CN115943316A - 电池诊断装置、电池诊断方法、电池组和电动车辆 - Google Patents

电池诊断装置、电池诊断方法、电池组和电动车辆 Download PDF

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Abstract

根据本发明的电池诊断设备包括：电压传感器，所述电压传感器生成指示电池的电池电压的电压信号；电流传感器，所述电流传感器生成指示流过电池的电池电流的电流信号；以及控制电路。控制电路基于在恒定电流时段内每个单位时间收集的电压信号和电流信号确定在预定的设定电压范围内的测量容量曲线，在所述恒定电流时段内，在整个设定电压范围内以预定的电流速率对电池进行充电或放电。控制电路基于测量容量曲线确定设定电压范围内的测量微分曲线。控制电路将测量微分曲线与参考微分曲线进行比较以确定电池的负极弯曲度是否异常增加。

Description

电池诊断装置、电池诊断方法、电池组和电动车辆
技术领域
本申请要求于2020年12月29日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0185698的权益，其公开内容通过引用整体并入本文中。
本公开涉及用于诊断电池的异常劣化的技术。
背景技术
近来，对于诸如膝上型计算机、摄像机和移动电话的便携式电子产品的需求已经快速增加，并且随着电动车辆、用于能量存储的蓄能器、机器人和卫星的广泛发展，正在对可以重复地再充电的高性能电池进行许多研究。
目前，商业上可获得的电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池、锂离子电池等，并且在它们之中，锂离子电池几乎没有或没有记忆效应，并且因此它们比镍基电池获得更多的关注，因为锂离子电池的优点是，方便时可以随时进行再充电、自放电速率非常低并且能量密度高。
电池从产品发布开始，由于充电、放电和休息而随时间逐渐劣化。电池的劣化出现在各个方面，诸如，最大可允许充电容量的降低和内阻的增大。
内阻增大的原因之一是电池负极的弯曲度(tortuosity)的增加。负极的弯曲度是指示负极中的反应物离子的流动路径弯曲多少的参数。在本公开中，当反应物离子穿过负极活性材料层时，负极的弯曲度可以被定义为反应物离子的实际移动距离与最短移动距离(负极活性材料层的厚度)的比率。当电池是锂离子电池时，反应物离子是锂离子。
电池的劣化导致负极的弯曲度增加，并且随着负极的弯曲度增加，由于负极处的不均匀充电/放电反应，电池劣化得更快。
发明内容
技术问题
发明人认识到，指示电池的电压与剩余容量之间的关系的容量曲线因电池的负极的弯曲度的增加而改变。
本公开被设计成解决上述问题，并且本公开涉及提供电池诊断设备、电池诊断方法、电池组和电动车辆，其中，通过恒定电流过程和/或恒定电流充电过程获得已经从出厂状态(fresh condition)劣化的电池的容量曲线，并且该容量曲线用于确定电池的负极的弯曲度是否异常增加。
本公开的这些和其他目的和优点通过以下描述可以理解，并且将从本公开的实施方式显而易见。另外，将容易理解的是，本公开的目的和优点可以通过在所附权利要求及其组合中阐述的手段来实现。
技术方案
根据本公开的一个方面的电池诊断设备包括：电压传感器，所述电压传感器被配置为测量电池两端的电池电压并且生成指示所测量的电池电压的电压信号；电流传感器，所述电流传感器被配置为测量流过所述电池的电池电流并且生成指示所测量的电池电流的电流信号；以及控制电路，所述控制电路被配置为在每个单位时间收集电压信号和电流信号。所述控制电路被配置为：基于在恒定电流时段内在每个单位时间收集的所述电压信号和所述电流信号确定在预定的设定电压范围内指示所述电池电压与剩余容量之间的关系的测量容量曲线，在所述恒定电流时段期间，在所述设定电压范围内以预定的电流速率对所述电池进行充电或放电。所述控制电路被配置为基于所述测量容量曲线来确定在所述设定电压范围内指示所述电池电压与微分容量之间的关系的测量微分曲线。所述微分容量是每个单位时间的剩余容量的变化与每个单位时间的电池电压的变化的比率。所述控制电路被配置为通过将所述测量微分曲线与参考微分曲线进行比较来确定所述电池的负极弯曲度是否异常地增加。所述参考微分曲线被给出为当所述电池处于出厂状态时在所述设定电压范围内所述电池电压与所述微分容量之间的关系。
