CN115516326A - 电池诊断设备和方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施方式的一种电池诊断设备，包括：曲线生成单元，所述曲线生成单元用于生成表示电池的电压与关于所述电池的电压的微分容量之间的对应关系的微分曲线；以及控制单元，所述控制单元用于通过从所述曲线生成单元接收所述微分曲线，从所述微分曲线确定目标峰值，基于预设参考曲线中包括的参考峰值来确定所述目标峰值的行为模式，并将针对所述目标峰值确定的所述行为模式与预设的多种行为类型进行比较，来诊断所述电池的负极的状态。

Description

电池诊断设备和方法

技术领域

本申请要求于2020年12月7日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2020-0169917的优先权，该韩国专利申请的公开内容以引用方式并入本文中。

本公开涉及电池诊断设备和方法，并且更具体地，涉及能够诊断电池的负极的状态的电池诊断设备和方法。

背景技术

近来，对诸如笔记本计算机、摄像机和便携式电话这样的便携式电子产品的需求已急剧增加，并且认真地开发了电动车辆、储能电池、机器人、卫星等。因此，正在积极研究允许反复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。其中，锂电池因它们与基于镍的电池相比几乎没有记忆效应并还具有极低的自充电率和高能量密度而备受关注。

当电池正在充电时，在电池内部发生极化现象。极化现象取决于电池的各种电阻成分(例如，欧姆电阻、电荷转移电阻、扩散电阻)。充电期间电池电压高于开路电压(OCV)的原因是因极化现象形成过电压(超电位)。

随着电池的劣化，极化现象往往会加剧。因此，即使充电条件(例如，充电电流、温度)相同，过电压的大小也可以随着电池劣化程度的增加而增加。如果过电压过度增加，则存在电池劣化加速的问题。例如，在充电期间，电池负极的电压逐渐下降。这里，如果电池负极的电压由于过电压而下降至0V以下，则锂金属在负极上快速析出，结果，能参与充电和放电反应的锂离子的损失量会增加。

另外，电池的负极(例如，石墨)可以经历在初始充电/放电过程期间通过收缩和膨胀来增加反应面积的稳定化过程。在稳定化过程期间，由于负极的反应面积增加，与初始阶段相比，负极的过电压可以降低。即，在初始充电/放电过程中负极反应面积的增加是由于负极的收缩和膨胀，这造成过电压降低。

相反，负极的过电压可以随着电池的劣化而逐渐增加。例如，负极的过电压可以由于根据电池劣化的固体电解液界面(SEI)的产生和电解液的还原分解的影响而逐渐增加。

因此，为了防止电池快速劣化并延长电池的寿命，必须开发可以更具体地基于由电池的劣化和稳定化过程造成的差异来诊断电池的负极的状态的技术。

发明内容

技术问题

本公开被设计用于解决相关技术的问题，因此本公开涉及提供能够更具体地基于电池的电压和容量来诊断电池的负极的状态的电池诊断设备和方法。

本公开的这些和其它目的及优点可以从下面的详细描述来理解，并且将从本公开的示例性实施方式更完全地显现出来。此外，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求中示出的装置及其组合来实现。

技术方案

根据本公开的一方面的一种电池诊断设备可以包括：曲线生成单元，所述曲线生成单元被配置为生成表示电池的电压与所述电池的所述电压的微分容量之间的对应关系的微分曲线；以及控制单元，所述控制单元被配置为从所述曲线生成单元接收所述微分曲线，确定所述微分曲线中的目标峰值，基于预设参考曲线中所包括的参考峰值来确定所述目标峰值的行为模式，并通过将针对所述目标峰值确定的所述行为模式与预设的所述多种行为类型进行比较来诊断所述电池的负极的状态。

所述控制单元可以被配置为根据所述多种行为类型当中的与所述行为模式对应的行为类型，将所述电池的负极的状态诊断为过电压状态或稳定状态。

所述多种行为类型可以包括：所述目标峰值的电压超过所述参考峰值的电压并且所述目标峰值的微分容量小于所述参考峰值的微分容量的第一行为类型；以及所述目标峰值的电压小于所述参考峰值的电压并且所述目标峰值的微分容量等于或大于所述参考峰值的微分容量的第二行为类型。

