CN116324452A - 电池监测设备和方法 - Google Patents

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CN116324452A CN202280006779.0A CN202280006779A CN116324452A CN 116324452 A CN116324452 A CN 116324452A CN 202280006779 A CN202280006779 A CN 202280006779A CN 116324452 A CN116324452 A CN 116324452A
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Abstract

根据本公开的实施方式的电池监测装置包括：曲线生成单元，其被配置为生成表示微分电压与电池的SOC之间的对应关系的微分曲线，所述微分电压表示电池的电压相对于所述SOC的变化率；以及控制单元，其被配置为计算与所述微分曲线中的预设SOC区域相对应的曲率，将所计算的曲率与所述电池的预设标准曲率进行比较，并且基于比较结果确定锂是否从所述电池沉积。

Description

电池监测设备和方法
技术领域
本申请要求于2021年5月26日提交的韩国专利申请No.10-2021-0067882的优先权，其公开内容通过引用并入本文中。
本公开涉及一种电池监测设备和方法，并且更具体地，涉及一种可以监测电池的状态的电池监测设备和方法。
背景技术
近来，对诸如笔记本计算机、摄像机和便携式电话的便携式电子产品的需求急剧增加，并且电动车辆、能量存储电池、机器人、卫星等已经认真开发。因此，积极研究了允许重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，锂电池备受瞩目，因为它们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放电速率和高能量密度。
然而，由于各种原因，在电池中可能发生内部短路，并且在严重的情况下，存在可能发生火灾的风险。通常，当在电池内部沉积锂金属时，电池中可能发生内部短路。例如，如果在电动车辆中提供的电池中可能发生内部短路并且电池连续地操作，则存在电动车辆中可能发生火灾的风险。
为了解决这个问题，在现有技术中已经研究了检测电池是否短路的技术。然而，在以非破坏性方式准确地检测电动车辆或能量存储系统中设置的电池中是否短路时存在限制。
发明内容
技术问题
本公开被设计成解决相关领域的问题，并且因此本公开涉及提供电池监测设备和方法，其可以基于电池的电压和充电状态(SOC)来监测锂是否沉积。
本公开的这些和其他目的和优点可以通过以下详细描述理解，并且将从本公开的示例性实施方式变得更加显而易见。而且，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及其组合中所示的手段来实现。
技术方案
根据本公开的一个方面的一种电池监测设备，所述电池监测设备可以包括：曲线生成单元，所述曲线生成单元被配置为生成表示微分电压与SOC之间的对应关系的微分曲线，所述微分电压表示电池的电压相对于所述电池的SOC的变化率(change rate)；以及控制单元，所述控制单元被配置为计算与所述微分曲线中的预设SOC区域相对应的曲率，将所计算的曲率与所述电池的预设标准曲率进行比较，并且基于比较结果判断锂是否在所述电池中沉积。
控制单元可以被配置为将所计算的曲率的大小和所述标准曲率的大小进行比较。
控制单元可以被配置为当所计算的曲率等于或小于所述标准曲率时，判断锂没有在所述电池中沉积。
控制单元可以被配置为当所计算的曲率大于所述标准曲率时，判断锂在所述电池中沉积。
控制单元可以被配置为计算所计算的曲率大于所述标准曲率的次数，并且基于所计算的次数判断锂是否在所述电池中沉积。
所述控制单元可以被配置为当所计算的次数大于预设标准值时，判断锂在所述电池中沉积。
曲线生成单元可以被配置为生成多个微分曲线。
所述控制单元可以被配置为计算由所述曲线生成单元生成的多个微分曲线中的每个微分曲线中的曲率，并且计算所计算的多个曲率大于所述标准曲率的次数。