所述控制电路可以被配置为通过将所述测量容量曲线拟合到多项式函数来确定近似测量容量曲线。所述控制电路可以被配置为通过将所述近似测量容量曲线的剩余容量相对于所述电池电压求微分来确定所述测量微分曲线。
所述控制电路可以被配置为确定第一感兴趣电压，所述第一感兴趣电压是所述测量微分曲线与所述参考微分曲线之间的微分容量的差的大小为最大值处的电压。所述控制电路可以被配置为确定在从所述第一感兴趣电压到大于所述第一感兴趣电压的第二感兴趣电压的感兴趣电压范围内确定所述测量微分曲线与所述参考微分曲线之间的信号距离。所述控制电路可以被配置为当所述信号距离等于或大于参考距离时，确定所述电池的负极弯曲度异常增加。
所述控制电路可以被配置为将所述第二感兴趣电压确定为等于所述第一感兴趣电压和参考电压的和与电压上限中的较小者。
所述控制电路可以被配置为使用动态时间规整(dynamic time warping)来确定信号距离。
所述控制电路可以被配置为确定所述电池在所述电池的总使用持续时间内的累积充电/放电容量。所述控制电路可以被配置为基于所述累积充电/放电容量来确定所述参考距离。
所述控制电路可以被配置为使用以下等式来确定所述参考距离：
<等式>
Figure BDA0004009932980000031
(其中，m是预定自然数，C[i]是第i个预定正系数，x是所述累积充电/放电容量，并且y是所述参考距离)。
根据本公开的另一方面的电池组包括电池诊断设备。
根据本公开的又一方面的电动车辆包括电池组。
根据本公开的再一方面的电池诊断方法可以由电池诊断设备执行。所述电池诊断方法包括以下步骤：基于在恒定电流时段内在每个单位时间收集的所述电压信号和所述电流信号确定在预定的设定电压范围内指示所述电池电压与剩余容量之间的关系的测量容量曲线，在所述恒定电流时段期间，在所述设定电压范围内以预定的电流速率对所述电池进行充电或放电；基于所述测量容量曲线确定在所述设定电压范围内指示所述电池电压与微分容量之间的关系的测量微分曲线，其中，所述微分容量是每个单位时间的剩余容量的变化与每个单位时间的电池电压的变化的比率；以及通过将所述测量微分曲线与参考微分曲线进行比较来确定所述电池的负极弯曲度是否异常增加，其中，所述参考微分曲线被给出为当所述电池处于出厂状态时在所述设定电压范围内所述电池电压与所述微分容量之间的关系。
有益效果
根据本公开的实施方式中的至少一个，可以针对已经从出厂状态劣化的电池使用通过恒定电流过程和/或恒定电流充电过程获得的容量曲线来确定电池的负极的弯曲度是否异常增加。
根据本公开的实施方式中的至少一个，可以在特定电压范围内基于与从劣化的电池获得的容量曲线相对应的微分曲线和与出厂状态相关联的另一微分曲线之间的相似性(是指以下描述的‘信号距离’)来确定劣化的电池的负极的弯曲度是否异常增加。
根据本公开的实施方式中的至少一个，可以基于劣化的电池的累积充电/放电容量来设置用于确定劣化的电池的负极的弯曲度是否异常增加的参考值(是指以下描述的‘参考距离’)。
本公开的效果不限于上述效果，并且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这些和其他效果。
附图说明
附图示出了本公开的优选实施方式，并且与下面描述的本公开的详细描述一起用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，并且因此本公开不应当被解释为限于附图。
图1是示出根据本公开的电动车辆的示意图。
