ES3015523T3 - Battery monitoring apparatus and method - Google Patents

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ES3015523T3 ES22811583T ES22811583T ES3015523T3 ES 3015523 T3 ES3015523 T3 ES 3015523T3 ES 22811583 T ES22811583 T ES 22811583T ES 22811583 T ES22811583 T ES 22811583T ES 3015523 T3 ES3015523 T3 ES 3015523T3
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Abstract

Un dispositivo de monitorización de batería según una realización de la presente invención comprende: una unidad generadora de perfil configurada para generar un perfil diferencial que indica una relación de correspondencia entre un voltaje diferencial que indica una tasa de cambio de un voltaje de una batería con respecto a un SOC de la batería, y el SOC; y una unidad de control configurada para calcular una curvatura correspondiente a una sección de SOC preestablecida en el perfil diferencial, comparar la curvatura calculada con una curvatura de referencia preestablecida para la batería y determinar si se precipita litio de la batería, sobre la base del resultado de la comparación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y método de monitorización de baterías
Campo técnico
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente coreana n.° 10-2021-0067882 presentada el 26 de mayo de 2021 en la República de Corea.
La presente divulgación se refiere a un aparato y a un método de monitorización de baterías, y más en particular, a un aparato y a un método de monitorización de baterías que pueden monitorizar el estado de una batería.
Antecedentes de la técnica
Recientemente, ha aumentado bruscamente la demanda de productos electrónicos portátiles tales como ordenadores ultraportátiles, videocámaras y teléfonos portátiles, y se han desarrollado plenamente vehículos eléctricos, baterías de almacenamiento de energía, robots, satélites, y similares. Por consiguiente, están estudiándose de manera activa baterías de alto rendimiento que permiten la carga y descarga repetidas.
Las baterías disponibles comercialmente en la actualidad incluyen baterías de níquel-cadmio, baterías de níquelhidrógeno, baterías de níquel-zinc, baterías de litio, y similares. Entre ellas, las baterías de litio están en el punto de mira puesto que casi no tienen efecto de memoria en comparación con las baterías a base de níquel y también tienen una tasa de autodescarga muy baja y una alta densidad de energía.
Sin embargo, puede producirse un cortocircuito interno en la batería debido a diversas causas, y en casos graves, existe el riesgo de que pueda producirse un incendio. Normalmente, cuando se precipita metal de litio en el interior de la batería, puede producirse un cortocircuito interno en la batería. Por ejemplo, si puede producirse un cortocircuito interno en la batería dotada en un vehículo eléctrico y la batería se hace funcionar de manera continua, existe el riesgo de que pueda producirse un incendio en el vehículo eléctrico.
Con el fin de resolver este problema, se ha investigado la técnica de detectar si se produce un cortocircuito en una batería en la técnica anterior, véase por ejemplo el documento US 2017/259687 A1 que divulga un aparato de monitorización de baterías para un vehículo que incluye un controlador configurado para, en respuesta a una tasa de cambio de tensión frente a un estado de carga durante la descarga de una celda de batería que supera un primer umbral más de un número predeterminado de veces a lo largo de una duración predefinida, emitir una señal de error, y en respuesta a la tasa de cambio que supera un segundo umbral mayor que el primero, emitir la señal de error. La señal de error indica la detección de electrodeposición de litio sobre los electrodos de la batería. Sin embargo, existe un límite en la detección con precisión de si se produce un cortocircuito en una batería proporcionada en un vehículo eléctrico o un sistema de almacenamiento de energía, de manera no destructiva. Divulgación
Problema técnico
La presente divulgación está diseñada para resolver los problemas de la técnica relacionada y, por tanto, la presente divulgación está dirigida a proporcionar un aparato y método de monitorización de baterías, que puedan monitorizar si se precipita litio basándose en una tensión y un estado de carga (SOC) de la batería.
Estos y otros objetivos y ventajas de la presente divulgación pueden entenderse a partir de la siguiente descripción detallada y resultarán más completamente evidentes a partir de las realizaciones a modo de ejemplo de la presente divulgación.
Solución técnica
Un aparato de monitorización de baterías según un aspecto de la presente divulgación puede comprender: una unidad de generación de perfil configurada para generar un perfil diferencial que representa una relación correspondiente entre una tensión diferencial que representa una tasa de cambio de una tensión de una batería con respecto a un SOC de la batería y el SOC; y una unidad de control configurada para calcular una curvatura correspondiente a una región de SOC preestablecida en el perfil diferencial, comparar la curvatura calculada con una curvatura de criterio preestablecida para la batería, y evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el resultado de comparación.
La unidad de control puede estar configurada para comparar magnitudes de la curvatura calculada y la curvatura de criterio.
La unidad de control puede estar configurada para evaluar que no se precipita litio en la batería, cuando la curvatura calculada es igual a o menor que la curvatura de criterio.
La unidad de control puede estar configurada para evaluar que se precipita litio en la batería, cuando la curvatura calculada es mayor que la curvatura de criterio.
La unidad de control puede estar configurada para calcular el número de veces en que la curvatura calculada es mayor que la curvatura de criterio y evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el número de veces calculado.
La unidad de control puede estar configurada para evaluar que se precipita litio en la batería, cuando el número de veces calculado es mayor que un valor de criterio preestablecido.
La unidad de generación de perfil puede estar configurada para generar una pluralidad de perfiles diferenciales. La unidad de control puede estar configurada para calcular la curvatura en cada uno de la pluralidad de perfiles diferenciales generados por la unidad de generación de perfil y calcular el número de veces en que la pluralidad de curvaturas calculadas son mayores que la curvatura de criterio.
Cuando el número de veces calculado es mayor que un valor de criterio preestablecido, la unidad de control puede estar configurada para determinar un patrón de aumento/disminución para una curvatura evaluada como mayor que la curvatura de criterio y evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el patrón de aumento/disminución determinado.