所述控制单元可以被配置为当针对所述目标峰值确定的行为模式对应于所述第一行为类型时将所述电池的负极的状态诊断为所述过电压状态。

所述控制单元可以被配置为当针对所述目标峰值确定的行为模式对应于所述第二行为类型时将所述电池的负极的状态诊断为所述稳定状态。

当在基于所述目标峰值的电压的预定电压区域内存在多个峰值时，所述控制单元可以被配置为选择所述多个峰值，并且当所选择的所述多个峰值中的每一个的微分容量小于所述参考峰值的微分容量并且所述多个峰值中的每一个的电压超过所述参考峰值的电压时，所述控制单元可以被配置为将所述电池的负极的状态诊断为所述过电压状态。

所述控制单元可以被配置为当针对所述目标峰值确定的行为模式对应于所述第一行为类型时确定所述预定电压区域内的所述多个峰值。

所述控制单元可以被配置为确定在所述微分曲线中的具有不同电压的第一目标峰值和第二目标峰值，确定针对所述参考曲线中所包括的第一参考峰值的所述第一目标峰值的第一行为模式以及针对所述参考曲线中所包括的第二参考峰值的所述第二目标峰值的第二行为模式，并且当所述第一行为模式和所述第二行为模式二者对应于所述第二行为类型时，将所述电池的负极的状态诊断为所述稳定状态。

所述控制单元可以被配置为当针对所述目标峰值确定的行为模式对应于所述第二行为类型时确定所述第一目标峰值和所述第二目标峰值。

所述控制单元可以被配置为当所述电池的负极的状态被诊断为所述稳定状态时，减小所述电池的可用SOC区域和最大可允许温度中的至少一个。

所述控制单元可以被配置为将所述微分曲线中的具有最大微分容量的峰值确定为所述目标峰值。

根据本公开的另一方面的一种电池组可以包括根据本公开的一方面所述的电池诊断设备。

根据本公开的又一方面的一种电池诊断方法包括以下步骤：微分曲线生成步骤，所述微分曲线生成步骤生成表示电池的电压与所述电池的所述电压的微分容量之间的对应关系的微分曲线；目标峰值确定步骤，所述目标峰值确定步骤确定所述微分曲线中的目标峰值；行为模式确定步骤，所述行为模式确定步骤基于预设参考曲线中所包括的参考峰值来确定所述目标峰值的行为模式；以及负极状态诊断步骤，所述负极状态诊断步骤通过将针对所述目标峰值确定的行为模式与预设的多种行为类型进行比较来诊断所述电池的负极的状态。

有益效果

根据本公开的一方面，有基于电池的电压和容量将电池的负极的状态诊断为过电压状态或稳定状态的优点。

另外，根据本公开的一方面，由于可以根据诊断出的电池的负极的状态来设置与电池对应的使用条件，因此有可以防止电池劣化并且可以延长寿命的优点。

本公开的效果不限于以上提到的效果，并且本领域技术人员可以通过权利要求的描述来清楚理解未提到的其它效果。

附图说明

附图例示了本公开的优选实施方式，并与以上公开内容一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不被解释为限于附图。

图1是示意性示出了根据本公开的实施方式的电池诊断设备的图。

图2是示意性示出了根据本公开的实施方式的由电池诊断设备基于参考曲线和微分曲线来诊断电池的负极的状态的实施方式的图。

图3是示意性示出了根据本公开的实施方式的由电池诊断设备基于参考曲线和微分曲线来诊断电池的负极的状态的另一实施方式的图。

图4是示意性示出了根据本公开的实施方式的由电池诊断设备基于参考曲线和微分曲线来诊断电池的负极的状态的又一实施方式的图。

图5是示意性示出了根据本公开的实施方式的由电池诊断设备基于参考曲线和微分曲线来诊断电池的负极的状态的再一实施方式的图。

图6是示意性示出了根据本公开的实施方式的包括电池诊断设备的电池组的示例性配置的图。

图7是示意性示出了根据本公开的另一实施方式的电池诊断方法的图。

具体实施方式

应该理解，在说明书和随附权利要求书中使用的术语不应该被解释为限于通用含义和字典含义，而是以允许发明人定义适于最佳说明的术语的原理为基础基于与本公开的技术方面对应的含义和概念来解释。

因此，本文中提出的描述仅仅是用于只出于例示目的的优选示例，并不旨在限制本公开的范围，所以应该理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以得到其它等同形式和修改形式。