图2是示出通过图1中所示的电池的恒定电流过程获得的容量曲线的示意图。
图3是示出与图2中所示的容量曲线相关联的微分曲线的示意图，图4是示出图3中所示的微分曲线之间的微分容量差的示意图。
图5是示出可以由图1中所示的电池诊断设备执行的电池诊断方法的示例性流程图。
图6是示出图5的步骤S540的子步骤的示例性流程图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应理解，在说明书和所附权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而是基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念基于发明人被允许为最佳解释适当地定义术语的原理来解释。
因此，本文描述的实施方式和附图中示出的图示仅仅是本公开的最优选实施方式，但是不旨在完全描述本公开的技术方面，因此应当理解，可以在提交申请时对其进行各种其他等同和修改。
包括序数词(诸如，“第一”、“第二”等)的术语用于在各种元件当中将一个元件与另一元件区分开，但不旨在使元件受术语限制。
除非上下文另外明确地指示，否则应当理解，术语“包括”在本说明书中使用时指定所陈述的元件的存在，但不排除一个或更多个其他元件的存在或添加。另外，如本文所使用的术语“控制单元”是指至少一个功能或操作的处理单元，并且可以由硬件和软件单独地或组合地来实现。
另外，在整个说明书中，将进一步理解，当元件被称为“连接到”另一元件时，其可以直接连接到另一元件，或者可以存在中间元件。
图1是示出根据本公开的电动车辆的示意图。
参考图1，电动车辆1包括电池组2、换流器3、电动马达4、充电/放电电路5和车辆控制器6。
电池组2包括电池B、开关SW和电池管理系统100。
电池B可以通过设置在电池组2中的一对电力端子联接到换流器3和/或充电/放电电路5。电池B是可再充电电池，并且可以是例如锂离子电池。
换流器3被设置为响应于来自电池管理系统100的命令而将来自电池B的直流电(DC)转换为交流电(AC)。电动马达4可以是例如3相AC马达。电动马达4使用来自换流器3的AC操作。
开关SW与电池B串联连接。开关SW被安装在用于电池B的充电/放电的电流路径上。响应于来自电池管理系统100的开关信号来执行开关SW的开/关控制。开关SW可以为通过线圈或半导体开关装置(诸如，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))的磁力而接通/断开的机械继电器。
充电/放电电路5被设置为响应于来自控制电路230的命令而调节电池B的充电功率和放电功率。当电池B的电池电压等于或低于如下所述的设定电压范围的电压下限VL时，控制电路230可以命令充电/放电电路5以恒定电流充电。当电池B的电池电压等于或高于设定电压范围的电压上限VU时，控制电路230可以命令充电/放电电路5以恒定电流放电。
提供电池管理系统100以负责与电池B的充电/放电有关的总体控制。电池管理系统100包括电池诊断设备200。电池管理系统100还可以包括温度传感器310或通信电路320中的至少一个。在下文中，假设电池管理系统100包括电池诊断设备200、温度传感器310和通信电路320。
电池诊断设备200包括电压传感器210、电流传感器220和控制电路230。
电压传感器210并联连接到电池B，并且被配置为检测电池B两端的电池电压，并且生成指示检测到的电池电压的电压信号。
电流传感器220通过电流路径串联连接到电池B。电流传感器220被配置为检测流过电池B的电池电流，并且生成指示检测到的电池电流的电流信号。
温度传感器310被配置为检测电池B的温度，并且生成指示检测到的温度的温度信号。
控制电路230可以使用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(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中的至少一者以硬件来实施。