La unidad de control puede estar configurada para evaluar que se precipita litio en la batería, cuando el patrón de aumento/disminución determinado es un patrón de aumento.
Cuando se evalúa que se precipita litio en la batería, la unidad de control puede estar configurada para generar y emitir un código de diagnóstico relacionado con la precipitación de litio.
La unidad de control puede estar configurada para calcular un periodo inactivo de la batería y calcular la curvatura para el perfil diferencial generado por la unidad de generación de perfil cuando el periodo inactivo calculado es igual a o menor que un periodo de criterio preestablecido.
La unidad de control puede estar configurada para determinar un pico objetivo incluido en la región de SOC preestablecida del perfil diferencial y calcular una curvatura correspondiente al pico objetivo.
Un bloque de baterías según otro aspecto de la presente divulgación puede comprender el aparato de monitorización de baterías según un aspecto de la presente divulgación.
Un vehículo según otro aspecto de la presente divulgación puede comprender el aparato de monitorización de baterías según un aspecto de la presente divulgación.
Un método para diagnosticar el estado de una batería según otro aspecto de la presente divulgación puede comprender: una etapa de generación de perfil diferencial de generar un perfil diferencial que representa una relación correspondiente entre una tensión diferencial que representa una tasa de cambio de una tensión de una batería con respecto a un SOC de la batería y el SOC; una etapa de cálculo de curvatura de calcular una curvatura correspondiente a una región de SOC preestablecida en el perfil diferencial generado en la etapa de generación de perfil diferencial; una etapa de comparación de curvatura de comparar la curvatura calculada en la etapa de cálculo de curvatura con una curvatura de criterio preestablecida para la batería; y una etapa de evaluación de precipitación de litio de evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el resultado de comparación de la etapa de comparación de curvatura.
Efectos ventajosos
Según un aspecto de la presente divulgación, es posible monitorizar si se precipita litio en una batería de manera no destructiva. Por consiguiente, es posible impedir que se produzca un cortocircuito interno de la batería debido a precipitación de litio e impedir que se produzca un incendio debido al cortocircuito interno generado.
Los efectos de la presente divulgación no están limitados a los anteriores, y el experto en la técnica entenderá claramente otros efectos no mencionados en el presente documento a partir de las reivindicaciones adjuntas.
Descripción de los dibujos
Los dibujos adjuntos ilustran una realización preferida de la presente divulgación y, junto con la descripción anterior, sirven para proporcionar una comprensión adicional de las características técnicas de la presente divulgación y, por tanto, no debe interpretarse que la presente divulgación esté limitada al dibujo.
La figura 1 es un diagrama que muestra esquemáticamente un aparato de monitorización de baterías según una realización de la presente divulgación.
La figura 2 es un diagrama que ilustra un perfil diferencial de una primera batería según una realización de la presente divulgación.
La figura 3 es un diagrama que ilustra un perfil diferencial de una segunda batería según otra realización de la presente divulgación.
La figura 4 es un diagrama que ilustra un perfil diferencial de una tercera batería según todavía otra realización de la presente divulgación.
La figura 5 es un diagrama que muestra esquemáticamente una pluralidad de curvaturas para una cuarta batería según todavía otra realización de la presente divulgación.
La figura 6 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración a modo de ejemplo de un bloque de baterías que incluye el aparato de monitorización de baterías según una realización de la presente divulgación. La figura 7 es un diagrama que muestra esquemáticamente un método de monitorización de baterías según otra realización de la presente divulgación.
Mejor modo
Debe entenderse que no debe interpretarse que los términos usados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones adjuntas estén limitados a significados generales y de diccionario, sino que deben interpretarse basándose en los significados y conceptos correspondientes a aspectos técnicos de la presente divulgación basándose en el principio de que el inventor tiene derecho a definir los términos de manera apropiada para realizar la mejor explicación.
Por tanto, la descripción propuesta en el presente documento es únicamente un ejemplo preferible con propósitos de ilustración únicamente.
Adicionalmente, al describir la presente divulgación, cuando se considera que una descripción detallada de elementos o funciones conocidos relevantes vuelve ambiguo el contenido clave de la presente divulgación, se omite la descripción detallada en el presente documento.
Los términos que incluyen un número ordinal tales como "primer(s)", "segundo/segunda", y similares, pueden usarse para distinguir un elemento de otro entre diversos elementos, pero no pretenden limitar los elementos mediante los términos.
A lo largo de la memoria descriptiva, cuando se hace referencia a que una parte «comprende" o "incluye" cualquier elemento, significa que la parte puede incluir otros elementos adicionales, sin excluir otros elementos, a menos que se establezca específicamente de otro modo.
Adicionalmente, a lo largo de la memoria descriptiva, cuando se hace referencia a que una parte está "conectada" a otra parte, no se limita al caso en el que están "conectadas directamente", sino que también incluye el caso en el que están "conectadas indirectamente" con otro elemento interpuesto entre ellas.
A continuación en el presente documento, se describirá en detalle una realización preferida de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 es un diagrama que muestra esquemáticamente un aparato 100 de monitorización de baterías según una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la figura 1, el aparato 100 de monitorización de baterías puede incluir una unidad 110 de generación de perfil y una unidad 120 de control.
La unidad 110 de generación de perfil puede estar configurada para generar un perfil diferencial que representa una relación correspondiente entre una tensión diferencial que representa una tasa de cambio de una tensión de una batería con respecto a un estado de carga (SOC) de la batería y el SOC.
En este caso, la batería se refiere a una celda independiente separable físicamente que tiene un terminal de electrodo negativo y un terminal de electrodo positivo. Por ejemplo, una batería de iones de litio o una celda de polímero-litio puede considerarse como la batería. Adicionalmente, la batería puede referirse a un módulo de batería en el que una pluralidad de celdas están conectadas en serie y/o en paralelo. Más adelante en el presente documento, por conveniencia de descripción, se describirá que la batería significa una celda independiente.
