的实施方式中，第一单元区段和第二单元区段的单元总和值可以计算为负数，并且第三单元区段至第八单元区段的单元总和值可以计算为正数。另外，随着循环从第一单元区段进行到第八单元区段，单元总和值可以呈现逐渐增加的模式。
因此，控制单元120可以诊断出作为目标单元的第一电池单元B1的DOD加速。
也就是说，根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100具有的优点在于：不仅通过将多个电池单元B1至B4彼此进行比较来诊断单元的相对DOD，而且针对任何一个电池单元确定劣化是否加速。
因此，电池DOD诊断设备100具有的优点在于：基于单个电池单元的劣化是否加速并且还基于多个电池单元B1至B4的相对DOD，提供更准确且可靠的电池劣化信息。
另外，根据本公开的电池DOD诊断设备100可以设置于电池组1。也就是说，参照图2和图3，根据本公开的电池组1可以包括上述电池DOD诊断设备100和至少一个电池单元。另外，电池组1还可以包括电气装备(继电器、保险丝等)和壳体。
图9是示意性示出本发明另一实施方式的电池DOD诊断方法的图。这里，电池DOD诊断方法中所包括的每个步骤可以由根据本公开实施方式的电池DOD诊断设备100执行。
参照图9，电池DOD诊断方法可以包括电压测量步骤(S100)、电压偏差计算步骤(S200)、电压总和值计算步骤(S300)和DOD诊断步骤(S400)。
电压测量步骤是在执行放充电的多个循环中的每个循环中测量多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的电压的步骤，并且可以由测量单元110执行。
优选地，测量单元110可以在每个循环中测量多个电池单元B1至B4的OCV。例如，在图3的实施方式中，测量单元110可以通过多条感测线SL1至SL5测量设置在电池模块10中的多个电池单元B1至B4的OCV。
电压偏差计算步骤是基于在多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的初始循环中测量的参考电压计算针对每个电池单元的每个循环的电压偏差的步骤，并且可以由控制单元120执行。
例如，控制单元120可以参照式1计算多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的每个循环的电压偏差。
这里，控制单元120可以将在诊断DOD的初始循环中测量的电压设置为参考电压。
例如，当在第1个循环至第250个循环中诊断多个电池单元B1至B4的DOD时，控制单元120可以将在第1个循环中测量的多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的电压设置为参考电压，以计算相应电池单元的电压偏差。
作为另一示例，当在第101个循环至第250个循环中诊断多个电池单元B1至B4的DOD时，控制单元120可以将在第101个循环中测量的多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的电压设置为参考电压，以计算相应电池单元的电压偏差。
电压总和值计算步骤是根据针对多个电池单元B1至B4中的每个电池单元计算的多个电压偏差计算电压总和值的步骤，并且可以由控制单元120执行。
控制单元120可以通过对多个电池单元B1至B4中的每个电池单元在每个循环中计算的电压偏差进行求和，来计算电压总和值。
具体地，控制单元120可以针对要诊断DOD的循环区段计算电压总和值。
例如，控制单元120可以通过将分别在第1个循环至第250个循环中计算出的多个电压偏差全部进行求和，来计算第1个循环至第250个循环的电压总和值。
作为另一示例，控制单元120可以将第1个循环至第250个循环划分为以50个循环为单位的单元区段，并针对每个划分的单元区段计算电压总和值。在这种情况下，控制单元120可以针对每个单元区段诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD，或者诊断目标单元的DOD是否加速。
DOD诊断步骤是基于在电压总和值计算步骤中计算出的电压总和值来诊断多个电池单元B1至B4的相对DOD的步骤，并且可以由控制单元120执行。
优选地，控制单元120可以诊断出所计算的电压总和值越大，劣化进展得越快。相反，控制单元120可以诊断出所计算的电压总和值越小，劣化进展得越慢。
因此，根据本公开另一实施方式的电池DOD诊断方法具有的优点在于：即使不估计多个电池单元B1至B4中的每个电池单元的SOH，也可以基于测量到的电压快速且准确地诊断DOD。
因此，电池DOD诊断方法具有的优点在于：非常有效地应用于必须在短时间内诊断或估计多个电池的DOD的环境中。
上述本公开的实施方式可以不仅仅通过设备和方法来实现，而且可以通过实现与本公开实施方式的构造相对应的功能的程序或者上面记录有程序的介质来实现。本领域技术人员可以根据实施方式的以上描述容易地实现程序或记录介质。