当所计算的次数大于预设标准值时，所述控制单元可以被配置为确定被判断为大于所述标准曲率的曲率的增大模式/减小模式，并且基于所确定的增大模式/减小模式判断锂是否在所述电池中沉积。
所述控制单元被配置为当所确定的增大模式/减小模式是增大模式时，判断锂在所述电池中沉积。
当判断锂在所述电池中沉积时，所述控制单元可以被配置为生成并输出与锂沉积相关的诊断代码。
控制单元可以被配置为计算所述电池的空闲时段，并且当所计算的空闲时段等于或小于预设标准时段时，计算所述曲线生成单元生成的所述微分曲线的曲率。
控制单元可以被配置为确定包括在所述微分曲线的所述预设SOC区域中的目标峰值并且计算与所述目标峰值相对应的曲率。
根据本公开的另一方面的电池组可以包括根据本公开的一方面的电池监测设备。
根据本公开的另一方面的车辆可以包括根据本公开的一方面的电池监测设备。
根据本公开的另一个方面的一种诊断电池状态的方法，所述方法可以包括以下步骤：微分曲线生成步骤，所述微分曲线生成步骤生成微分曲线，所述微分曲线表示微分电压与SOC之间的对应关系，所述微分电压表示电池的电压相对于所述电池的SOC的变化率；曲率计算步骤，所述曲率计算步骤计算与在所述微分曲线生成步骤中生成的所述微分曲线中的预设SOC区域相对应的曲率；曲率比较步骤，所述曲率比较步骤将在所述曲率计算步骤中计算的曲率与所述电池的预设标准曲率进行比较；以及锂沉积判断步骤，所述锂沉积判断步骤基于所述曲率比较步骤的比较结果判断锂是否在所述电池中沉积。
有益效果
根据本公开的一个方面，可以以非破坏性方式监测锂是否在电池中沉积。因此，可以防止由于锂沉积而发生的电池的短路，并且防止由于所生成的短路而发生火灾。
本公开的效果不限于以上，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，并且因此，本公开不被解释为限于附图。
图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池监测设备的图。
图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的第一电池的微分曲线的图。
图3是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的第二电池的微分曲线的图。
图4是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的第三电池的微分曲线的图。
图5是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的第四电池的多个曲率的图。
图6是示意性地示出包括根据本公开的实施方式的电池监测设备的电池组的示例性配置的图。
图7是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电池监测方法的图。
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被解释为限于一般和字典含义，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，本文提出的描述仅是出于说明的目的的优选示例，而不旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他等同和修改。
另外，在描述本公开时，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，在此省略了详细描述。
包括序数词(诸如“第一”、“第二”等)的术语可用于在各种元件中将一个元件与另一元件区分开，但不旨在用术语限制元件。
在整个说明书中，当一部分被称为“包括”或“包含”任何元件时，这意味着该部分可以进一步包括其他元件，而不排除其他元件，除非另有明确说明。
另外，在整个说明书中，当一部分被称为“连接”到另一部分时，其不限于它们“直接连接”的情况，而是还包括另一个元件插入它们之间的它们“间接连接”的情况。
在下文中，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的实施方式的电池监测设备100的图。