Específicamente, la unidad 110 de generación de perfil puede obtener información de batería sobre el SOC y la tensión de la batería. Adicionalmente, la unidad 110 de generación de perfil puede calcular una tensión diferencial (dV/dSOC) que representa una tasa de cambio de una tensión correspondiente a cada SOC. Adicionalmente, la unidad 110 de generación de perfil puede generar un perfil diferencial que representa una relación correspondiente entre el SOC y la tensión diferencial.
Por ejemplo, la unidad 110 de generación de perfil puede generar en primer lugar un perfil de batería que representa una relación correspondiente entre el SOC y la tensión basándose en la información de batería obtenida. Adicionalmente, la unidad 110 de generación de perfil puede calcular una tensión diferencial para cada SOC y generar un perfil diferencial que representa una relación correspondiente entre el SOC y la tensión diferencial.
La figura 2 es un diagrama que ilustra un perfil diferencial de una primera batería según una realización de la presente divulgación. Específicamente, la figura 2 es un diagrama que muestra la región de SOC del 70 % al 85 % en el perfil diferencial de la primera batería.
En la realización de la figura 2, el perfil diferencial de criterio RP1 puede generarse cuando la primera batería está en un estado BOL(Beginning of life,comienzo de vida). En este caso, el perfil diferencial de criterio RP1 puede generarse en el exterior de antemano y obtenerse por la unidad 110 de generación de perfil, o puede generarse directamente por la unidad 110 de generación de perfil basándose en los datos de BOL de la primera batería.
Adicionalmente, en la realización de la figura 2, el primer perfil diferencial DP11 y el segundo perfil diferencial DP12 pueden generarse en un intervalo de tiempo predeterminado. Por ejemplo, el segundo perfil diferencial DP12 puede generarse en un punto de tiempo en el que han transcurrido 3 días después de que se genere el primer perfil diferencial DP11.
La unidad 120 de control puede estar configurada para calcular una curvatura correspondiente a una región de SOC preestablecida en el perfil diferencial. Más adelante en el presente documento, se supone que la curvatura correspondiente a la región de SOC preestablecida en el perfil de criterio RP1 está preestablecida.
Específicamente, la unidad 120 de control puede estar configurada para determinar un pico objetivo incluido en la región de SOC preestablecida del perfil diferencial.
Por ejemplo, la región de SOC preestablecida puede establecerse como una región de SOC del 50 % al 100 %. Preferiblemente, la región de SOC puede establecerse como una región de SOC del 70 % al 85 %.
En este caso, el pico puede significar un punto en el que la tasa de cambio instantánea es de 0 en el perfil diferencial. Es decir, en el perfil diferencial, el punto en el que la tasa de cambio instantánea de la tensión diferencial con respecto al SOC es de 0 puede determinarse como pico.
La unidad 120 de control puede determinar al menos un pico en la región de SOC preestablecida considerando la tasa de cambio instantánea de la tensión diferencial para el SOC. Adicionalmente, la unidad 120 de control puede determinar un pico que tiene la menor tensión diferencial entre los picos determinados como el pico objetivo.
Preferiblemente, el pico objetivo puede determinarse en la región de SOC del 70 % al 85 %. Adicionalmente, la unidad 120 de control puede determinar al menos un pico que tiene una forma convexa hacia abajo en la región de SOC preestablecida con el fin de determinar rápidamente el pico objetivo. Es decir, puesto que el pico objetivo significa un pico que tiene la menor tensión diferencial, la unidad 120 de control puede determinar un pico que tiene una forma convexa hacia abajo como grupo de candidatos para el pico objetivo, excluyendo el pico que tiene una forma convexa hacia arriba.
Por ejemplo, en la realización de la figura 2, la unidad 120 de control puede determinar el primer pico objetivo B en el primer perfil diferencial DP11 para la primera batería. Adicionalmente, la unidad 120 de control puede determinar el segundo pico objetivo C en el segundo perfil diferencial DP12 para la primera batería.
La unidad 120 de control puede estar configurada para calcular una curvatura correspondiente al pico objetivo. Por ejemplo, la unidad 120 de control puede calcular un círculo de curvatura inscrito en el pico objetivo determinado, y calcular la inversa del radio de curvatura (el radio del círculo de curvatura calculado) como una curvatura correspondiente al pico objetivo. En este caso, cuando se calculan uno o more círculos de curvatura inscritos en el pico objetivo, la unidad 120 de control puede seleccionar el círculo de curvatura que tiene el mayor radio de curvatura, y seleccionar la curvatura correspondiente al pico objetivo según el radio de curvatura del círculo de curvatura seleccionado. Es decir, la unidad 120 de control puede calcular la curvatura mínima para el pico objetivo como una curvatura correspondiente al pico objetivo.
En la realización de la figura 2, la unidad 120 de control puede calcular una primera curvatura correspondiente al primer pico objetivo B en el primer perfil diferencial DP11. Además, la unidad 120 de control puede calcular una segunda curvatura correspondiente al segundo pico objetivo C en el segundo perfil diferencial DP12.
La unidad 120 de control puede estar configurada para comparar la curvatura calculada con una curvatura de criterio preestablecida para la batería. Específicamente, la unidad 120 de control puede estar configurada para comparar las magnitudes de la curvatura calculada y la curvatura de criterio.
Por ejemplo, en la realización de la figura 2, la curvatura de criterio para la primera batería puede preestablecerse basándose en una curvatura correspondiente al pico de criterio A del perfil diferencial de criterio RP1. Preferiblemente, la curvatura de criterio para la primera batería puede preestablecerse como una curvatura correspondiente al pico de criterio A.
La unidad 120 de control puede comparar las magnitudes de la curvatura de criterio y la primera curvatura y las magnitudes de la curvatura de criterio y la segunda curvatura, respectivamente.
La unidad 120 de control puede estar configurada para evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el resultado de comparación.
