CN118715660A - 电池管理设备及方法 - Google Patents

Abstract

根据本公开的一个实施方式的电池管理设备包括：副反应确定单元，该副反应确定单元确定表示电池的电压与微分容量之间的对应关系的微分曲线中的目标峰值，并且该副反应确定单元将预设参考曲线的参考峰值与目标峰值进行比较，以确定电池中是否发生副反应；以及副反应原因确定单元，该副反应原因确定单元确定在表示电池的电压和电阻之间的对应关系的电阻曲线中电池相对于参考电压区间的电阻模式，并且该副反应原因确定单元基于所确定的电阻模式来确定副反应的发生原因。

Description

电池管理设备及方法

技术领域

本申请要求于2022年7月11日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2022-0085324和2023年7月10日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2023-0089416的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

本公开涉及电池管理设备及方法，更具体地说，涉及能够诊断电池状态的电池管理设备及方法。

背景技术

近来，对诸如笔记本电脑、摄像机、便携式电话之类的便携式电子产品的需求已经急剧增加，并且电动车辆、储能电池、机器人、卫星等已经得到大力发展。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。在它们当中，锂电池备受瞩目，因为与镍基电池相比，锂电池几乎没有记忆效应，而且具有极低的自充电率和很高的能量密度。

在提高容量和密度方面正在对这些电池进行大量研究，但是提高使用寿命和安全性也很重要。为了实现这一点，需要抑制电极表面上与电解质的分解反应，并且防止过充电和过放电。

具体而言，需要防止锂在负极表面析出(锂镀覆、Li-镀覆)。当锂在负极表面上析出时，会导致与电解质发生副反应，并且改变电池的动力学平衡，这成为电池劣化的原因。另外，由于锂金属在负极表面析出，可能会发生电池的内部短路，因此存在因内部短路而起火或爆炸的风险。因此，需要开发一种能够检测在负极的表面上是否析出金属锂的技术。

发明内容

技术问题

本公开旨在解决相关技术的问题，因此本公开的目的在于提供能够具体诊断电池中是否发生副反应以及发生副反应的原因的电池管理设备及方法。

本公开的这些和其它目的和优点可以通过以下详细描述来理解，并且从本公开的示例性实施方式将变得更加明显。此外，将容易理解，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电池管理设备可以包括：副反应确定单元，其被配置为确定表示电池的电压与微分容量之间的对应关系的微分曲线中的目标峰值，并且通过将预设标准曲线的标准峰值与目标峰值进行比较来确定电池中是否发生副反应；以及副反应原因确定单元，其被配置为确定在表示电池的电压和电阻之间的对应关系的电阻曲线中电池相对于标准电压区域的电阻模式，并且基于所确定的电阻模式确定副反应的发生原因。