参考图1，电池监测设备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微分电压与SOC之间的对应关系的微分曲线，所述微分电压表示电池的电压相对于电池的充电状态(SOC)的变化率。
这里，电池是指具有负极端子和正极端子的一个物理上可分离的独立电芯。例如，锂离子电池或锂聚合物电池可以被认为是电池。此外，电池可以指多个电芯串联和/或并联连接的电池模块。在下文中，为了便于描述，电池将被描述为意味着一个独立的电芯。
具体地，曲线生成单元110可以获得关于电池的SOC和电压的电池信息。另外，曲线生成单元110可以计算表示与每个SOC相对应的电压的变化率(dV/dSOC)的微分电压。另外，曲线生成单元110可以生成表示SOC与微分电压之间的对应关系的微分曲线。
例如，曲线生成单元110可以首先基于所获得的电池信息来生成表示SOC与电压之间的对应关系的电池曲线。另外，曲线生成单元110可以计算针对每个SOC的微分电压并且生成表示SOC与微分电压之间的对应关系的微分曲线。
图2是示意性地示出根据本公开的实施方式的第一电池的微分曲线的图。具体地，图2是示出第一电池的微分曲线中的SOC 70％至85％区域的图。
在图2的实施方式中，当第一电池处于BOL(寿命开始)状态时，可以生成标准微分曲线RP1。这里，标准微分曲线RP1可以在外部预先生成并且由曲线生成单元110获得，或者可以由曲线生成单元110基于第一电池的BOL数据直接生成。
另外，在图2的实施方式中，第一微分曲线DP11和第二微分曲线DP12可以以预定的时间间隔生成。例如，可以在生成第一微分曲线DP11之后经过3天的时间点生成第二微分曲线DP12。
控制单元120可以被配置为计算与微分曲线中的预设SOC区域相对应的曲率。在下文中，假设与标准曲线RP1中的预设SOC区域相对应的曲率是预设的。
具体地，控制单元120可以被配置为确定包括在微分曲线的预设SOC区域中的目标峰值。
例如，预设SOC区域可以被设置为SOC 50％至100％区域。优选地，SOC区域可以被设置为SOC 70％至85％区域。
这里，峰值可以意味着在微分曲线中瞬时变化率为0的点。也就是说，在微分曲线中，微分电压相对于SOC的瞬时变化率为0的点可被确定为峰值。
控制单元120可以考虑针对SOC的微分电压的瞬时变化率来确定预设SOC区域中的至少一个峰值。此外，控制单元120可以将所确定的峰值之中具有最低微分电压的峰值确定为目标峰值。
优选地，目标峰值可在SOC 70％至85％区域中确定。另外，控制单元120可以确定在预设SOC区域中具有向下凸起形状的至少一个峰值，以便快速确定目标峰值。也就是说，由于目标峰值意味着具有最低微分电压的峰值，所以控制单元120可以将除了具有向上凸起形状的峰值之外的具有向下凸起形状的峰值确定为目标峰值的候选组。
例如，在图2的实施方式中，控制单元120可以确定第一电池的第一微分曲线DP11中的第一目标峰值B。另外，控制单元120可以确定第一电池的第二微分曲线DP12中的第二目标峰值C。
控制单元120可以被配置为计算与目标峰值相对应的曲率。
例如，控制单元120可以计算内切在所确定的目标峰值中的曲率圆，并且计算曲率半径(所计算的曲率圆的半径)的倒数作为与目标峰值相对应的曲率。这里，当计算出内切在目标峰值中的一个或更多个曲率圆时，控制单元120可以选择具有最大曲率半径的曲率圆，并且根据所选择的曲率圆的曲率半径来选择与目标峰值相对应的曲率。也就是说，控制单元120可以计算目标峰值的最小曲率作为与目标峰值相对应的曲率。
在图2的实施方式中，控制单元120可以计算与第一微分曲线DP11中的第一目标峰值B相对应的第一曲率。此外，控制单元120可以计算与第二微分曲线DP12中的第二目标峰值C相对应的第二曲率。
控制单元120可以被配置为将所计算的曲率与电池的预设标准曲率进行比较。具体地，控制单元120可以被配置为比较所计算的曲率和标准曲率的大小。
例如，在图2的实施方式中，可以基于与标准微分曲线RP1的标准峰值A相对应的曲率来预设第一电池的标准曲率。优选地，可以将第一电池的标准曲率预设为与标准峰值A相对应的曲率。