另外，在描述本公开时，当认为对相关已知元件或功能的详细描述致使本公开的关键主题模糊不清时，在本文中省略所述详细描述。

包括诸如“第一”、“第二”等这样的序数的术语可以被用于在各种元件当中区分一个元件与另一元件，但并不旨在通过术语来限制这些元件。

在整个说明书中，当一部分被称为“包含”或“包括”任何元件时，这意味着，该部分还可以包括其它元件，而不排除其它元件，除非另外特别阐述。

另外，说明书中描述的诸如控制单元这样的术语意指处理至少一个功能或操作的单元，其可以被实现为硬件、软件或硬件和软件的组合。

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”且在它们之间插置另一元件的情况。

下文中，将参考附图来详细地描述本公开的优选实施方式。

图1是示意性示出了根据本公开的实施方式的电池诊断设备100的图。

参照图1，电池诊断设备100可以包括曲线生成单元110和控制单元120。

曲线生成单元110可以被配置为生成表示电池的电压与电池的电压的微分容量之间的对应关系的微分曲线。

这里，电池意指具有负极端子和正极端子的物理上可分离的一个独立电芯。例如，一个袋型锂聚合物电芯可以被视为电池。

具体地，曲线生成单元110可以获得表示电池的电压与容量之间的对应关系的电压曲线。另外，曲线生成单元110可以通过相对于电池的电压求容量的微分来计算微分容量(dQ/dV)。曲线生成单元110可以生成表示电池的电压与计算出的微分容量之间的对应关系的微分曲线。

图2是示意性示出了根据本公开的实施方式的由电池诊断设备100基于参考曲线Pa和微分曲线PDa来诊断电池的负极的状态的实施方式的图。

参照图2，当电池的电压被设置为X并且针对电池的电压的微分容量被设置为Y时，由曲线生成单元110生成的微分曲线PDa可以被表示为X-Y曲线图。这里，微分容量是通过利用电压求电池容量的微分而获得的值，并可以被表示为[dQ/dV]。

控制单元120可以被配置为从曲线生成单元110接收微分曲线PDa。

具体地，控制单元120和曲线生成单元110可以被连接，以彼此通信。曲线生成单元110可以将所生成的微分曲线PDa发送到控制单元120，并且控制单元120可以接收微分曲线PDa。

控制单元120可以被配置为确定微分曲线PDa中的目标峰值TPa。

这里，峰值可以是微分曲线PDa中的具有向上凸形式的点。具体地，峰值可以是微分曲线PDa中的相对于电压的微分容量的瞬时变化率为0的点，其中，基于峰值的低压侧的瞬时变化率可以为正，并且高压侧的瞬时变化率可以为负。

例如，在图2的实施方式中，在微分曲线PDa中可以包括多个峰值。控制单元120可以将微分曲线PDa中所包括的多个峰值中的任一个确定为目标峰值TPa。优选地，控制单元120可以被配置为将微分曲线PDa中的具有最大微分容量的峰值确定为目标峰值TPa。

在图2的实施方式中，微分曲线PDa中的具有最大微分容量的目标峰值TPa可以具有电压V2，并且微分容量可以为a2。

另外，控制单元120可以被配置为基于预设参考曲线Pa中所包括的参考峰值RPa来确定目标峰值TPa的行为模式。

具体地，控制单元120可以通过比较参考峰值RPa的电压与目标峰值TPa的电压并比较参考峰值RPa的微分容量与目标峰值TPa的微分容量来确定目标峰值TPa的行为模式。

例如，控制单元120可以确定目标峰值TPa的电压是小于还是大于参考峰值RPa的电压。另外，控制单元120可以确定目标峰值TPa的微分容量是小于还是大于参考峰值RPa的微分容量。

在图2的实施方式中，参考峰值RPa的电压可以为V1，并且微分容量可以为a1。另外，目标峰值TPa的电压可以为V2，并且微分容量可以为a2。控制单元120可以确定目标峰值TPa的电压超过参考峰值RPa的电压，并且目标峰值TPa的微分容量小于参考峰值RPa的微分容量。

控制单元120可以被配置为通过将针对目标峰值确定的行为模式与多种预定行为类型进行比较来诊断电池的负极的状态。

具体地，控制单元120可以被配置为根据多种行为类型当中的与行为模式对应的行为类型，将电池的负极的状态诊断为过电压状态或稳定状态。

例如，该多种行为类型可以包括对应于过电压状态的第一行为类型和对应于稳定状态的第二行为类型。

这里，过电压状态可以是与处于BOL(寿命开始)状态的电池的负极相比，电池劣化使得在电池的负极处产生过电压的状态。稳定状态可以是在初始充电/放电过程期间电池的负极收缩和膨胀的状态。