副反应原因确定单元可以被配置为基于所确定的电阻模式，将副反应的发生原因确定为锂析出和电解质副反应中的至少一种。

副反应原因确定单元可以被配置为将在电阻曲线的标准电压区域中电阻随着电压增大而减小的情况确定为第一电阻模式。

副反应原因确定单元可以被配置为当所确定的电阻模式为第一电阻模式时，将副反应的发生原因确定为锂析出。

副反应原因确定单元可以被配置为将在电阻曲线的标准电压区域中电阻曲线的电阻大于或等于预设标准电阻曲线的电阻的情况确定为第二电阻模式。

副反应原因确定单元可以被配置为当所确定的电阻模式是第二电阻模式时，将副反应的发生原因确定为电解质副反应。

根据本公开的另一方面的电池管理设备还可以包括控制单元，其被配置为基于所确定的副反应的发生原因来设置电池的使用条件。

控制单元可以被配置为当副反应的发生原因被确定为锂析出时，降低电池的充电和放电C-率的上限。

控制单元可以被配置为当副反应的发生原因被确定为电解质副反应时，降低电池的温度和上限SOC。

副反应确定单元可以被配置为通过对目标峰值的电压和标准峰值的电压之间的幅度进行比较来确定电池中是否发生副反应。

副反应确定单元可以被配置为当目标峰值的电压超过标准峰值的电压时，确定发生副反应。

标准电压区域可以被配置为包含预设标准电阻曲线中从最小电阻到等于或低于预定阈值电阻的电阻的电压区域。

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个方面的电池管理设备。

根据本公开的又一方面的电池管理方法可以包括以下步骤：目标峰值确定步骤，该目标峰值确定步骤确定表示电池的电压和微分容量之间的对应关系的微分曲线中的目标峰值；副反应确定步骤，该副反应确定步骤通过将预设标准曲线的标准峰值与目标峰值进行比较，来确定电池中是否发生副反应；电阻模式确定步骤，该电阻模式确定步骤确定在表示电池的电压和电阻之间的对应关系的电阻曲线中电池相对于标准电压区域的电阻模式；以及副反应原因确定步骤，该副反应原因确定步骤基于所确定的电阻模式来确定副反应的发生原因。

根据本公开的另一方面的电池管理方法还可以包括以下步骤：使用条件设置步骤，在副反应原因确定步骤之后，该使用条件设置步骤基于所确定的副反应的发生原因来设置电池的使用条件。

技术效果

根据本公开的一个方面，优点在于能够具体地诊断电池中是否发生副反应以及副反应的发生原因。

此外，根据本公开的一方面，优点在于能够将电池的使用条件设置为与电池的副反应的发生原因相对应。

本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从权利要求的描述中清楚地理解未提及的其它效果。

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，本公开不应被解释为限于附图。

图1是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池管理设备的图。

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是示出图2的局部区域的放大图。

图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的第一电池的电阻曲线的图。

图5是示意性地示出根据本公开的实施方式的二次电池的微分曲线的图。

图6是示出图5的局部区域的放大图。

图7是示意性地示出根据本公开的实施方式的二次电池的电阻曲线的图。

图8是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电池组的示例性配置的图。

图9和图10是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的电池管理方法的图。

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限于一般含义和字典含义，而应在允许发明人为了最佳解释而适当定义术语的原则的基础上，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，本文提出的描述只是出于例示目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应该理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其它等同替换和修改。

此外，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，在此省略该详细描述。

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，但并不旨在通过该术语来限制元件。

在整个说明书中，当一个部分被称为“包括”或“包含”任何元件时，除非另有明确说明，否则这意味着该部分还可以包括其它元件，并非排除其它元件。

此外，在整个说明书中，当一个部分被称为“连接”至另一部分时，并不限于它们“直接连接”的情况，而是包括它们在另一元件插置于它们之间的情形下“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管理设备100的图。

这里，电池是指包括负极端子和正极端子的一个物理上可分离的独立单元。例如，可以将一个锂离子电池或锂聚合物电池视为电池。另外，电池可以是指其中多个单元串联和/或并联地连接的电池模块。在下文中，为了便于解释，将电池解释为是指一个独立单元。

参照图1，电池管理设备100可以包括副反应确定单元110和副反应原因确定单元120。

副反应确定单元110可以被配置为确定微分曲线D中的目标峰值，微分曲线D表示电池的电压和微分容量之间的对应关系。

例如，副反应确定单元110可以获得包括电池的电压和电流的电池信息。副反应确定单元110可以直接接收电池信息或者通过访问预先存储的电池信息来提取电池信息。副反应确定单元110可以基于获得的电池信息生成表示电池的电压和容量之间的对应关系的电压曲线。另外，副反应确定单元110可以基于电压曲线生成表示电压与微分容量之间的对应关系的微分曲线D。这里，微分容量是通过将求容量相对于电压的微分而获得的值，并且可以表示为dQ/dV。

作为另一示例，副反应确定单元110可以直接测量电池信息并且基于测量到的电池信息生成电压曲线。另外，副反应确定单元110可以根据电压曲线生成微分曲线D。

例如，当X设置为电压并且Y设置为容量时，电压曲线可以表示为X-Y图。另外，当X设置为电压并且Y设置为微分容量时，微分曲线D可以表示为X-Y曲线图。

具体而言，副反应确定单元110可以确定微分曲线D中的多个峰值。这里，峰值可以是向上凸起且斜率为0的点。优选地，微分曲线D的峰值可以对应于电压曲线的拐点。

此外，副反应确定单元110可以将所确定的多个峰值当中具有最低对应电压的峰值确定为目标峰值。例如，目标峰值可以是属于3.4V至3.5V范围的峰值并且通常表示为Ea(1)。