控制单元120可分别将标准曲率的大小与第一曲率的大小以及标准曲率的大小与第二曲率的大小进行比较。
控制单元120可以被配置为基于比较结果判断锂是否在电池中沉积。
例如，如果所计算的曲率小于或等于标准曲率，则控制单元120可以被配置为判断锂没有在电池中沉积。相反，如果所计算的曲率大于标准曲率，则控制单元120可以被配置为判断锂在电池中沉积。
例如，在图2的实施方式中，与标准峰值A相对应的标准曲率的大小可小于与第一目标峰值B相对应的第一曲率的大小以及与第二目标峰值C相对应的第二曲率的大小。因此，控制单元120可以判断锂在第一电池中沉积。具体地，控制单元120可以判断在第一电池的负极中已经发生锂金属沉积的锂镀(Li镀)。
也就是说，根据本公开的实施方式的电池监测设备100可以基于当锂在电池中沉积时出现的SOC和微分电压的变化行为以非破坏性方式来判断锂是否沉积。因此，由于即使电池未被直接拆卸也可以监测锂是否在电池中沉积，所以可以预先防止由锂沉积引起的内部短路和由内部短路引起的火灾事故。
另外，包括在电池监测设备100中的控制单元120可以可选地包括本领域已知的专用集成电路(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，以执行下面公开的各种控制逻辑。此外，当以软件实现控制逻辑时，控制单元120可以被实现为一组程序模块。在这种情况下，程序模块可以存储在存储器中并由控制单元120执行。存储器可以在控制单元120的内部或外部，并且可以通过各种公知的方式连接到控制单元120。
此外，电池监测设备100还可以包括存储单元130。存储单元130可以存储用于诊断根据本公开的电池的状态所需的程序、数据等。也就是说，存储单元130可以存储电池监测设备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生成的数据等。存储单元130在其种类方面没有特别限制，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可以存储定义曲线生成单元110和控制单元120可执行的过程的程序代码。
例如，存储单元130可以存储关于电池的电压和SOC的电池信息。曲线生成单元110可以从外部直接获得电池信息，或者可以访问存储单元130以获得电池信息。另外，曲线生成单元110可以基于所获得的电池信息来生成微分曲线。在该过程中，用于从电池信息生成微分曲线的程序代码等可以存储在存储单元130中。
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。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以获得所存储的微分曲线。
控制单元120可以被配置为计算电池的空闲时段。这里，空闲时段可以意味着电池维持在空闲状态的时段。也就是说，空闲时段可以意味着电池处于空载(no-load)状态的时段。控制单元120可以考虑电池正被充电还是放电来计算电池的空闲时段。
具体地，随着电池的空闲时段变得更长，可以使电池稳定。在这种情况下，即使控制单元120根据电池的微分曲线计算与目标峰值相对应的曲率，所计算的曲率与标准曲率之间的差也可能不会显著地出现。因此，控制单元120可以被配置为在所计算的空闲时段小于或等于预设标准时段时计算由曲线生成单元110生成的微分曲线的曲率。
此外，控制单元120可以通过比较所计算的曲率的大小和标准曲率的大小来进一步在判断锂是否沉积时考虑预设阈值。
例如，如果所计算的曲率与标准曲率之间的差小于阈值，则控制单元120可以被配置为判断锂没有在电池中沉积。相反，如果所计算的曲率与标准曲率之间的差等于或大于阈值，则控制单元120可以被配置为判断锂在电池中沉积。
在图2的实施方式中，第一电池可以处于空闲时段小于或等于预设标准时段的状态。此外，第一微分曲线DP11和第二微分曲线DP12可基于空闲时段小于或等于预设标准时段的第一电池的SOC和电压生成。因此，如果与第一目标峰值B相对应的第一曲率和与第二目标峰值C相对应的第二曲率之间的差大于或等于阈值，则控制单元120可以判断锂在第一电池中沉积。相反，如果第一曲率与标准曲率之间的差以及第二曲率与标准曲率之间的差都小于阈值，则控制单元120可以判断锂没有在第一电池中沉积。