控制单元120可以确定针对参考峰值RPa的目标峰值TPa的行为模式，并具体地基于所确定的行为模式来诊断电池的负极的状态是过电压状态还是稳定状态。

因此，根据本公开的实施方式的电池诊断设备100具有基于电池的微分曲线来对电池的负极的状态进行具体分类和诊断的优点。

此外，被设置用于电池诊断设备100的控制单元120可以可选地包括在本领域中已知的用于执行本公开中执行的各种控制逻辑的处理器、专用集成电路(ASIC)、另一芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器和数据处理装置等。另外，当用软件实现控制逻辑时，控制单元120可以被实现为程序模块的集合。此时，程序模块可以被存储在存储器中并由控制单元120执行。存储器可以设置在控制单元120之内或之外，并可以通过各种熟知方式连接到控制单元120。

另外，电池诊断设备100还可以包括存储单元130。存储单元130可以存储用于电池诊断设备100的各部件的操作和功能所必需的数据或程序、在执行操作或功能的过程中生成的数据等。存储单元130的种类不受特别限制，只要它是可以记录、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可以存储其中定义了可由控制单元120执行的处理的程序代码。

例如，存储单元130可以存储电池的参考曲线和电压曲线。曲线生成单元110可以访问存储单元130以获得电压曲线，然后基于所获得的电压曲线来生成微分曲线。作为另一示例，曲线生成单元110可以直接从外部接收电压曲线。

另外，存储单元130可以存储由曲线生成单元110生成的微分曲线。另外，控制单元120可以直接从曲线生成单元110接收微分曲线，或者可以访问存储单元130，以获得存储在存储单元130中的微分曲线。另外，控制单元120可以访问存储单元130以获得电池的参考曲线。

下文中，将详细地描述多种行为类型以及根据行为类型诊断电池的负极的状态的过程。

多种行为类型可以包括目标峰值的电压超过参考峰值的电压并且目标峰值的微分容量小于参考峰值的微分容量的第一行为类型。

控制单元120可以被配置为当针对目标峰值确定的行为模式对应于第一行为类型时将电池的负极的状态诊断为过电压状态。

例如，在图2的实施方式中，目标峰值TPa的电压可以为V2，并且参考峰值RPa的电压可以为V1。另外，目标峰值TPa的微分容量可以为a2，并且参考峰值RPa的微分容量可以为a1。由于目标峰值TPa的电压超过参考峰值RPa的电压并且目标峰值TPa的微分容量小于参考峰值RPa的微分容量，因此控制单元120可以判断目标峰值TPa的行为模式对应于第一行为类型。因此，控制单元120可以将图2的电池的负极的状态诊断为过电压状态。

另外，多种行为类型可以包括目标峰值TPb的电压小于参考峰值RPb的电压并且目标峰值TPb的微分容量等于或大于参考峰值RPb的微分容量的第二行为类型。

控制单元120可以被配置为当针对目标峰值确定的行为模式对应于第二行为类型时将电池的负极的状态诊断为稳定状态。

图3是示意性示出了根据本公开的实施方式的由电池诊断设备100基于参考曲线Pb和微分曲线PDb来诊断电池的负极的状态的另一实施方式的图。

图3的参考曲线Pb和微分曲线PDb可以不同于图2的参考曲线Pa和微分曲线PDa。例如，图2和图3的目标电池可以是不同的电池。

可以针对每个电池设置参考曲线，并且优选地可以通过反映电池的BOL状态来预设参考曲线。即，对于相同类型的电池，参考曲线没有被均匀地设置，而是可以通过反映电池的BOL状态来针对每个电池独立设置。因此，可以考虑作为用于诊断负极的状态的目标的电池的BOL状态来确定由控制单元120诊断的电池的负极的状态。

在图3的实施方式中，目标峰值TPb的电压可以为Vb，参考峰值RPb的电压可以为Va。另外，目标峰值TPb的微分容量可以为b2，并且参考峰值RPb的微分容量可以为b1。由于目标峰值TPb的电压小于参考峰值RPb的电压并且目标峰值TPb的微分容量等于或大于参考峰值RPb的微分容量，因此控制单元120可以判断目标峰值TPb的行为模式对应于第二行为类型。因此，控制单元120可以将图3的电池的负极的状态判断为稳定状态。