Por ejemplo, si la curvatura calculada es menor que o igual a la curvatura de criterio, la unidad 120 de control puede estar configurada para evaluar que no se precipita litio en la batería. En cambio, si la curvatura calculada es mayor que la curvatura de criterio, la unidad 120 de control puede estar configurada para evaluar que se precipita litio en la batería.
Por ejemplo, en la realización de la figura 2, la magnitud de la curvatura de criterio correspondiente al pico de criterio A puede ser menor que la magnitud de la primera curvatura correspondiente al primer pico objetivo B y la segunda curvatura correspondiente al segundo pico objetivo C. Por tanto, la unidad 120 de control puede evaluar que se precipita litio en la primera batería. Específicamente, la unidad 120 de control puede evaluar que se ha producido electrodeposición de litio (electrodeposición de Li) en la que se precipita metal de litio en el electrodo negativo de la primera batería.
Es decir, el aparato 100 de monitorización de baterías según una realización de la presente divulgación puede evaluar si se precipita litio de manera no destructiva basándose en el comportamiento cambiante del SOC y la tensión diferencial que aparecen cuando se precipita litio en la batería. Por tanto, puesto que es posible monitorizar si se precipita litio en la batería aunque no se desmonte directamente la batería, pueden impedirse de antemano un cortocircuito interno provocado por precipitación de litio y un incendio provocado por el cortocircuito interno.
Mientras tanto, la unidad 120 de control incluida en el aparato 100 de monitorización de baterías puede incluir opcionalmente un circuito integrado específico de aplicación (ASIC), otro conjunto de chips, un circuito lógico, un registro, un módem de comunicación, y un dispositivo de procesamiento de datos, y similares, conocidos en la técnica para ejecutar diversas lógicas de control divulgadas a continuación. Adicionalmente, cuando la lógica de control se implementa en software, la unidad 120 de control puede implementarse como un conjunto de módulos de programa. En este caso, el módulo de programa puede almacenarse en una memoria y ejecutarse por la unidad 120 de control. La memoria puede estar en el interior o el exterior de la unidad 120 de control, y puede conectarse a la unidad 120 de control mediante diversos medios bien conocidos.
Adicionalmente, el aparato 100 de monitorización de baterías puede incluir además una unidad 130 de almacenamiento. La unidad 130 de almacenamiento puede almacenar programas, datos, y similares requeridos para diagnosticar el estado de una batería según la presente divulgación. Es decir, la unidad 130 de almacenamiento puede almacenar datos necesarios para el funcionamiento y la función de cada componente del aparato 100 de monitorización de baterías, datos generados en el proceso de realizar el funcionamiento o la función, o similar. La unidad 130 de almacenamiento no está particularmente limitada en su clase siempre que sean medios de almacenamiento de información conocidos que pueden grabar, borrar, actualizar y leer datos. Como ejemplo, los medios de almacenamiento de información pueden incluir RAM, memoria flash, ROM, EEPROM, registros, y similares. Adicionalmente, la unidad 130 de almacenamiento puede almacenar códigos de programa en los que se definen procesos ejecutables por la unidad 110 de generación de perfil y la unidad 120 de control.
Por ejemplo, la unidad 130 de almacenamiento puede almacenar información de batería sobre la tensión y el SOC de la batería. La unidad 110 de generación de perfil puede obtener directamente información de batería desde el exterior, o puede acceder a la unidad 130 de almacenamiento para obtener la información de batería. Adicionalmente, la unidad 110 de generación de perfil puede generar un perfil diferencial basándose en la información de batería obtenida. En este proceso, un código de programa o similar para generar un perfil diferencial a partir de la información de batería puede estar almacenado en la unidad 130 de almacenamiento.
Adicionalmente, la unidad 130 de almacenamiento puede almacenar el perfil diferencial generado por la unidad 110 de generación de perfil. La unidad 120 de control puede recibir el perfil diferencial directamente desde la unidad 110 de generación de perfil, o puede acceder a la unidad 130 de almacenamiento para obtener el perfil diferencial almacenado.
La unidad 120 de control puede estar configurada para calcular un periodo inactivo de la batería. En este caso, el periodo inactivo puede significar un periodo en el que la batería se mantiene en un estado inactivo. Es decir, el periodo inactivo puede significar un periodo en el que la batería está en un estado sin carga. La unidad 120 de control puede calcular el periodo inactivo de la batería considerando si la batería está cargándose o descargándose. Específicamente, cuando el periodo inactivo de la batería se vuelve más largo, puede estabilizarse la batería. En este caso, aunque la unidad 120 de control calcula la curvatura correspondiente al pico objetivo a partir del perfil diferencial para la batería, la diferencia entre la curvatura calculada y la curvatura de criterio puede no aparecer significativamente. Por consiguiente, la unidad 120 de control puede estar configurada para calcular una curvatura para el perfil diferencial generado por la unidad 110 de generación de perfil cuando el periodo inactivo calculado es menor que o igual al periodo de criterio preestablecido.
Adicionalmente, la unidad 120 de control puede considerar además un valor umbral preestablecido al evaluar si se precipita litio comparando las magnitudes de la curvatura calculada y la curvatura de criterio.
Por ejemplo, si la diferencia entre la curvatura calculada y la curvatura de criterio es menor que un valor umbral, la unidad 120 de control puede estar configurada para evaluar que no se precipita litio en la batería. En cambio, si la diferencia entre la curvatura calculada y la curvatura de criterio es igual a o mayor que el valor umbral, la unidad 120 de control puede estar configurada para evaluar que se precipita litio en la batería.