图3是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的第二电池的微分曲线的图。图4是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的第三电池的微分曲线的图。
在图3的实施方式中，标准曲线RP2是在BOL状态下生成以对应于第二电池的SOC和电压的曲线，第一微分曲线DP21是在预定的第一时间点生成以对应于第二电池的SOC和电压的曲线，并且第二微分曲线DP22是在预定的第二时间点生成以对应于第二电池的SOC和电压的曲线。
在图4的实施方式中，标准曲线RP3是在BOL状态下生成以对应于第三电池的SOC和电压的曲线，第一微分曲线DP31是在预定的第一时间点生成以对应于第三电池的SOC和电压的曲线，并且第二微分曲线DP32是在预定的第二时间点生成以对应于第三电池的SOC和电压的曲线。
具体地，在图3的实施方式中，第二电池的状态是空闲时段小于第一时间点和第二时间点的预设标准时段的状态，但是在图4的实施方式中，第三电池的状态可以是空闲时段大于预设标准时段的状态。此外，第二电池和第三电池可以处于被调节为保持基本上相同的劣化状态的状态。
参考图3，与第二电池的第一目标峰值E相对应的第一曲率和与标准峰值D相对应的标准曲率之间的差可大于或等于阈值。此外，与第二电池的第二目标峰值F相对应的第二曲率和与标准峰值D相对应的标准曲率之间的差可大于或等于阈值。因此，控制单元120可以判断锂在第二电池中沉积。
相反，参照图4，与第三电池的第一目标峰值I相对应的第一曲率和与标准峰值H相对应的标准曲率之间的差可小于阈值。另外，与第三电池的第二目标峰值J相对应的第二曲率和与标准峰值H相对应的标准曲率之间的差可小于阈值。因此，控制单元120可以判断锂没有在第三电池中沉积。
也就是说，由于保持第二电池的空闲时段等于或小于预设标准时段，所以标准曲率(与标准峰值D相对应的曲率)与第一曲率(与第一目标峰值E相对应的曲率)和第二曲率(与第二目标峰值F相对应的曲率)中的每一者之间的差可等于或大于阈值。另外，在第三电池中，标准曲率(与标准峰值H相对应的曲率)与第一曲率(与第一目标峰值I相对应的曲率)和第二曲率(与第二目标峰值J相对应的曲率)中的每一者之间的差可小于阈值，因为保持空闲时段大于预设标准时段。
因此，电池监测设备100具有通过考虑电池的空闲时段判断锂是否在电池中沉积来更准确地监测电池的状态的优点。
在另一个实施方式中，控制单元120可以被配置为计算所计算的曲率大于标准曲率的次数。在下文中，将描述所计算的曲率大于标准曲率的实施方式，但应注意，其可相同地应用于所计算的曲率与标准曲率之间的差小于阈值的实施方式。
例如，对于处于BOL状态的电池，曲率大于标准曲率的次数可以被设置为0。
首先，曲线生成单元110可以被配置为生成多个微分曲线。
例如，如果曲线生成单元110获得关于在对电池进行放电的过程中测量的SOC和电压的电池信息，则可以基于所获得的电池信息来生成微分曲线。也就是说，由于可以在电池放电时生成微分曲线，所以可以周期性地或非周期性地生成微分曲线。
控制单元120可以被配置为计算由曲线生成单元110生成的多个微分曲线中的每个微分曲线中的曲率。此外，控制单元120可以被配置为计算所计算的多个曲率大于标准曲率的次数。
图5是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的第四电池的多个曲率的图。
在图5的实施方式中，第四电池可以在时间点t0处于BOL状态。也就是说，与第四电池的标准峰值相对应的曲率可以是RC。
此外，曲线生成单元110可以在时间点t1、t2、t3、t4、t5和t6处生成总共六个微分曲线。控制单元120可以计算六个微分曲线中的每一个的曲率。