控制电路230可以具有存储装置。存储装置可以包括例如闪存类型的存储介质、硬盘类型、固态硬盘(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)中的至少一种类型。存储装置可以存储由控制电路230进行计算所需的数据和程序。存储装置可以存储指示控制电路230计算的结果的数据。
控制电路230可以可操作地联接到开关SW、充电/放电电路5、电压传感器210、电流传感器220、温度传感器310和/或通信电路320。可操作地联接指的是连接以在一个或两个方向上发送和接收信号。控制电路230可以以重复的方式周期性地或不定期地收集感测信号。感测信号指示同步检测的电压信号、电流信号和/或温度信号。
控制电路230可以在电池B充电/放电期间以预定时间间隔基于感测信号来确定电池B的充电状态(SOC)。诸如安培计数、SOC开路电压(OCV)曲线和卡尔曼滤波器的众所周知的算法可以用于确定SOC。
通信电路320可以包括被配置为支持控制电路230与车辆控制器6(例如，电子控制单元(ECU))之间的有线或无线通信的通信电路。有线通信可以是例如控制器局域网(CAN)通信，并且无线通信可以是例如Zigbee或蓝牙通信。通信协议不限于特定类型，并且可以包括用于支持控制电路230与车辆控制器6之间的有线/无线通信的任何通信协议。
通信电路320可以包括输出装置(例如，显示器、扬声器)，从而以可识别的形式提供从车辆控制器6和/或控制电路230接收的信息。车辆控制器6可以基于经由与电池管理系统100的通信收集的电池信息(例如，电压、电流、温度、SOC)来控制换流器3。
图2是示出通过图1中所示的电池的恒定电流过程获得的容量曲线的示意图。
参考图2，测量容量曲线201指示通过恒定电流过程获得的劣化的电池B的电池电压与剩余容量之间的关系。参考容量曲线202指示在通过恒定电流过程获得的出厂状态下的样品电池的电池电压与剩余容量之间的关系。样品电池被制造为具有与电池B相同的电化学规格。出厂状态指的是全新且无故障的状态。
恒定电流过程是在从电池电压等于预定的设定电压范围的电压上限VU或电压下限VL中的任一者的时间到电池电压达到电压上限VU或电压下限VL中的另一者的时间的恒定电流时段内电池B使用预定电流速率(例如，0.1C速率)的放电或充电事件。电压上限VU(例如，4.2V)被预设为低于允许电池B充电的预定充电结束电压。电压下限VL(例如，3.0V)被预设为高于允许电池B放电的预定放电结束电压。
图2示出了在恒定电流时段通过放电事件获得的两个容量曲线201、202。控制电路230可以基于在恒定电流时段内在每个单位时间收集和记录的电压信号和电流信号来确定测量容量曲线201。随着电池B劣化，完全充电容量减小，并且因此测量容量曲线201达到电压下限VL的时间tB早于参考容量曲线202达到电压下限VL的时间tC。随着电池B劣化，测量容量曲线201的形状改变，并且因此参考容量曲线202与测量容量曲线201之间的差逐渐增加。
图3是示出与图2中所示的容量曲线相关联的微分曲线的示意图，并且图4是示出图3中所示的微分曲线之间的微分容量差的示意图。
参考图3，测量微分曲线301是可以从图2的测量容量曲线201获得的数据集，并且指示(i)电池电压V与(ii)微分容量dQ/dV之间的关系，包括限定测量容量曲线201的时间序列。微分容量dQ/dV是每个单位时间的剩余容量Q的变化dQ与每个单位时间的电池电压V的变化dV的比率。例如，控制电路230可以确定近似容量曲线，该近似容量曲线是通过曲线拟合将图2的测量容量曲线201的电池电压与剩余容量之间的关系拟合到多项式函数的结果。通过将测量容量曲线201转换为近似容量曲线来去除存在于测量容量曲线201中的噪声分量。随后，作为将近似容量曲线相对于输入变量(即，电池电压)求微分的结果，控制电路230可以获得测量微分曲线301。