En la realización de la figura 2, la primera batería puede estar en un estado en el que el periodo inactivo es menor que o igual al periodo de criterio preestablecido. Adicionalmente, el primer perfil diferencial DP11 y el segundo perfil diferencial DP12 pueden generarse basándose en el SOC y la tensión de la primera batería cuyo periodo inactivo es menor que o igual al periodo de criterio preestablecido. Por consiguiente, si la diferencia entre la primera curvatura correspondiente al primer pico objetivo B y la segunda curvatura correspondiente al segundo pico objetivo C es mayor que o igual a el valor umbral, la unidad 120 de control puede evaluar que se precipita litio en la primera batería. En cambio, si tanto la diferencia entre la primera curvatura y la curvatura de criterio como la diferencia entre la segunda curvatura y la curvatura de criterio son menores que el valor umbral, la unidad 120 de control puede evaluar que no se precipita litio en la primera batería.
La figura 3 es un diagrama que ilustra un perfil diferencial de una segunda batería según otra realización de la presente divulgación. La figura 4 es un diagrama que ilustra un perfil diferencial de una tercera batería según todavía otra realización de la presente divulgación.
En la realización de la figura 3, el perfil de criterio RP2 es un perfil generado para corresponder al SOC y la tensión de la segunda batería en el estado de BOL, el primer perfil diferencial DP21 es un perfil generado para corresponder al SOC y la tensión de la segunda batería en un primer punto de tiempo predeterminado, y el segundo perfil diferencial DP22 es un perfil generado para corresponder al SOC y la tensión de la segunda batería en un segundo punto de tiempo predeterminado.
En la realización de la figura 4, el perfil de criterio RP3 es un perfil generado para corresponder al SOC y la tensión de la tercera batería en el estado de BOL, el primer perfil diferencial DP31 es un perfil generado para corresponder al SOC y la tensión de la tercera batería en un primer punto de tiempo predeterminado, y el segundo perfil diferencial DP32 es un perfil generado para corresponder al s Oc y la tensión de la tercera batería en un segundo punto de tiempo predeterminado.
Específicamente, en la realización de la figura 3, el estado de la segunda batería es un estado en el que el periodo inactivo es menor que el periodo de criterio preestablecido en el primer punto de tiempo y el segundo punto de tiempo, pero en la realización de la figura 4, el estado de la tercera batería puede ser un estado en el que el periodo inactivo es mayor que el periodo de criterio preestablecido. Adicionalmente, la segunda batería y la tercera batería pueden estar en un estado ajustado para mantener sustancialmente el mismo estado de degradación.
Haciendo referencia a la figura 3, la diferencia entre la primera curvatura correspondiente al primer pico objetivo E de la segunda batería y la curvatura de criterio correspondiente al pico de criterio D puede ser mayor que o igual a un valor umbral. Además, la diferencia entre la segunda curvatura correspondiente al segundo pico objetivo F de la segunda batería y la curvatura de criterio correspondiente al pico de criterio D puede ser mayor que o igual a un valor umbral. Por consiguiente, la unidad 120 de control puede evaluar que se precipita litio en la segunda batería. En cambio, haciendo referencia a la figura 4, la diferencia entre la primera curvatura correspondiente al primer pico objetivo I de la tercera batería y la curvatura de criterio correspondiente al pico de criterio H puede ser menor que el valor umbral. Adicionalmente, la diferencia entre la segunda curvatura correspondiente al segundo pico objetivo J de la tercera batería y la curvatura de criterio correspondiente al pico de criterio H puede ser menor que el valor umbral. Por tanto, la unidad 120 de control puede evaluar que no se precipita litio en la tercera batería.
Es decir, puesto que el periodo inactivo de la segunda batería se mantiene igual a o menor que el periodo de criterio preestablecido, la diferencia entre la curvatura de criterio (curvatura correspondiente al pico de criterio D) y cada una de la primera curvatura (curvatura correspondiente al primer pico objetivo E) y la segunda curvatura (curvatura correspondiente al segundo pico objetivo F) puede ser igual a o mayor que el valor umbral. Mientras tanto, en la tercera batería, la diferencia entre la curvatura de criterio (curvatura correspondiente al pico de criterio H) y cada una de la primera curvatura (curvatura correspondiente al primer pico objetivo I) y la segunda curvatura (curvatura correspondiente al segundo pico objetivo J) puede ser menor que el valor umbral porque el periodo inactivo se mantiene para ser mayor que el periodo de criterio preestablecido.
Por tanto, el aparato 100 de monitorización de baterías tiene una ventaja de monitorizar con más precisión el estado de la batería evaluando si se precipita litio en la batería considerando el periodo inactivo de la batería.
En otra realización, la unidad 120 de control puede estar configurada para calcular el número de veces en que la curvatura calculada es mayor que la curvatura de criterio. Más adelante en el presente documento, se describirá una realización en la que la curvatura calculada es mayor que la curvatura de criterio, pero debe observarse que la misma puede aplicarse de manera idéntica a una realización en la que la diferencia entre la curvatura calculada y la curvatura de criterio es menor que el valor umbral.
Por ejemplo, para la batería en el estado de BOL, el número de veces en que la curvatura es mayor que la curvatura de criterio puede establecerse en 0.
En primer lugar, la unidad 110 de generación de perfil puede estar configurada para generar una pluralidad de perfiles diferenciales.
Por ejemplo, si la unidad 110 de generación de perfil obtiene información de batería sobre el SOC y la tensión medidos en el proceso de descarga de la batería, puede generarse un perfil diferencial basándose en la información de batería obtenida. Es decir, puesto que puede generarse el perfil diferencial cuando se descarga la batería, puede generarse el perfil diferencial de manera periódica o aperiódica.
La unidad 120 de control puede estar configurada para calcular una curvatura en cada uno de la pluralidad de perfiles diferenciales generados por la unidad 110 de generación de perfil. Adicionalmente, la unidad 120 de control puede estar configurada para calcular el número de veces en que la pluralidad calculada de curvaturas es mayor que la curvatura de criterio.
La figura 5 es un diagrama que muestra esquemáticamente una pluralidad de curvaturas para una cuarta batería según todavía otra realización de la presente divulgación.