当在基于目标峰值的电压的预定电压区域内存在多个峰值时，控制单元120可以被配置为选择多个峰值。

图4是示意性示出了根据本公开的实施方式的由电池诊断设备100基于参考曲线和微分曲线来诊断电池的负极的状态的再一实施方式的图。下文中，假定图2和图4的参考曲线和微分曲线是相同的。

在图4的实施方式中，第一峰值TPa1和第二峰值TPa2可以被包括在基于目标峰值TPa的电压的微分曲线PDa的预定电压区域中。这里，第一峰值TPa1可以是目标峰值TPa。

例如，预定电压区域可以是基于目标峰值TPa的电压的0.2V区域。控制单元120可以在基于作为目标峰值TPa的电压的V2的0.2V的电压区域内选择第一峰值TPa1和第二峰值TPa2。优选地，控制单元120可以选择在预定电压区域内具有最接近第一峰值TPa1的微分容量的峰值作为第二峰值TPa2。

当所选择的多个峰值中的每一个的微分容量小于参考峰值RPa的微分容量并且多个峰值中的每一个的电压超过参考峰值RPa的电压时，控制单元120可以被配置为将电池的负极的状态诊断为过电压状态。

例如，在图4的实施方式中，第一峰值TPa1的电压可以为V2，第二峰值TPa2的电压可以为V3，并且参考峰值RPa的电压可以为V1。另外，第一峰值TPa1的微分容量可以为a2，第二峰值TPa2的微分容量可以为a3，并且参考峰值RPa的微分容量可以为a1。由于第一峰值TPa1和第二峰值TPa2的电压超过参考峰值RPa的电压并且第一峰值TPa1和第二峰值TPa2的微分容量小于参考峰值RPa的微分容量，因此控制单元120可以被配置为将图4的电池的负极的状态诊断为过电压状态。

此外，控制单元120可以被配置为当针对目标峰值TPa确定的行为模式对应于第一行为类型时确定预定电压区域内的多个峰值。

例如，参照图2和图4，目标峰值TPa的电压可以超过参考峰值RPa的电压，并且目标峰值TPa的微分容量可以小于参考峰值RPa的微分容量。因此，控制单元120可以首先确定目标峰值TPa的行为模式，然后当针对目标峰值TPa确定的行为模式对应于第一行为类型时，确定第一峰值TPa1和第二峰值TPa2。

即，当目标峰值TPa的行为模式是第一行为类型时，控制单元120可以另外将第一峰值TPa1和第二峰值TPa2的行为模式与多种行为类型进行比较，以便更准确地诊断电池的负极的状态。

因此，控制单元120可以通过进一步考虑第二峰值TPa2的行为模式以及第一峰值TPa1的行为模式来更具体且准确地诊断电池的负极的状态。

控制单元120可以被配置为确定微分曲线中的具有不同电压的第一目标峰值和第二目标峰值。

具体地，出现第一目标峰值与第二目标峰值的电压带可以彼此不同。例如，第一目标峰值可以出现在约3.7V附近，并且第二目标峰值可以出现在约3.6V附近。这里，第一目标峰值可以是目标峰值。

图5是示意性示出了根据本公开的实施方式的由电池诊断设备100基于参考曲线和微分曲线来诊断电池的负极的状态的再一实施方式的图。

例如，在图5的实施方式中，第一目标峰值TPb1的电压可以为Vb，并且微分容量可以为b2。第二目标峰值TPb2的电压可以为Vd，并且微分容量可以为b4。

优选地，控制单元120可以将目标峰值TPb确定为第一目标峰值TPb1。另外，控制单元120可以在小于目标峰值TPb的电压的电压区域中将具有最大微分容量的峰值确定为第二目标峰值TPb2。

控制单元120可以被配置为确定针对参考曲线PDb中所包括的第一参考峰值RPb1的第一目标峰值TPb1的第一行为模式以及针对参考曲线PDb中所包括的第二参考峰值RPb2的第二目标峰值TPb2的第二行为模式。

例如，在图5的实施方式中，第一目标峰值TPb1的电压可以为Vb，第一参考峰值RPb1的电压可以为Va，第二目标峰值TPb2的电压可以为Vd，并且第二参考峰值RPb2的电压可以为Vc。另外，第一目标峰值TPb1的微分容量可以为b2，第一参考峰值RPb1的微分容量可以为b1，第二目标峰值TPb2的微分容量可以为b4，并且第二参考峰值RPb2的微分容量可以为b3。