参考微分曲线302是可以从图2的参考容量曲线202获得的时间序列数据集，并且指示(i)电池电压与(ii)微分容量之间的关系，包括限定参考容量曲线202的时间序列。也就是说，参考微分曲线302可以作为将参考容量曲线202的剩余容量相对于电池电压求微分的结果给出。
上述曲线201、202、301、302中的每一者可以被视为一种类型的信号(时间序列)。控制电路230可以通过将测量微分曲线301与参考微分曲线302进行比较来确定电池B的负极弯曲度是否异常地增加。控制电路230可以在从电压上限VU到电压下限VL的设定电压范围内计算微分曲线301、302之间的微分容量差。图4示出了在设定电压范围内从测量微分曲线301的微分容量中减去参考微分曲线302的微分容量的结果。
控制电路230可以确定第一感兴趣电压，该第一感兴趣电压是微分容量的差的大小为最大值处的电压。可以在测量微分曲线301具有比参考微分曲线302更小的微分容量的电压范围内确定第一感兴趣电压。在图4中，测量微分曲线301与参考微分曲线302之间的微分容量差在设定电压范围内在电压V1处最小，并且因此控制电路230可以将电压V1确定为第一感兴趣电压。另外，控制电路230基于第一感兴趣电压V1确定第二感兴趣电压V2。第二感兴趣电压V2可以等于(i)第一感兴趣电压V1和参考电压Vref的和与(ii)电压上限VU中的较小者。
参考电压Vref可以被给出为测量两个微分曲线的相似性所需的感兴趣电压范围的最佳宽度(例如，0.3V)。
另选地，控制电路230可以基于电池B的累积充电/放电容量来确定参考电压Vref。存储装置可以预先记录查找表，所述查找表定义了累积充电/放电容量与参考电压之间的预定相关性。在查找表中，参考电压可以与累积充电/放电容量具有线性或非线性反比关系。也就是说，在查找表中，较大的累积充电/放电容量可以与较小的参考电压相关联。当电池B劣化时，测量微分曲线301与参考微分曲线302具有大的差异。因此，当参考电压Vref(其是感兴趣电压范围的宽度)随着电池B的累积充电/放电容量的增加而减小时，可以将微分曲线301和参考微分曲线302以足够的准确度在低计算复杂度下进行比较以用于相似性测量。
控制电路230可以在从第一感兴趣电压V1到第二感兴趣电压V2的感兴趣电压范围内确定测量微分曲线301与参考微分曲线302之间的信号距离。当测量微分曲线301和参考微分曲线302在感兴趣电压范围内彼此更相似时，信号距离减小。可以使用各种公知的相似性计算方法(诸如，皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient))中的至少一种来确定信号距离。与此相关，由于电池B的内阻，随着电池B劣化，放电过程中的电池电压移向低电压偏，而充电过程中的电池电压向高电压偏移。因此，在确定信号距离时，动态时间规整(dynamic time warping)(作为输出具有不同模式的两个信号之间的信号距离的函数)可以用于抵消电池电压在充电/放电期间的偏移。
作为将信号距离与参考距离进行比较的结果，控制电路230可以在发现信号距离等于或大于参考距离时确定电池B的负极弯曲度异常增加。电池B的负极弯曲度的异常增加指示电池B的负极弯曲度等于或大于与电池B的累积充电/放电容量相对应的负极弯曲度的上限值。累积充电/放电容量可以是在从电池B的发布时间到恒定电流时段的开始时间(或结束时间)的总使用持续时间内流过电池B的放电电流的累积值和充电电流的累积值的总和。信号距离与电池B的负极弯曲度相对应，并且参考距离与负极弯曲度的上限值相对应，该负极弯曲度的上限值对应于电池B的累积充电/放电容量。为了将信号距离与参考距离进行比较，控制电路230可以使用在存储装置中预先记录的以下等式来确定参考距离。
<等式>
Figure BDA0004009932980000091