已经详细描述了本公开。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本公开的优选实施方式，但仅作为示例给出，因为从以上描述，在本公开范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。
另外，在不脱离本公开的技术方面的情况下，本领域技术人员可以对以上描述的本公开进行许多替换、修改和变化，并且本公开不限于上述实施方式和附图，并且每个实施方式可以部分或全部选择性地组合以允许各种修改。
本申请要求于2019年10月24日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0132946的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。
(附图标记)
1：电池组
10：电池模块
100：电池DOD诊断设备
110：测量单元
120：控制单元
130：存储单元
B1至B4：第一电池单元至第四个电池单元
SL1至SL5：第一感测线至第五感测线

Claims (12)

1.一种电池劣化程度DOD诊断设备，该电池DOD诊断设备包括：
测量单元，该测量单元被配置为在执行充放电的多个循环中的每个循环中测量多个电池单元中的每个电池单元的电压，并且输出针对多个所测量电压的多个电压信息；以及
控制单元，该控制单元被配置为接收所述多个电压信息，基于在所述多个电池单元中的每个电池单元的初始循环中测量的参考电压来计算针对每个电池单元的每个循环的电压偏差，并且基于根据针对所述多个电池单元中的每个电池单元计算的多个电压偏差的电压总和值来诊断所述多个电池单元的相对DOD。
2.根据权利要求1所述的电池DOD诊断设备，
其中，所述控制单元使用下式计算针对每个电池单元的每个循环的电压偏差：
△V＝Vn-Vref，
这里，△V是计算的电压偏差，Vn是在第n个循环中测量的电压，Vref是在参考循环中测量的参考电压，并且n是正整数。
3.根据权利要求1所述的电池DOD诊断设备，
其中，所述测量单元被配置为在所述多个电池单元的放电终止之后经过了预定时间时测量在测量点处的电压。
4.根据权利要求3所述的电池DOD诊断设备，
其中，所述控制单元被配置为将在每个电池单元的所述初始循环中测量的电压设置为所述参考电压，并且通过计算在每个循环中测量的每个电池单元的单元电压与所述参考电压之差来计算所述电压偏差。
5.根据权利要求1所述的电池DOD诊断设备，
其中，所述控制单元被配置为通过将针对所述多个电池单元中的每个电池单元计算的所述电压总和值彼此进行比较，来诊断所述多个电池单元的相对DOD。
6.根据权利要求5所述的电池DOD诊断设备，
其中，所述控制单元被配置为诊断出：所述电压总和值越大，电池DOD越大。
7.根据权利要求5所述的电池DOD诊断设备，
其中，所述控制单元被配置为将所述多个循环划分为多个单元区段，基于与属于多个所划分单元区段中的每个单元区段的循环相对应地计算的至少一个电压偏差来计算针对多个所划分单元区段中的每个单元区段的单元总和值，并且基于计算出的与多个所划分单元区段中的每个单元区段相对应的单元总和值的比较结果，来诊断所述多个电池单元在所述多个单元区段中的每个单元区段中的相对DOD。
8.根据权利要求7所述的电池DOD诊断设备，其中，所述单元总和值是指针对每个单元区段计算的电压总和值。
9.根据权利要求7所述的电池DOD诊断设备，
其中，所述控制单元被配置为在所述多个电池单元当中选择目标单元，计算在所述多个单元区段中的每个单元区段中与所述目标单元相对应的单元总和值，并且通过将计算出的与所述目标单元相对应的多个单元总和值彼此进行比较，来诊断所述目标单元的劣化是否加速。
10.根据权利要求9所述的电池DOD诊断设备，
其中，所述控制单元被配置为在所述单元总和值随着所述循环的进行而增加时，诊断出所述目标单元的劣化加速。
11.一种电池组，该电池组包括根据权利要求1至10中的任一项所述的电池DOD诊断设备。
12.一种电池劣化程度DOD诊断方法，该DOD电池诊断方法包括以下步骤：
电压测量步骤，该电压测量步骤在执行充放电的多个循环中的每个循环中测量多个电池单元中的每个电池单元的电压；
电压偏差计算步骤，该电压偏差计算步骤基于在所述多个电池单元中的每个电池单元的初始循环中测量的参考电压，计算针对每个电池单元的每个循环的电压偏差；
电压总和值计算步骤，该电压总和值计算步骤根据针对所述多个电池单元中的每个电池单元计算的多个电压偏差来计算电压总和值；以及
DOD诊断步骤，该DOD诊断步骤基于在所述电压总和值计算步骤中计算出的所述电压总和值，诊断所述多个电池单元的相对DOD。
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