另外，第一目标峰值TPb1的电压可以小于第一参考峰值RPb1的电压，并且第一目标峰值TPb1的微分容量可以大于第一参考峰值RPb1的微分容量。另外，第二目标峰值TPb2的电压可以小于第二参考峰值RPb2的电压，并且第二目标峰值TPb2的微分容量可以大于第二参考峰值RPb2的微分容量。

控制单元120可以被配置为当第一行为模式和第二行为模式二者对应于第二行为类型时将电池的负极的状态诊断为稳定状态。

例如，在图5的实施方式中，第一目标峰值TPb1的第一行为模式和第二目标峰值TPb2的第二行为模式二者可以对应于第二行为类型。因此，控制单元120可以将图5的电池的负极的状态诊断为稳定状态。

控制单元120可以被配置为当针对目标峰值TPb确定的行为模式对应于第二行为类型时确定第一目标峰值TPb1和第二目标峰值TPb2。

例如，参照图3和图5，目标峰值TPb的电压可以小于参考峰值RPb的电压，并且目标峰值TPb的微分容量可以大于或等于参考峰值RPb的微分容量。因此，控制单元120可以首先确定目标峰值TPb的行为模式，然后当针对目标峰值TPb确定的行为模式对应于第二行为类型时，确定第一目标峰值TPb1和第二目标峰值TPb2。

即，当目标峰值TPb的行为模式对应于第二行为类型时，控制单元120可以另外将第一目标峰值TPb1和第二目标峰值TPb2的行为模式与多种行为类型进行比较，以便更准确地诊断电池的负极的状态。

因此，通过判断目标峰值TPb的行为模式是否对应于第二行为类型然后判断第二目标峰值TPb2的行为模式是否对应于第二行为类型，控制单元120可以更具体且更准确地诊断电池的负极的状态。

控制单元120可以被配置为当电池的负极的状态被诊断为稳定状态时，减小电池的可用SOC区域和最大可允许温度中的至少一个。

例如，当电池的负极的状态被诊断为稳定状态时，与初始状态相比，负极的反应面积可以增大。由于稳定状态是在初始充电和放电过程期间负极收缩和膨胀的状态，因此不太可能发生锂在负极上析出的锂镀。因此，在稳定状态下，可以不需要用于减少锂镀的发生的充电/放电C速率控制。

然而，即使负极的状态被诊断为稳定状态，电池的正极也可能劣化，并且由于正极的这种劣化而可能发生正极容量的损失。为了提前防止这种正极容量损失，即，减缓正极的劣化，当负极的状态被诊断为稳定状态时，控制单元120可以减小电池的可用SOC区域和最大可允许温度中的至少一个。

即，根据本公开的实施方式的电池诊断设备100可以根据负极的诊断状态来设置电池的最佳使用条件。因此，由于电池可以根据由电池诊断设备100设置的使用条件来操作，因此可以延长电池的寿命。

例如，由电池诊断设备100设置的使用条件可以被存储在服务器中或者存储在设置用于包括对应电池的电池组的电池管理系统(BMS)中。另外，由于电池根据设定的使用条件来操作，因此可以延长电池的寿命。

根据本公开的电池诊断设备100可以应用于BMS(电池管理系统)。即，根据本公开的BMS可以包括上述的电池诊断设备100。在该配置中，电池诊断设备100的至少一些部件可以通过补充或添加常规BMS中所包括的配置的功能来实现。例如，电池诊断设备100的曲线生成单元110、控制单元120和存储单元130可以被实现为BMS的部件。

图6是示意性示出了根据本公开的实施方式的包括电池诊断设备100的电池组1的示例性配置的图。

另外，根据本公开的电池诊断设备100可以被设置用于电池组1。即，根据本公开的电池组1可以包括上述电池诊断设备100、测量单元200、充电放电单元300和至少一个电池电芯B。另外，电池组还可以包括电气设备(继电器、熔丝等)和壳体。

测量单元200可以连接到第一感测线SL1、第二感测线SL2和第三感测线SL3。

具体地，第一感测线SL1可以连接到电池电芯B的正极和测量单元200。另外，第二感测线SL2可以连接到电池电芯B的负极和测量单元200。测量单元200可以通过计算通过第一感测线SL1测量的电池电芯B的正极的电压与通过第二感测线SL2测量的电池电芯B的负极的电压之间的差来测量电池电芯B的电压。