在上述等式中，m表示预定自然数，C[i]表示第i个预定正系数，x表示累积充电/放电容量，y表示参考距离。上述等式可以通过测试(或计算模拟)预设，以获得具有与电池B相同的电化学规格的样品电池的累积充电/放电容量与负极弯曲度之间的关系。
当确定电池B的负极弯曲度异常增加时，控制电路230可以执行预定的安全功能。在一个示例中，控制电路230可以通过通信电路320向车辆控制器6发送警告消息。在另一示例中，控制电路230可以减小充电电流和/或放电电流的最大允许值。最大允许值的减小可以与信号距离和参考距离之间的差成正比。
图5是示出可以由图1中所示的电池诊断设备执行的电池诊断方法的示例性流程图，并且图6是示出图5的步骤S540的子步骤的示例性流程图。
参考图1至图5，在步骤S500中，控制电路230命令充电/放电电路5开始恒定电流时段。恒定电流时段是在预定的设定电压范围VL～VU内以预定的电流速率对电池B进行充电或放电的时间段。
在步骤S510中，控制电路230在恒定电流时段内在每个单位时间收集电压信号和电流信号。也就是说，控制电路230在恒定电流时段内生成电池电压的时间序列和电池电流的时间序列。
在步骤S520中，控制电路230基于在恒定电流时段收集的电压信号和电流信号确定在设定电压范围内指示电池电压与剩余容量之间的关系的测量容量曲线201。
在步骤S530中，控制电路230基于测量容量曲线201确定在设定电压范围内指示电池电压与微分容量之间的关系的测量微分曲线301。微分容量是每个单位时间的剩余容量的变化与每个单位时间的电池电压的变化的比率dQ/dV。
在步骤S540中，控制电路230通过将测量微分曲线301与参考微分曲线302进行比较来确定电池B的负极弯曲度是否异常增加。当步骤S540的值为“是”时，可执行步骤S550。
在步骤S550中，控制电路230执行预定安全功能。
参考图6，在步骤S610中，控制电路230确定第一感兴趣电压V1，该第一感兴趣电压V1是测量微分曲线301与参考微分曲线302之间的微分容量差的大小为最大值的电压。
在步骤S620中，控制电路230基于第一感兴趣电压V1确定第二感兴趣电压V2。第二感兴趣电压可以等于(i)第一感兴趣电压V1和参考电压Vref(例如，0.3V)的和与(ii)电压上限VU中的一者(例如，较小者)。
在步骤S630中，控制电路230在作为下限的第一感兴趣电压V1与作为上限的第二感兴趣电压V2之间的感兴趣电压范围内确定测量微分曲线301与参考微分曲线302之间的信号距离。
在步骤S640中，控制电路230基于电池B的累积充电/放电容量来确定参考距离(参见等式)。另选地，如上所述，当基于累积充电/放电容量确定参考电压Vref时，可以省略步骤S640，并且可以将预定值用作参考距离。
在步骤S650中，控制电路230确定信号距离是否等于或大于参考距离。等于或大于参考距离的信号距离指示电池B的负极弯曲度异常地增加超过了根据电池B的累积充电/放电容量的预期上限值。
上文描述的本公开的实施方式不仅通过设备和方法来实施，并且可以通过执行与本公开的实施方式的配置相对应的功能的程序或具有记录在其上的程序的记录介质来实施，并且这样的实施可以由本领域技术人员从上述实施方式的公开中容易地实现。
虽然已经关于有限数量的实施方式和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员显而易见的是，可以在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内对其进行各种修改和改变。
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在上文中描述的本公开进行许多替换、修改和改变，本公开不受上述实施方式和附图的限制，并且所有或一些实施方式可以被选择性地组合以允许各种修改。
[附图标记]
1：电动车辆
2：电池组
B：电池
100：电池管理系统
200：电池诊断设备
210：电压传感器