具体地，在时间点t1处与第四电池的第一目标峰值相对应的第一曲率可以是C1。在时间点t2处与第四电池的第二目标峰值相对应的第二曲率可以是C2。在时间点t3处与第四电池的第三目标峰值相对应的第三曲率可以是C3。在时间点t4处与第四电池的第四目标峰值相对应的第四曲率可以是C4。在时间点t5与第四电池的第五目标峰值相对应的第五曲率可以是C5。在时间点t6处与第四电池的第六目标峰值相对应的第六曲率可以是C6。未示出针对第四电池的标准曲线和第一至第六微分曲线，但是应当注意，它们可以通过标准曲线A、D、H、第一微分曲线B、E、I和第二微分曲线C、F、J来推断。
此外，在图5的实施方式中，大于标准曲率RC的曲率可以是第三曲率C3、第四曲率C4、第五曲率C5和第六曲率C6。因此，控制单元120可以计算所计算的曲率C1、C2、C3、C4、C5、C6大于标准曲率RC的次数为4。
此外，控制单元120可以被配置为基于所计算的次数来判断锂是否在电池中沉积。
具体地，如果所计算的次数大于预设标准值，则控制单元120可以被配置为判断锂在电池中沉积。
这里，标准值可以被预设为与电池的规格、使用等相对应。例如，假设在图5的实施方式中，标准值被设置为3。由于所计算的次数(4)大于标准值(3)，所以控制单元120可以判断锂在第四电池中沉积。
也就是说，如果锂金属在电池中沉积，则在相应的电池中可能发生短路，并且由于这种短路而存在火灾或爆炸的风险。因此，被诊断为锂金属沉积的电池被视为需要检查或替换的不使用电池。
因此，电池监测设备100可以通过基于所计算的曲率大于标准曲率的次数保守地判断锂金属是否在电池中沉积来减少错误地诊断电池的状态的可能性。这里，错误的诊断可以意味着锂金属没有沉积的正常电池被错误地诊断为锂金属沉积的电池。
在另一实施方式中，当所计算的次数大于预设标准值时，控制单元120可以被配置为确定针对被判断为大于标准曲率的曲率的增大模式/减小模式。
这里，取决于判断为大于标准曲率的曲率的值是否增大，增大模式/减小模式可以被确定为增大模式或减小模式。
具体地，增大模式可以是被判断为大于标准曲率的曲率的值增大的模式。相反地，减小模式可以是被判断为大于标准曲率的曲率的值不变或减小的模式。也就是说，为了保守地判断锂金属是否在电池中沉积，即使判断为大于标准曲率的曲率值保持不变也可以确定减小模式。
如在前述实施方式中，在图5的实施方式中，判断为大于标准曲率的曲率是第三曲率C3、第四曲率C4、第五曲率C5和第六曲率C6，并且所计算的次数(4)大于标准值(3)。因此，控制单元120可以确定第三曲率C3、第四曲率C4、第五曲率C5和第六曲率C6的增大模式/减小模式。第四曲率C4降低到第三曲率C3，但是第五曲率C5增大到超过第三曲率C3和第四曲率C4，并且第六曲率C6也增大到超过第五曲率C5。因此，控制单元120可以确定第三曲率C3、第四曲率C4、第五曲率C5和第六曲率C6的增大模式/减小模式是增大模式。
控制单元120可以被配置为基于所确定的增大模式/减小模式来判断锂是否被沉积。
具体地，如果所确定的增大模式/减小模式是增大模式，则控制单元120可以被配置为判断锂在电池中沉积。相反，如果所确定的增大模式/减小模式是减小模式，则控制单元120可以被配置为判断锂没有在电池中沉积。
例如，在图5的实施方式中，控制单元120可以确定第三曲率C3、第四曲率C4、第五曲率C5和第六曲率C6的增大模式/减小模式是增大模式。因此，控制单元120可以判断锂金属在第四电池中沉积。
也就是说，电池监测设备100可以进一步通过不仅考虑所计算的曲率大于标准曲率的次数而且还考虑所计算的曲率的增大模式/减小模式来判断锂是否在电池中沉积。因此，可以更保守地判断锂金属是否在电池中沉积，因此可以降低错误诊断的可能性。
当判断锂在电池中沉积时，控制单元120可以被配置为生成并输出与锂沉积相关的诊断代码。
这里，诊断代码是诊断故障代码(DTC)，并且可以是表示电池的诊断结果的标准化故障诊断代码。
具体地，控制单元120可以通过输出诊断代码来输出表示锂在电池中沉积的信息。此外，控制单元120可以连同诊断代码一起输出电池识别信息等以指定锂沉积的电池。
例如，控制单元120可以将所生成的诊断代码输出到通信连接的服务器和/或用户终端。另外，控制单元120可以将所生成的诊断代码存储在存储单元130中。
也就是说，控制单元120可以将所生成的诊断代码输出到外部以通知电池状态的诊断结果，并且将所生成的诊断代码存储在存储单元130中以累积地存储电池使用历史。