另外，测量单元200可以通过连接到第三感测线SL3的电流测量单元A来测量电池电芯B的充电电流和/或放电电流。例如，电流测量单元A可以是分流电阻器或电流表。

充电放电单元300可以被配置为对电池电芯B进行充电和/或放电。在由充电放电单元300对电池电芯B进行充电和/或放电的过程中，测量单元200可以测量电池电芯B的电压和电流。

由测量单元200测量的电池电芯B的电压和电流可以被传输到电池诊断设备100。具体地，曲线生成单元可以从测量单元200接收电池电芯B的电压和电流。曲线生成单元可以基于接收到的电池电芯B的电压和电流来生成表示电池电芯B的电压与微分容量之间的对应关系的微分曲线。这里，应当注意，现有技术可以应用于曲线生成单元基于电池电芯B的电压和电流来计算电池电芯B的容量和微分容量的过程，因此，将省略其详细描述。

图7是示意性示出了根据本公开的另一实施方式的电池诊断方法的图。

优选地，根据本公开的另一实施方式的电池诊断方法的每个步骤可以由根据本公开的实施方式的电池诊断设备100执行。下文中，将省略或简要描述与先前描述的内容重复的内容。

参照图7，电池诊断方法可以包括微分曲线生成步骤(S100)、目标峰值确定步骤(S200)、行为模式确定步骤(S300)和负极状态诊断步骤(S400)。

微分曲线生成步骤(S100)是生成表示电池电压与电池电压的微分容量之间的对应关系的微分曲线的步骤，并可以由曲线生成单元110执行。

例如，在图2的实施按时中，曲线生成单元110可以生成表示电池的电压与微分容量之间的对应关系的微分曲线PDa。

目标峰值确定步骤(S200)是确定微分曲线中的目标峰值的步骤，并可以由控制单元120执行。

例如，在图2的实施方式中，控制单元120可以将微分曲线PDa中的具有最大微分容量的峰值确定为目标峰值TPa。与目标峰值TPa对应的电压可以为V2，并且对应的微分容量可以为a2。

行为模式确定步骤(S300)是基于预设参考曲线中所包括的参考峰值来确定目标峰值的行为模式的步骤，并可以由控制单元120执行。

例如，在图2的实施方式中，控制单元120可以确定目标峰值TPa的行为模式，使得电压V2超过参考峰值RPa的电压V1并且微分容量a2小于参考峰值RPa的微分容量a1。

负极状态诊断步骤(S400)是通过将针对目标峰值确定的行为模式与预设的多种行为类型进行比较来诊断电池的负极的状态的步骤，并可以由控制单元120执行。

具体地，控制单元120可以根据多种行为类型当中的与行为模式对应的行为类型，将电池的负极的状态诊断为过电压状态或稳定状态。

例如，根据目标峰值和参考峰值的电压和微分容量，多种行为类型可以包括第一行为类型和第二行为类型。第一行为类型可以是目标峰值的电压超过参考峰值的电压并且目标峰值的微分容量小于参考峰值的微分容量的行为类型。第二行为类型可以是目标峰值的电压小于参考峰值的电压并且目标峰值的微分容量等于或大于参考峰值的微分容量的行为类型。

在图2的实施方式中，控制单元120可以确定目标峰值TPa的行为模式对应于第一行为类型。另外，由于目标峰值TPa的行为模式对应于第一行为类型，因此控制单元120可以将图2的电池的负极的状态诊断为过电压状态。

作为另一示例，在图3的实施方式中，目标峰值TPb的电压Vb可以小于参考峰值RPb的电压Va，并且目标峰值TPb的微分容量b2可以大于或等于参考峰值RPb的微分容量b1。因此，控制单元120可以确定目标峰值TPb的行为模式对应于第二行为类型。另外，控制单元120可以将图3的电池的负极的状态诊断为稳定状态。

电池诊断方法具有根据目标峰值的行为模式来诊断被具体地分类为过电压状态或稳定状态的电池的负极的状态的优点。

上述本公开的实施方式可以不仅通过设备和方法来实现，而且可以通过实现与本公开的实施方式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。根据以上对实施方式的描述，本领域的技术人员可以容易地实现程序或记录介质。

已详细地描述了本公开。然而，应该理解，详细说明和具体示例尽管指示了本公开的优选实施方式但是仅以例示的方式给出，这是因为从该详细说明本领域技术人员将清楚在本公开的范围内的各种改变和修改。

另外，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，对上文中描述的本公开进行许多替换、修改和改变，并且本公开不限于上述实施方式和附图，而是可以部分或全部地选择性组合各实施方式，以允许进行各种修改。