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D的图。图3是示出图2的局部区域的放大图。具体而言，图3是图2中的区域A的放大图。

具体而言，参照图2和图3，可以确认第一标准曲线P1、第二标准曲线P2、第一微分曲线D1和第二微分曲线D2。这里，第一微分曲线D1是根据在第一电池的充电过程期间测量到的电池信息生成的微分曲线D。第二微分曲线D2是根据在第一电池的放电过程期间测量到的电池信息生成的微分曲线D。

例如，在图3的实施方式中，副反应确定单元110可以确定第一微分曲线D1中的第一目标峰值tp1和第二微分曲线D2中的第二目标峰值tp2。

副反应确定单元110可以被配置为通过比较预设标准曲线P的标准峰值和目标峰值来确定电池中是否发生副反应。

这里，标准曲线P可以是与电池相对应的标准电池(例如，处于BOL(寿命开始)状态的电池)的曲线。具体而言，标准曲线P可以是表示标准电池的电压与微分容量之间的对应关系的曲线。

另外，标准峰值可以是标准曲线P中具有最低电压的峰值。例如，确定微分曲线D中的目标峰值的方法可以原样应用于确定标准曲线P中的标准峰值。

例如，在图2和图3的实施方式中，第一标准曲线P1可以对应于第一微分曲线D1，并且第二标准曲线P2可以对应于第二微分曲线D2。第一标准曲线P1可以包括第一标准峰值rp1，而第二标准曲线P2可以包括第二标准峰值rp2。

副反应确定单元110可以通过将第一目标峰值tp1和第一标准峰值rp1进行比较来确定电池中是否发生副反应。另外，副反应确定单元110可以通过将第二目标峰值tp2和第二标准峰值rp2进行比较来确定是否发生副反应。也就是说，尽管图2和3中示出了与电池的充电和放电相对应的微分曲线D和标准曲线P二者，但是副反应确定单元110可以确定在电池的充电状态和放电状态中的至少一种状态下是否发生副反应。

具体而言，副反应确定单元110可以被配置为通过比较目标峰值的电压和标准峰值的电压之间的幅度来确定电池中是否发生副反应。

例如，在图3的实施方式中，副反应确定单元110可以将第一目标峰值tp1和第一标准峰值rp1的电压进行比较。副反应确定单元110可以确定第一目标峰值tp1的电压大于第一标准峰值rp1的电压。

作为另一示例，在图3的实施方式中，副反应确定单元110可以将第二目标峰值tp2和第二标准峰值rp2的电压进行比较。副反应确定单元110可以确定第二目标峰值tp2的电压大于第二标准峰值rp2的电压。

当目标峰值的电压超过标准峰值的电压时，副反应确定单元110可以被配置为确定已经发生副反应。相反，如果目标峰值的电压小于或等于标准峰值的电压，则副反应确定单元110可以确定没有发生副反应。

最初，电池的目标峰值和标准峰值可以相同。然而，如果电池中发生副反应，则出现在电池的微分曲线D中的目标峰值(Ea(1)峰值)可向高电位偏移。具体而言，当电池的可用锂损失时，目标峰值可向更高的电位偏移。例如，如果锂金属在电池负极表面上析出或发生电解质副反应，则电池中的可用锂可能损失。而且，因此，出现在电池的微分曲线D中的目标峰值可比标准峰值向更高的电位偏移。因此，副反应确定单元110可以通过将目标峰值的电压和标准峰值的电压进行比较来确定电池中是否发生副反应。

例如，在图3的实施方式中，因为第一目标峰值tp1的电压超过第一标准峰值rp1的电压，所以副反应确定单元110可以确定第一电池中已经发生副反应。

作为另一示例，在图3的实施方式中，因为第二目标峰值tp2的电压超过第二标准峰值rp2的电压，所以副反应确定单元110可以确定第一电池中已经发生副反应。

作为又一示例，在图3的实施方式中，因为第一目标峰值tp1的电压超过第一标准峰值rp1的电压并且第二目标峰值tp2的电压超过第二标准峰值rp2的电压，所以副反应确定单元110可以确定第一电池中已经发生副反应。