根据本公开的电池监测设备100可以应用于BMS(电池管理系统)。也就是说，根据本公开的BMS可以包括上述电池监测设备100。在该配置中，电池监测设备100的部件中的至少一些可以通过补充或添加常规BMS中包括的配置的功能来实现。例如，电池监测设备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。
此外，根据本公开的电池监测设备100可以被提供至电池组。例如，根据本公开的电池组可以包括至少一个电池电芯和如上所述的电池监测设备100。此外，电池组还可以包括电气设备(继电器、保险丝等)、壳体等。
图6是示意性地示出包括根据本公开的实施方式的电池监测设备100的电池组的示例性配置的图。
电池10的正极端子可以连接到电池组1的正极端子P+，并且电池10的负极端子可以连接到电池组1的负极端子P-。
测量单元20可连接到第一感测线SL1、第二感测线SL2和第三感测线SL3。具体地，测量单元20可以通过第一感测线SL1连接到电池10的正极端子，并且可以通过第二感测线SL2连接到电池10的负极端子。测量单元20可以基于在第一感测线SL1和第二感测线SL2中的每一个处测量的电压来测量电池10的电压。
另外，测量单元20可以通过第三感测线SL3连接到电流测量单元30。例如，电流测量单元30可以是能够测量电池10的充电电流和放电电流的电流表或分流电阻器。测量单元20可通过经由第三感测线SL3测量电池10的充电电流来计算充电量。而且，测量单元20可以通过经由第三感测线SL3测量电池10的放电电流来计算放电量。
负载2的一端可以连接到电池组1的正极端子P+，并且另一端可以连接到电池组1的负极端子P-。因此，电池10的正极端子、电池组1的正极端子P+、负载2、电池组1的负极端子P-和电池10的负极端子可以电连接。
例如，负载2可以是从电池10接收电力的电动车辆的充电/放电装置或马达等。
图7是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电池监测方法的图。
优选地，电池监测方法的每个步骤可以由电池监测设备100执行。在下文中，将省略或简要描述与先前描述的内容重复的内容。
参考图7，电池监测方法可以包括微分曲线生成步骤(S100)、曲率计算步骤(S200)、曲率比较步骤(S300)和锂沉积判断步骤(S400)。
微分曲线生成步骤(S100)是生成微分曲线的步骤，该微分曲线表示微分电压与SOC之间的对应关系，所述微分电压表示电池的电压相对于电池的SOC的变化率，并且所述微分曲线生成步骤(S100)可以由曲线生成单元110执行。
例如，曲线生成单元110可以基于在电池的放电过程中获得的电池信息(SOC和电压)来生成表示SOC与微分电压之间的对应关系(dV/dSOC)的微分曲线。
曲率计算步骤(S200)是计算与在微分曲线生成步骤(S100)中生成的微分曲线中的预设SOC区域相对应的曲率的步骤，并且可以由控制单元120执行。
控制单元120可以确定预设SOC区域中的目标峰值并且计算与所确定的目标峰值相对应的曲率。
如果存在与目标峰值相对应的多个曲率圆，则控制单元120可以在多个曲率圆中选择具有最小曲率(具有最大曲率半径)的曲率圆，并且计算与所选择的曲率圆相对应的曲率作为与目标峰值相对应的曲率。
曲率比较步骤S300是将在曲率计算步骤S200中计算的曲率与电池的预设标准曲率进行比较的步骤，并且可以由控制单元120执行。
例如，当电池处于BOL状态时，可以设置标准曲率。也就是说，标准曲率可以被设置为与在BOL状态下针对电池的标准曲线中包括的标准峰值相对应。
锂沉积判断步骤(S400)是基于曲率比较步骤(S300)的比较结果判断锂是否在电池中沉积的步骤，并且可以由控制单元120执行。
例如，控制单元120可以基于将所计算的曲率与标准曲率进行比较的结果来判断锂是否在电池中沉积。此外，为了更保守地判断锂是否在电池中沉积，控制单元120可以进一步考虑所计算的曲率大于标准曲率的次数和/或所计算的曲率的增大模式/减小模式。
以上描述的本公开的实施方式不一定由设备和方法来实现，而是还可以通过用于实现与本公开的配置相对应的功能的程序或在其上记录该程序的记录介质来实现。所属领域的技术人员从以上对实施方式的描述可容易地执行此实施方案。