(参考符号)

1：电池组

100：电池诊断设备

110：曲线生成单元

120：控制单元

130：存储单元

200：测量单元

300：充电放电单元

Claims (12)

1.一种电池诊断设备，该电池诊断设备包括：

曲线生成单元，所述曲线生成单元被配置为生成微分曲线，所述微分曲线表示电池的电压与所述电池的所述电压的微分容量之间的对应关系；以及

控制单元，所述控制单元被配置为从所述曲线生成单元接收所述微分曲线，确定所述微分曲线中的目标峰值，基于预设参考曲线中包括的参考峰值来确定所述目标峰值的行为模式，并通过将针对所述目标峰值确定的行为模式与预设的多种行为类型进行比较来诊断所述电池的负极的状态。

2.根据权利要求1所述的电池诊断设备，

其中，所述控制单元被配置为根据所述多种行为类型当中的与所述行为模式对应的行为类型，将所述电池的负极的状态诊断为过电压状态或稳定状态。

3.根据权利要求2所述的电池诊断设备，

其中，所述多种行为类型包括：

所述目标峰值的电压超过所述参考峰值的电压并且所述目标峰值的微分容量小于所述参考峰值的微分容量的第一行为类型；以及

所述目标峰值的电压小于所述参考峰值的电压并且所述目标峰值的微分容量等于或大于所述参考峰值的微分容量的第二行为类型。

4.根据权利要求3所述的电池诊断设备，

其中，所述控制单元被配置为：当针对所述目标峰值确定的行为模式对应于所述第一行为类型时，将所述电池的负极的状态诊断为所述过电压状态，并且

其中，所述控制单元被配置为：当针对所述目标峰值确定的行为模式对应于所述第二行为类型时，将所述电池的负极的状态诊断为所述稳定状态。

5.根据权利要求3所述的电池诊断设备，

其中，当在基于所述目标峰值的电压的预定电压区域内存在多个峰值时，所述控制单元被配置为选择所述多个峰值，并且当所选择的多个峰值中的每一个的微分容量小于所述参考峰值的微分容量并且所述多个峰值中的每一个的电压超过所述参考峰值的电压时，所述控制单元被配置为将所述电池的负极的状态诊断为所述过电压状态。

6.根据权利要求5所述的电池诊断设备，

其中，所述控制单元被配置为：当针对所述目标峰值确定的行为模式对应于所述第一行为类型时，确定所述预定电压区域内的多个峰值。

7.根据权利要求3所述的电池诊断设备，

其中，所述控制单元被配置为：确定所述微分曲线中的具有不同电压的第一目标峰值和第二目标峰值，确定针对所述参考曲线中包括的第一参考峰值的所述第一目标峰值的第一行为模式以及针对所述参考曲线中包括的第二参考峰值的所述第二目标峰值的第二行为模式，并且当所述第一行为模式和所述第二行为模式二者对应于所述第二行为类型时，将所述电池的负极的状态诊断为所述稳定状态。

8.根据权利要求7所述的电池诊断设备，

其中，所述控制单元被配置为：当针对所述目标峰值确定的行为模式对应于所述第二行为类型时，确定所述第一目标峰值和所述第二目标峰值。

9.根据权利要求2所述的电池诊断设备，

其中，所述控制单元被配置为：当所述电池的负极的状态被诊断为所述稳定状态时，减小所述电池的最大可允许温度和可用SOC区域中的至少一个。

10.根据权利要求1所述的电池诊断设备，

其中，所述控制单元被配置为将所述微分曲线中的具有最大微分容量的峰值确定为所述目标峰值。

11.一种电池组，该电池组包括根据权利要求1至10中任一项所述的电池诊断设备。

12.一种电池诊断方法，该电池诊断方法包括以下步骤：

微分曲线生成步骤，所述微分曲线生成步骤生成微分曲线，所述微分曲线表示电池的电压与所述电池的电压的微分容量之间的对应关系；

目标峰值确定步骤，所述目标峰值确定步骤确定所述微分曲线中的目标峰值；

行为模式确定步骤，所述行为模式确定步骤基于预设参考曲线中包括的参考峰值来确定所述目标峰值的行为模式；以及

负极状态诊断步骤，所述负极状态诊断步骤通过将针对所述目标峰值确定的行为模式与预设的多种行为类型进行比较来诊断所述电池的负极的状态。

Images