副反应原因确定单元120可以被配置为确定在表示电池的电压和电阻之间的对应关系的电阻曲线中电池相对于标准电压区域RR的电阻模式。

图4是示意性地示出根据本公开的实施方式的第一电池的电阻曲线的图。

例如，当X设置为电压并且Y设置为电阻时，电阻曲线可以表示为X-Y图。具体而言，图4是示出了电池的第一电阻曲线R1和第一标准电阻曲线RP1的图。

副反应原因确定单元120可以选择电阻曲线中与标准电压区域RR相对应的电阻，以确定电池的电阻模式。此外，副反应原因确定单元120可以确定所选择的多个电阻之间的模式。

例如，标准电压区域可以是标准电阻曲线中的根据依据电压的电阻变化率而预设的电压区域。在图4的实施方式中，可以看出相对于电压的电阻变化率基于K电压快速地变化。例如，当计算标准电阻曲线中所包括的每个电压之前和之后电阻变化率之间的差时，与K电压相对应的电阻变化率的差(K电压之前和之后的电阻变化率的差)可能是最大的。因此，标准电压区域RR可以设置为与从K电压开始到4.2[V]相对应的电压区域。换言之，标准电压区域RR可以是标准电阻曲线中电阻根据电压变化很小的区域。换言之，标准电压区域RR可以是包括在标准电阻曲线中的电阻平坦区域。

作为另一示例，标准电压区域RR可以被配置为包括预设标准电阻曲线中从最小电阻到等于或小于预定阈值电阻TH的电阻的电压区域。在图4的实施方式中，第一标准电阻曲线RP1中的最小电阻可以是对应于L点的LR。此外，LR2可以是通过将阈值电阻TH与最小电阻LR相加而获得的值。例如，阈值电阻TH可以被预设为0.1(Ω)以下的值。优选地，阈值电阻TH可以预设为0.05(Ω)以下的值。

标准电压区域RR可以被定义为在所有电压区域当中大于或等于与LR2电阻相对应的电压值的电压区域。这里，当多个电压值对应于LR2电阻时，可以基于多个电压值当中的最低电压值来设置标准电压区域RR。

在图4的实施方式中，与从K[V]到4.2[V]的电压相对应的电阻可以包含在从最小电阻LR开始的阈值电阻TH内。因此，标准电压区域RR可以预设为K[V]至4.2[V]。另外，副反应原因确定单元120可以确定与电阻曲线的标准电压区域相对应的多个电阻之间的电阻模式。

副反应原因确定单元120可以被配置为将电阻曲线的标准电压区域RR中电阻随着电压增加而减小的情况确定为第一电阻模式。另外，副反应原因确定单元120可以被配置为将电阻曲线的电阻大于或等于电阻曲线的标准电压区域RR中的预设标准电阻曲线的电阻的情况确定为第二电阻模式。

这里，应当注意，第一电阻模式和第二电阻模式不是相对的电阻模式。换言之，电池的电阻模式可以被确定为第一电阻模式和第二电阻模式。例如，如果电阻曲线的标准电压区域RR中电阻随着电压增加而减小的第一条件和电阻曲线的标准电压区域RR的电阻大于或等于标准电阻曲线中的标准电压区域RR的电阻的第二条件都满足，则电池的电阻模式可以被确定为第一电阻模式和第二电阻模式。

在图4的实施方式中，观察第一电阻曲线R1的标准电压区域RR，由于电阻随着电压增加而减小，因此副反应原因确定单元120可以将第一电池的电阻模式确定为第一电阻模式。

副反应原因确定单元120可以被配置为基于所确定的电阻模式来确定副反应的发生原因。

具体而言，副反应原因确定单元120可以被配置为基于所确定的电阻模式将副反应的发生原因确定为锂析出和电解质副反应中的至少一种。

这里，锂析出是指电池中含有的锂离子在负极表面上析出为金属锂。

此外，电解质副反应是指电解质(电解溶液)中发生副反应，从而导致电池性能劣化。例如，电解质副反应是指由于负极还原而在电解质中发生的副反应。

副反应原因确定单元120可以针对已经确定发生副反应的电池具体地确定副反应的发生原因。换言之，电池中可用锂损失的原因可以确定为锂析出和电解质副反应中的至少一种。

例如，当所确定的电阻模式是第一电阻模式时，副反应原因确定单元120可以被配置为将副反应的发生原因确定为锂析出。相反，当所确定的电阻模式是第二电阻模式时，副反应原因确定单元120可以被配置为将副反应的发生原因确定为电解质副反应。