220：电流传感器
230：控制电路

Claims (10)

1.一种电池诊断设备，所述电池诊断设备包括：
电压传感器，所述电压传感器被配置为测量电池两端的电池电压并且生成指示所测量的电池电压的电压信号；
电流传感器，所述电流传感器被配置为测量流过所述电池的电池电流并且生成指示所测量的电池电流的电流信号；以及
控制电路，所述控制电路被配置为在每个单位时间收集所述电压信号和所述电流信号，
其中，所述控制电路被配置为：
基于在恒定电流时段内在每个单位时间收集的所述电压信号和所述电流信号来确定在预定的设定电压范围内指示所述电池电压与剩余容量之间的关系的测量容量曲线，在所述恒定电流时段期间，在所述设定电压范围内以预定的电流速率对所述电池进行充电或放电，
基于所述测量容量曲线来确定在所述设定电压范围内指示所述电池电压与微分容量之间的关系的测量微分曲线，其中，所述微分容量是每个单位时间的剩余容量的变化与每个单位时间的电池电压的变化的比率，并且
通过将所述测量微分曲线与参考微分曲线进行比较来确定所述电池的负极弯曲度是否异常地增加，其中，所述参考微分曲线被定义为当所述电池处于出厂状态时在所述设定电压范围内所述电池电压与所述微分容量之间的关系。
2.根据权利要求1所述的电池诊断设备，其中，所述控制电路被配置为：
通过将所述测量容量曲线拟合到多项式函数来确定近似测量容量曲线；并且
通过将所述近似测量容量曲线的剩余容量相对于所述电池电压求微分来确定所述测量微分曲线。
3.根据权利要求1所述的电池诊断设备，其中，所述控制电路被配置为：
确定第一感兴趣电压，所述第一感兴趣电压是所述测量微分曲线与所述参考微分曲线之间的微分容量的差的大小为最大值处的电压，
在从所述第一感兴趣电压到大于所述第一感兴趣电压的第二感兴趣电压的感兴趣电压范围内确定所述测量微分曲线与所述参考微分曲线之间的信号距离，并且
当所述信号距离等于或大于参考距离时，确定所述电池的负极弯曲度异常增加。
4.根据权利要求3所述的电池诊断设备，其中，所述控制电路被配置为将所述第二感兴趣电压确定为等于所述第一感兴趣电压和参考电压的和与电压上限中的较小者。
5.根据权利要求3所述的电池诊断设备，其中，所述控制电路被配置为使用动态时间规整来确定所述信号距离。
6.根据权利要求3所述的电池诊断设备，其中，所述控制电路被配置为：
确定所述电池在所述电池的总使用持续时间内的累积充电/放电容量；并且
基于所述累积充电/放电容量来确定所述参考距离。
7.根据权利要求6所述的电池诊断设备，其中，所述控制电路被配置为使用以下等式来确定所述参考距离：
Figure FDA0004009932970000021
其中，m是预定自然数，C[i]是第i个预定正系数，x是所述累积充电/放电容量，并且y是所述参考距离。
8.一种电池组，所述电池组包括根据权利要求1至7中任一项所述的电池诊断设备。
9.一种电动车辆，所述电动车辆包括根据权利要求8所述的电池组。
10.一种电池诊断方法，所述电池诊断方法能够由根据权利要求1至7中任一项所述的电池诊断设备执行，所述电池诊断方法包括以下步骤：
基于在恒定电流时段内在每个单位时间收集的所述电压信号和所述电流信号来确定在预定的设定电压范围内指示所述电池电压与剩余容量之间的关系的测量容量曲线，在所述恒定电流时段期间，在所述设定电压范围内以预定的电流速率对所述电池进行充电或放电；
基于所述测量容量曲线来确定在所述设定电压范围内指示所述电池电压与微分容量之间的关系的测量微分曲线，其中，所述微分容量是每个单位时间的剩余容量的变化与每个单位时间的电池电压的变化的比率；以及
通过将所述测量微分曲线与参考微分曲线进行比较来确定所述电池的负极弯曲度是否异常地增加，其中，所述参考微分曲线被定义为当所述电池处于出厂状态时在所述设定电压范围内所述电池电压与所述微分容量之间的关系。
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