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在指示本公开的优选实施方式时仅通过说明的方式给出，因为在本公开的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员根据该详细描述将变得显而易见。
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上述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，并且每个实施方式可以部分或整体地选择性地组合以允许各种修改。
(附图标记)
1：电池组
2：负载
10：电池
20：测量单元
30：电流测量单元
100：电池监测设备
110：曲线生成单元
120：控制单元
130：存储单元

Claims (13)

1.一种电池监测设备，所述电池监测设备包括：
曲线生成单元，所述曲线生成单元被配置为生成表示微分电压与电池的SOC之间的对应关系的微分曲线，所述微分电压表示所述电池的电压相对于所述SOC的变化率；以及
控制单元，所述控制单元被配置为计算与所述微分曲线中的预设SOC区域相对应的曲率，将所计算的曲率与所述电池的预设标准曲率进行比较，并且基于比较结果来判断锂是否在所述电池中沉积。
2.根据权利要求1所述的电池监测设备，
其中，所述控制单元被配置为将所计算的曲率的大小和所述标准曲率的大小进行比较。
3.根据权利要求2所述的电池监测设备，
其中，当所计算的曲率等于或小于所述标准曲率时，所述控制单元被配置为判断锂没有在所述电池中沉积，并且
其中，当所计算的曲率大于所述标准曲率时，所述控制单元被配置为判断锂在所述电池中沉积。
4.根据权利要求2所述的电池监测设备，
其中，所述控制单元被配置为计算所计算的曲率大于所述标准曲率的次数，并且基于所计算的次数来判断锂是否在所述电池中沉积。
5.根据权利要求4所述的电池监测设备，
其中，当所计算的次数大于预设标准值时，所述控制单元被配置为判断锂在所述电池中沉积。
6.根据权利要求4所述的电池监测设备，
其中，所述曲线生成单元被配置为生成多个微分曲线，并且
其中，所述控制单元被配置为计算由所述曲线生成单元生成的多个微分曲线中的每个微分曲线中的曲率，并且计算所计算的多个曲率大于所述标准曲率的次数。
7.根据权利要求4所述的电池监测设备，
其中，当所计算的次数大于预设标准值时，所述控制单元被配置为确定被判断为大于所述标准曲率的曲率的增大模式/减小模式，并且基于所确定的增大模式/减小模式来判断锂是否在所述电池中沉积。
8.根据权利要求7所述的电池监测设备，
其中，当所确定的增大模式/减小模式是增大模式时，所述控制单元被配置为判断锂在所述电池中沉积。
9.根据权利要求1所述的电池监测设备，
其中，当判断锂在所述电池中沉积时，所述控制单元被配置为生成并输出与锂沉积相关的诊断代码。
10.根据权利要求1所述的电池监测设备，
其中，所述控制单元被配置为计算所述电池的空闲时段，并且当所计算的空闲时段等于或小于预设标准时段时，计算所述曲线生成单元生成的所述微分曲线的曲率。
11.根据权利要求1所述的电池监测设备，
其中，所述控制单元被配置为确定包括在所述微分曲线的所述预设SOC区域中的目标峰值并且计算与所述目标峰值相对应的曲率。
12.一种电池组，所述电池组包括根据权利要求1至11中任一项所述的电池监测设备。
13.一种电池监测方法，所述电池监测方法包括以下步骤：
微分曲线生成步骤，所述微分曲线生成步骤生成微分曲线，所述微分曲线表示微分电压与电池的SOC之间的对应关系，所述微分电压表示所述电池的电压相对于所述SOC的变化率；
曲率计算步骤，所述曲率计算步骤计算与在所述微分曲线生成步骤中生成的所述微分曲线中的预设SOC区域相对应的曲率；
曲率比较步骤，所述曲率比较步骤将在所述曲率计算步骤中计算的曲率与所述电池的预设标准曲率进行比较；以及
锂沉积判断步骤，所述锂沉积判断步骤基于所述曲率比较步骤的比较结果判断锂是否在所述电池中沉积。
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