En la realización de la figura 5, la cuarta batería puede estar en un estado de BOL en un punto de tiempo t0. Es decir, la curvatura correspondiente al pico de criterio de la cuarta batería puede ser RC.
Adicionalmente, la unidad 110 de generación de perfil puede generar un total de seis perfiles diferenciales en los puntos de tiempo t1, t2, t3, t4, t5 y t6. La unidad 120 de control puede calcular una curvatura en cada uno de los seis perfiles diferenciales.
Específicamente, la primera curvatura correspondiente al primer pico objetivo de la cuarta batería en el punto de tiempo t1 puede ser C1. La segunda curvatura correspondiente al segundo pico objetivo de la cuarta batería en el punto de tiempo t2 puede ser C2. La tercera curvatura correspondiente al tercer pico objetivo de la cuarta batería en el punto de tiempo t3 puede ser C3. La cuarta curvatura correspondiente al cuarto pico objetivo de la cuarta batería en el punto de tiempo t4 puede ser C4. La quinta curvatura correspondiente al quinto pico objetivo de la cuarta batería en el punto de tiempo t5 puede ser C5. La sexta curvatura correspondiente al sexto pico objetivo de la cuarta batería en el punto de tiempo t6 puede ser C6. El perfil de criterio y el primer a sexto perfiles diferenciales para la cuarta batería no se muestran, pero debe observarse que pueden deducirse a través de los perfiles de criterio A, D, H, los primeros perfiles diferenciales B, E, I y los segundos perfiles diferenciales C, F, J.
Adicionalmente, en la realización de la figura 5, la curvatura mayor que la curvatura de criterio RC puede ser la tercera curvatura C3, la cuarta curvatura C4, la quinta curvatura C5, y la sexta curvatura C6. Por consiguiente, la unidad 120 de control puede calcular que el número de veces en que la curvatura C1, C2, C3, C4, C5, C6 calculada es mayor que la curvatura de criterio RC es de 4.
Adicionalmente, la unidad 120 de control puede estar configurada para evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el número de veces calculado.
Específicamente, si el número de veces calculado es mayor que un valor de criterio preestablecido, la unidad 120 de control puede estar configurada para evaluar que se precipita litio en la batería.
En este caso, el valor de criterio puede preestablecerse para corresponder a las especificaciones, uso, y similares de la batería. Por ejemplo, se supone que el valor de criterio se establece en 3 en la realización de la figura 5. puesto que el número de veces calculado (4) es mayor que el valor de criterio (3), la unidad 120 de control puede evaluar que se precipita litio en la cuarta batería.
Es decir, si se precipita metal de litio en la batería, puede producirse un cortocircuito interno en la batería correspondiente, y existe un riesgo de incendio o explosión debido a tal cortocircuito interno. Por tanto, la batería que se diagnostica que se precipita metal de litio se trata como batería sin usar, para la que se demanda inspección o reemplazo.
Por tanto, el aparato 100 de monitorización de baterías puede reducir la posibilidad de diagnosticar de manera errónea el estado de la batería evaluando de manera conservadora si se precipita metal de litio en la batería basándose en el número de veces en que la curvatura calculada es mayor que la curvatura de criterio. En este caso, el diagnóstico erróneo puede significar que una batería normal en la que no se precipita metal de litio se diagnostica de manera errónea como una batería en la que se precipita metal de litio.
En otra realización, la unidad 120 de control puede estar configurada para determinar un patrón de aumento/disminución para la curvatura evaluada como mayor que la curvatura de criterio, cuando el número de veces calculado es mayor que el valor de criterio preestablecido.
En este caso, el patrón de aumento/disminución puede determinarse como un patrón de aumento o un patrón de disminución dependiendo de si aumenta el valor de la curvatura evaluada como mayor que la curvatura de criterio. Específicamente, el patrón de aumento puede ser un patrón en el que aumenta el valor de la curvatura evaluada como mayor que la curvatura de criterio. En cambio, el patrón de disminución puede ser un patrón en el que el valor de la curvatura evaluada como mayor que la curvatura de criterio es el mismo o disminuye. Es decir, con el fin de evaluar de manera conservadora si se precipita metal de litio en la batería, el patrón de disminución puede determinarse incluso cuando el valor de la curvatura evaluada como mayor que la curvatura de criterio permanece igual.
Como en la realización anterior, en la realización de la figura 5, la curvatura evaluada como mayor que la curvatura de criterio es la tercera curvatura C3, la cuarta curvatura C4, la quinta curvatura C5, y la sexta curvatura C6, y el número de veces (4) calculado es mayor que el valor de criterio (3). Así, la unidad 120 de control puede determinar el patrón de aumento/disminución de la tercera a sexta curvaturas C3, C4, C5, C6. La cuarta curvatura C4 disminuye por debajo de la tercera curvatura C3, pero la quinta curvatura C5 aumenta por encima de la tercera curvatura C3 y la cuarta curvatura C4, y la sexta curvatura C6 también aumentan por encima de la quinta curvatura C5. Así, la unidad 120 de control puede determinar que el patrón de aumento/disminución de la tercera a sexta curvaturas C3, C4, C5, C6 es el patrón de aumento.
La unidad 120 de control puede estar configurada para evaluar si se precipita litio basándose en el patrón de aumento/disminución determinado.
Específicamente, si el patrón de aumento/disminución determinado es el patrón de aumento, la unidad 120 de control puede estar configurada para evaluar que se precipita litio en la batería. En cambio, si el patrón de aumento/disminución determinado es el patrón de disminución, la unidad 120 de control puede estar configurada para evaluar que no se precipita litio en la batería.
Por ejemplo, en la realización de la figura 5, la unidad 120 de control puede determinar que el patrón de aumento/disminución de la tercera a sexta curvaturas C3, C4, C5, C6 es el patrón de aumento. Por consiguiente, la unidad 120 de control puede evaluar que se precipita metal de litio en la cuarta batería.