在图4的实施方式中，第一电池的电阻模式可以被确定为第一电阻模式。因此，副反应原因确定单元120可以将第一电池的副反应发生原因确定为锂析出。换言之，第一电池可以是其中可用锂由于锂金属在负极表面上析出的锂镀覆(Li-镀覆)而已经损失的电池。

根据本公开的实施方式的电池管理设备100具有不仅具体诊断电池中是否发生副反应而且具体诊断副反应的发生原因的优点。因此，如果使用电池管理设备100，则能够快速地检测异常电池(尤其是已经发生副反应的电池)，并且还能够一并检测副反应的发生原因。

下面，将描述第二电池的实施方式。

图5是示意性地示出根据本公开的实施方式的二次电池的微分曲线D的图。图6是示出了图5的局部区域的放大图。具体而言，图6是图5中的区域A的放大图。

具体而言，图5和图6示出了第二电池的第三微分曲线D3、第四微分曲线D4、第三标准曲线P3和第四标准曲线P4。这里，第三标准曲线P3可以对应于第三微分曲线D3，并且第四标准曲线P4可以对应于第四微分曲线D4。另外，第三微分曲线D3是根据在第二电池的充电过程期间测量的电池信息生成的微分曲线D。第四微分曲线D4是根据在第二电池的放电过程期间测量的电池信息生成的微分曲线D。

例如，副反应确定单元110可以确定第三微分曲线D3中的第三目标峰值tp3。此外，因为第三目标峰值tp3的电压大于第三标准峰值rp3的电压，所以副反应确定单元110可以确定第二电池中已经发生副反应。

作为另一示例，副反应确定单元110可以确定第四微分曲线D4中的第四目标峰值tp4。此外，因为第四目标峰值tp4的电压大于第四标准峰值rp4的电压，所以副反应确定单元110可以确定第二电池中已经发生副反应。

作为又一示例，由于第三目标峰值tp3的电压大于第三标准峰值rp3的电压并且第四目标峰值tp4的电压大于第四标准峰值rp4的电压，因此，副反应确定单元110可以确定第二电池中已经发生副反应。

图7是示意性地示出根据本公开的实施方式的二次电池的电阻曲线的图。具体而言，图7是示出了第二电池的第二电阻曲线R2和第二标准电阻曲线Rp2的图。

在图7的实施方式中，观察第二电阻曲线R2的标准电压区域RR，由于即使电压增加电阻也保持在一定范围内，所以副反应原因确定单元120可以将第二电池的电阻模式确定为第二电阻模式。换言之，由于即使在第二电阻曲线R2的标准电压区域RR中电压增加电阻也不会减小，所以副反应原因确定单元120可以将第二电池的电阻模式确定为第二电阻模式。因此，副反应原因确定单元120可以将第二电池的副反应发生原因确定为电解质副反应。

参照图1，根据本公开的实施方式的电池管理设备100还可以包括控制单元130。

控制单元130可以被配置为基于所确定的副反应的发生原因来设置电池的使用条件。

具体而言，针对充电和放电C-率(电流速率)、温度范围和SOC(充电状态)可用范围，可以预先设置电池的使用条件。例如，可以预先设置针对根据电池的充电类型(慢充和快充)的充电C-率(C-rate)、负载所需输出的放电C-率、上限温度、下限温度、上限SOC、下限SOC等的使用条件。可以考虑电池类型、使用电池的区域等来预先设置这些电池使用条件。

优选地，控制单元130可以根据副反应的发生原因来改变和设置电池的使用条件。具体而言，控制单元130可以依据可用锂的损失原因来改变和设置电池的使用条件。

具体而言，当副反应的发生原因被确定为锂析出时，控制单元130可以设置电池的使用条件，使得能够抑制锂析出反应。例如，当副反应的发生原因被确定为锂析出时，控制单元130可以被配置为降低电池的充电和放电C-率的上限。