Es decir, el aparato 100 de monitorización de baterías puede evaluar si se precipita litio en la batería considerando además no sólo el número de veces en que la curvatura calculada es mayor que la curvatura de criterio sino también el patrón de aumento/disminución de las curvaturas calculadas. Por tanto, es posible evaluar de manera más conservadora si se precipita metal de litio en la batería, de modo que puede disminuirse la posibilidad de diagnóstico erróneo.
La unidad 120 de control puede estar configurada para generar y emitir un código de diagnóstico relacionado con la precipitación de litio cuando se evalúa que se precipita litio en la batería.
En este caso, el código de diagnóstico es un código de fallo de diagnóstico (DTC), y puede ser un código de diagnóstico fallido normalizado que representa un resultado de diagnóstico para la batería.
Específicamente, la unidad 120 de control puede emitir información que representa que se precipita litio en la batería emitiendo el código de diagnóstico. Adicionalmente, la unidad 120 de control puede emitir información de identificación de batería o similar junto con el código de diagnóstico para especificar una batería en la que se precipita litio.
Por ejemplo, la unidad 120 de control puede emitir el código de diagnóstico generado a un servidor y/o terminal de usuario conectados de manera comunicativa. Adicionalmente, la unidad 120 de control puede almacenar el código de diagnóstico generado en la unidad 130 de almacenamiento.
Es decir, la unidad 120 de control puede emitir el código de diagnóstico generado al exterior para informar del resultado de diagnóstico del estado de la batería, y almacenar el código de diagnóstico generado en la unidad 130 de almacenamiento para almacenar de manera acumulativa el historial de uso de la batería.
El aparato 100 de monitorización de baterías según la presente divulgación puede aplicarse a un BMS (sistema de gestión de baterías). Es decir, el BMS según la presente divulgación puede incluir el aparato 100 de monitorización de baterías descrito anteriormente. En esta configuración, al menos algunos de los componentes del aparato 100 de monitorización de baterías pueden implementarse complementando o añadiendo funciones de la configuración incluida en un BMS convencional. Por ejemplo, la unidad 110 de generación de perfil, la unidad 120 de control y la unidad 130 de almacenamiento del aparato 100 de monitorización de baterías pueden implementarse como componentes del BMS.
Adicionalmente, el aparato 100 de monitorización de baterías según la presente divulgación puede estar dotado en un bloque de baterías. Por ejemplo, el bloque de baterías según la presente divulgación puede incluir el aparato 100 de monitorización de baterías tal como se describió anteriormente y al menos una celda de batería. Adicionalmente, el bloque de baterías puede incluir además equipos eléctricos (un relé, un fusible, etc.), una caja, y similares.
La figura 6 es un diagrama que muestra esquemáticamente una configuración a modo de ejemplo de un bloque de baterías que incluye el aparato 100 de monitorización de baterías según una realización de la presente divulgación. El terminal de electrodo positivo de la batería 10 puede conectarse al terminal de electrodo positivo P+ del bloque 1 de baterías, y el terminal de electrodo negativo de la batería 10 puede conectarse al terminal de electrodo negativo P- del bloque 1 de baterías.
La unidad 20 de medición puede conectarse a la primera línea de detección SL1, la segunda línea de detección SL2 y la tercera línea de detección SL3. Específicamente, la unidad 20 de medición puede conectarse al terminal de electrodo positivo de la batería 10 a través de la primera línea de detección SL1, y puede conectarse al terminal de electrodo negativo de la batería 10 a través de la segunda línea de detección SL2. La unidad 20 de medición puede medir la tensión de la batería 10 basándose en la tensión medida en cada una de la primera línea de detección SL1 y la segunda línea de detección SL2.
Adicionalmente, la unidad 20 de medición puede conectarse a la unidad 30 de medición de corriente a través de la tercera línea de detección SL3. Por ejemplo, la unidad 30 de medición de corriente puede ser un amperímetro o una resistencia en derivación capaz de medir la corriente de carga y la corriente de descarga de la batería 10. La unidad 20 de medición puede calcular la cantidad de carga midiendo la corriente de carga de la batería 10 a través de la tercera línea de detección SL3. Además, la unidad 20 de medición puede calcular la cantidad de descarga midiendo la corriente de descarga de la batería 10 a través de la tercera línea de detección SL3.
Un extremo de la carga 2 puede conectarse al terminal de electrodo positivo P+ del bloque 1 de baterías, y el otro extremo puede conectarse al terminal de electrodo negativo P- del bloque 1 de baterías. Por consiguiente, el terminal de electrodo positivo de la batería 10, el terminal de electrodo positivo P+ del bloque 1 de baterías, la carga 2, el terminal de electrodo negativo P- del bloque 1 de baterías, y el terminal de electrodo negativo de la batería 10 pueden conectarse eléctricamente.
Por ejemplo, la carga 2 puede ser un dispositivo de carga/descarga, o un motor o similar de un vehículo eléctrico que recibe alimentación de la batería 10.
La figura 7 es un diagrama que muestra esquemáticamente un método de monitorización de baterías según otra realización de la presente divulgación.
Preferiblemente, cada etapa del método de monitorización de baterías puede realizarse por el aparato 100 de monitorización de baterías. Más adelante en el presente documento, se omitirá contenido que se superponga con el contenido descrito previamente o se describirá brevemente.
Haciendo referencia a la figura 7, el método de monitorización de baterías puede incluir una etapa (S100) de generación de perfil diferencial, una etapa (S200) de cálculo de curvatura, una etapa (S300) de comparación de curvatura, y una etapa (S400) de evaluación de precipitación de litio.
La etapa (S100) de generación de perfil diferencial es una etapa de generar un perfil diferencial que representa una relación correspondiente entre una tensión diferencial que representa una tasa de cambio de una tensión de una batería con respecto a un SOC de la batería y el SOC, y puede realizarse por la unidad 110 de generación de perfil.