另外，当副反应的发生原因被确定为电解质副反应时，控制单元130可以设置电池的使用条件，使得能够抑制电解质分解反应。例如，当副反应的发生原因被确定为电解质副反应时，控制单元130可以被配置为降低电池的温度和上限SOC。

此外，当副反应的发生原因被确定为锂析出且电解质副反应时，控制单元130可以设置电池的使用条件，使得能够抑制锂析出反应并且能够抑制檄出的锂金属表面上的电解质分解。例如，当副反应的发生原因被确定为锂析出和电解质副反应时，控制单元130可以被配置为降低电池的充电和放电C-率的上限、温度和上限SOC。

换言之，根据本公开的实施方式的电池管理设备100具有以下优点：通过将电池的使用条件设置为对应于副反应的发生原因，来防止电池中发生进一步的副反应并使副反应失去活性。因此，优点在于最终增加电池的使用寿命。另外，优点在于能够防止诸如火灾和爆炸之类的意外事故。

同时，电池可以以低速率充电或以低速率放电。具体而言，电池可以在低于预设标准C-率的低C-率条件下充电或放电。

例如，可以以等于或低于标准C-率中的预定速率的C-率对电池进行充电或放电。这里，假设标准C-率是1C并且预定速率是0.2，则电池可以以0.2C以下的C-率进行充电或放电。

可以考虑电池的BOL(寿命开始)状态来初始设置标准C-率。另外，在控制单元130改变充电和放电C-率的上限的过程中可以改变标准C-率。

以此方式，已经以低速率充电或以低速率放电的电池可以作为诊断目标，其中仅通过目标峰值的行为就容易地确定是否已经发生副反应。因此，当目标峰值的电压超过低速率充电或低速率放电的电池的标准峰值的电压时，副反应确定单元110可以确定已经发生副反应。

同时，设置于电池管理设备100中的副反应确定单元110、副反应原因确定单元120和控制单元130可以选择性地包括本领域已知的处理器、专用集成电路(ASIC)、其它芯片组、逻辑电路、寄存器、通信调制解调器、数据处理装置等，以实施本公开中执行的各种控制逻辑。另外，当控制逻辑以软件实现时，副反应确定单元110、副反应原因确定单元120和控制单元130可以被实现为一组程序模块。此时，程序模块可以存储在存储器中并由副反应确定单元110、副反应原因确定单元120和控制单元130实施。存储器可以位于副反应确定单元110、副反应原因确定单元120和控制单元130的内部或外部，并且可以通过各种公知的手段连接到副反应确定单元110、副反应原因确定单元120和控制单元130。

另外，电池管理设备100还可以包括存储单元140。存储单元140可以存储电池管理设备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140就其类型而言没有具体限制，只要其是能够记录、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140可以存储其中定义了电池管理设备100的每个组件可执行的过程的程序代码。

例如，存储单元140可以存储标准曲线P、微分曲线D、标准电阻曲线和电阻曲线。另外，存储单元140可以存储针对电池预设的使用条件和由控制单元130改变的使用条件。

根据本公开的电池管理设备100可以应用于BMS(电池管理系统)。也就是说，根据本公开的BMS可以包括上述电池管理设备100。在此配置中，电池管理设备100的至少一些部件可以通过补充或添加传统BMS中所包含的配置的功能来实现。例如，副反应确定单元110、副反应原因确定单元120、控制单元130和存储单元140可以实现为BMS的部件。

根据本公开的电池管理设备100可以设置于电池组中。也就是说，根据本公开的电池组可以包括上述电池管理设备100以及一个或更多个电池单元。另外，电池组还可以包括电气装备(继电器、熔丝等)以及壳体。

图8是示意性地示出根据本公开的另一实施方式的电池组1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。具体而言，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中的每一个处测量到的电压来测量电池10的电压。

另外，测量单元20可以通过第三感测线SL3连接到电流表A。例如，电流表A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。测量单元20可以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。此外，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。

外部装置的一端可以连接到电池组1的正极端子P+，而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+、外部装置、电池组1的负极端子P-以及电池10的负极端子可以电连接。例如，外部装置可以是充放电装置，或者从电池10接收电力的电动车辆的电机。

图9和图10是示意性地示出根据本公开的又一实施方式的电池管理方法的图。

参照图9，电池管理方法可以包括目标峰值确定步骤(S100)、副反应确定步骤(S200)、电阻模式确定步骤(S300)和副反应原因确定步骤(S400)。

优选地，电池管理方法的每个步骤可以由电池管理设备100执行。在下文中，为了便于说明，将省略或简要描述与前述内容重叠的内容。

峰值目标确定步骤(S100)是确定表示电池的电压和微分容量之间的对应关系的微分曲线D中的目标峰值的步骤，并且可以由副反应确定单元110执行。

具体而言，副反应确定单元110可以将微分曲线D中包括的多个峰值当中与最低电压相对应的峰值确定为目标峰值。

参照图2和图3的第一微分曲线D1，副反应确定单元110可以确定第一微分曲线D1中包括的多个峰值当中的第一目标峰值tp1。

副反应确定步骤(S200)是通过将预设标准曲线P的标准峰值和目标峰值进行比较来确定电池中是否发生副反应的步骤，并且可以由副反应确定单元110执行。

具体而言，副反应确定单元110可以比较微分曲线D的目标峰值和标准曲线P的标准峰值之间的电压。此外，当目标峰值的电压超过标准峰值的电压时，副反应确定单元110可以确定电池中已经发生副反应。

参照图2和图3的第一微分曲线D1，第一目标峰值tp1的电压可以超过第一标准峰值rp1的电压。因此，副反应确定单元110可以确定第一电池中已经发生副反应。

电阻模式确定步骤(S300)是确定在表示电池的电压和电阻之间的对应关系的电阻曲线中电池相对于标准电压区域RR的电阻模式的步骤，并且可以由副反应原因确定单元120执行。

具体而言，副反应原因确定单元120可以基于电阻曲线的标准电压区域RR中根据电压的电阻变化，将电池的电阻模式确定为第一电阻模式和/或第二电阻模式。

这里，第一电阻模式是电阻随着电压增加而减小的模式，而第二电阻模式是在标准电压区域RR中电阻曲线的电阻大于或等于标准电阻曲线的电阻的模式。

参照图4中的第一电阻曲线R1，由于在标准电压区域RR中电阻随着电压增大而减小，因此副反应原因确定单元120可以将第一电池的电阻模式确定为第一电阻模式。

副反应原因确定步骤(S400)是基于所确定的电阻模式确定副反应发生原因的步骤，并且可以由副反应原因确定单元120执行。

具体而言，副反应原因确定单元120可以根据电池的电阻模式将副反应的发生原因确定为锂析出和/或电解质副反应。

例如，如果电池的电阻模式是第一电阻模式，则副反应原因确定单元120可以将副反应的发生原因确定为锂析出。

作为另一示例，如果电池的电阻模式是第二电阻模式，则副反应原因确定单元120可以将副反应的发生原因确定为电解质副反应。

作为又一示例，如果电池的电阻模式是第一电阻模式和第二电阻模式，则副反应原因确定单元120可以将副反应的发生原因确定为锂析出和电解质副反应。

参照图10，电池管理方法还可以包括在副反应原因确定步骤(S400)之后的使用条件设置步骤(S500)。

使用条件设置步骤(S500)是基于所确定的副反应的发生原因来设置电池的使用条件的步骤，并且可以由控制单元130执行。

具体而言，控制单元130可以依据副反应的发生原因来不同地设置电池的使用条件。

例如，控制单元130可以被配置为当副反应的发生原因被确定为锂析出时，降低电池的充电和放电C-率的上限。

作为另一示例，当副反应的发生原因被确定为电解质副反应时，控制单元130可以被配置为降低电池的温度和上限SOC。

作为又一示例，当副反应的发生原因被确定为锂析出和电解质副反应时，控制单元130可以被配置为降低电池的充电和放电C-率的上限、温度和上限SOC。

上述本公开的实施方式不仅可以通过设备和方法来实现，而是可以通过实现与本公开的实施方式的配置相对应的功能的程序或上面记录有该程序的记录介质来实现。根据实施方式的以上描述，本领域技术人员可以容易地实现该程序或记录介质。

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表示本公开的优选实施方式，但仅以示例的方式给出，因为根据此详细描述，本公开的范围内的各种变型和修改对于本领域技术人员来说将是显而易见。

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文描述的本公开进行多种替换、修改和变型，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选择性地部分或全部地组合以允许进行各种修改。

(附图标记说明)

1：电池组

100：电池管理设备

110：副反应确定单元

120：副反应原因确定单元

130：控制单元

140：存储单元

200：测量单元

Claims (14)

1.一种电池管理设备，该电池管理设备包括：

副反应确定单元，该副反应确定单元被配置为确定表示电池的电压与微分容量之间的对应关系的微分曲线中的目标峰值，并且通过将预设标准曲线的标准峰值与所述目标峰值进行比较来在确定所述电池中是否发生副反应；以及

副反应原因确定单元，该副反应原因确定单元被配置为确定在表示所述电池的电压和电阻之间的对应关系的电阻曲线中所述电池相对于标准电压区域的电阻模式，并且基于所确定的电阻模式确定所述副反应的发生原因。

2.根据权利要求1所述的电池管理设备，

其中，所述副反应原因确定单元被配置为基于所确定的电阻模式，将所述副反应的发生原因确定为锂析出和电解质副反应中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的电池管理设备，

其中，所述副反应原因确定单元被配置为将在所述电阻曲线的所述标准电压区域中所述电阻随着所述电压增大而减小的情况确定为第一电阻模式。

4.根据权利要求3所述的电池管理设备，

其中，所述副反应原因确定单元被配置为当所确定的电阻模式为所述第一电阻模式时，将所述副反应的发生原因确定为所述锂析出。

5.根据权利要求2所述的电池管理设备，

其中，所述副反应原因确定单元被配置为将在所述电阻曲线的所述标准电压区域中所述电阻曲线的电阻大于或等于预设标准电阻曲线的电阻的情况确定为第二电阻模式。

6.根据权利要求5所述的电池管理设备，

其中，所述副反应原因确定单元被配置为当所确定的电阻模式是所述第二电阻模式时，将所述副反应的发生原因确定为所述电解质副反应。

7.根据权利要求2所述的电池管理设备，该电池管理设备还包括：

控制单元，该控制单元被配置为基于所确定的所述副反应的发生原因来设置所述电池的使用条件。

8.根据权利要求7所述的电池管理设备，

其中，所述控制单元被配置为当所述副反应的发生原因被确定为所述锂析出时，降低所述电池的充电和放电C-率的上限，并且

其中，所述控制单元被配置为当所述副反应的发生原因被确定为所述电解质副反应时，降低所述电池的温度和上限SOC。

9.根据权利要求1所述的电池管理设备，

其中，所述副反应确定单元被配置为通过对所述目标峰值的电压和所述标准峰值的电压之间的幅度进行比较来确定所述电池中是否发生副反应。

10.根据权利要求9所述的电池管理设备，

其中，所述副反应确定单元被配置为当所述目标峰值的电压超过所述标准峰值的电压时，确定发生所述副反应。

11.根据权利要求1所述的电池管理设备，

其中，所述标准电压区域被配置为包含预设标准电阻曲线中从最小电阻到等于或低于预定阈值电阻的电阻的电压区域。

12.一种电池组，该电池组包括根据权利要求1至11中的任一项所述的电池管理设备。

13.一种电池管理方法，该电池管理方法包括以下步骤：

目标峰值确定步骤，该目标峰值确定步骤确定表示电池的电压和微分容量之间的对应关系的微分曲线中的目标峰值；

副反应确定步骤，该副反应确定步骤通过将预设标准曲线的标准峰值与所述目标峰值进行比较来确定所述电池中是否发生副反应；

电阻模式确定步骤，该电阻模式确定步骤确定在表示所述电池的电压和电阻之间的对应关系的电阻曲线中所述电池相对于标准电压区域的电阻模式；以及

副反应原因确定步骤，该副反应原因确定步骤基于所确定的电阻模式来确定所述副反应的发生原因。

14.根据权利要求13所述的电池管理方法，该电池管理方法还包括以下步骤：

使用条件设置步骤，在所述副反应原因确定步骤之后，该使用条件设置步骤基于所确定的所述副反应的发生原因来设置所述电池的使用条件。