Por ejemplo, la unidad 110 de generación de perfil puede generar un perfil diferencial que representa una relación correspondiente entre el SOC y la tensión diferencial (dV/dSOC) basándose en información de batería (SOC y tensión) obtenida en el proceso de descarga de la batería.
La etapa (S200) de cálculo de curvatura es una etapa de calcular una curvatura correspondiente a una región de SOC preestablecida en el perfil diferencial generado en la etapa (S100) de generación de perfil diferencial, y puede realizarse por la unidad 120 de control.
La unidad 120 de control puede determinar un pico objetivo en la región de SOC preestablecida y calcular una curvatura correspondiente al pico objetivo determinado.
Si hay una pluralidad de círculos de curvatura correspondiente al pico objetivo, la unidad 120 de control puede seleccionar un círculo de curvatura que tiene una curvatura mínima (con un radio de curvatura máximo) entre la pluralidad de círculos de curvatura y calcular una curvatura correspondiente al círculo de curvatura seleccionado como la curvatura correspondiente al pico objetivo.
La etapa (S300) de comparación de curvatura es una etapa de comparar la curvatura calculada en la etapa (S200) de cálculo de curvatura con una curvatura de criterio preestablecida para la batería, y puede realizarse por la unidad 120 de control.
Por ejemplo, la curvatura de criterio puede establecerse cuando la batería está en un estado de BOL. Es decir, la curvatura de criterio puede establecerse en correspondencia a un pico de criterio incluido en un perfil de criterio para la batería en un estado de BOL.
La etapa (S400) de evaluación de precipitación de litio es una etapa de evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el resultado de comparación de la etapa (S300) de comparación de curvatura, y puede realizarse por la unidad 120 de control.
Por ejemplo, la unidad 120 de control puede evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el resultado de comparar la curvatura calculada con la curvatura de criterio. Además, con el fin de evaluar de manera más conservadora si se precipita litio en la batería, la unidad 120 de control puede considerar además el número de veces en que la curvatura calculada es mayor que la curvatura de criterio y/o el patrón de aumento/disminución de las curvaturas calculadas.
Las realizaciones de la presente divulgación descritas anteriormente no se implementan necesariamente mediante un aparato y método sino que también pueden implementarse a través de un programa para realizar funciones correspondientes a la configuración de la presente divulgación o un medio de grabación en el que se graba el programa. Tal implementación puede realizarse fácilmente por los expertos en la técnica a partir de la descripción anterior de las realizaciones.
La presente divulgación se ha descrito en detalle. Sin embargo, debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican realizaciones preferidas de la divulgación, se facilitan a modo de ilustración únicamente. La invención se define por las reivindicaciones adjuntas.
(Símbolos de referencia)
1: bloque de baterías
2: carga
10: batería
20: unidad de medición
30: unidad de medición de corriente
100: aparato de monitorización de baterías
110: unidad de generación de perfil
120: unidad de control
130: unidad de almacenamiento

Claims (10)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Aparato (100) de monitorización de baterías, que comprende:
    una unidad (110) de generación de perfil configurada para generar un perfil diferencial que representa una relación correspondiente entre una tensión diferencial que representa una tasa de cambio de una tensión de una batería con respecto a un SOC de la batería y el SOC;
    caracterizado por una unidad (120) de control configurada para calcular una curvatura correspondiente a una región de SOC preestablecida en el perfil diferencial, comparar la curvatura calculada con una curvatura de criterio preestablecida para la batería, y evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el resultado de comparación.
  2. 2. Aparato de monitorización de baterías según la reivindicación 1,
    en el que la unidad de control está configurada para comparar magnitudes de la curvatura calculada y la curvatura de criterio.
  3. 3. Aparato de monitorización de baterías según la reivindicación 2,
    en el que la unidad de control está configurada para evaluar que no se precipita litio en la batería, cuando la curvatura calculada es igual a o menor que la curvatura de criterio, y
    en el que la unidad de control está configurada para evaluar que se precipita litio en la batería, cuando la curvatura calculada es mayor que la curvatura de criterio.
  4. 4. Aparato de monitorización de baterías según la reivindicación 2,
    en el que la unidad de control está configurada para calcular el número de veces en que la curvatura calculada es mayor que la curvatura de criterio y evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el número de veces calculado.
  5. 5. Aparato de monitorización de baterías según la reivindicación 4,
    en el que la unidad de control está configurada para evaluar que se precipita litio en la batería, cuando el número de veces calculado es mayor que un valor de criterio preestablecido.
  6. 6. Aparato de monitorización de baterías según la reivindicación 4,
    en el que la unidad de generación de perfil está configurada para generar una pluralidad de perfiles diferenciales, y
    en el que la unidad de control está configurada para calcular la curvatura en cada uno de la pluralidad de perfiles diferenciales generados por la unidad de generación de perfil y calcular el número de veces en que la pluralidad de curvaturas calculadas son mayores que la curvatura de criterio.
  7. 7. Aparato de monitorización de baterías según la reivindicación 4,
    en el que, cuando el número de veces calculado es mayor que un valor de criterio preestablecido, la unidad de control está configurada para determinar un patrón de aumento/disminución para una curvatura evaluada como mayor que la curvatura de criterio y evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el patrón de aumento/disminución determinado.
  8. 8. Aparato de monitorización de baterías según la reivindicación 7,
    en el que la unidad de control está configurada para evaluar que se precipita litio en la batería, cuando el patrón de aumento/disminución determinado es un patrón de aumento.
  9. 9. Aparato de monitorización de baterías según la reivindicación 1,
    en el que cuando se evalúa que se precipita litio en la batería, la unidad de control está configurada para generar y emitir un código de diagnóstico relacionado con la precipitación de litio.
  10. 10. Aparato de monitorización de baterías según la reivindicación 1,
    en el que la unidad de control está configurada para calcular un periodo inactivo de la batería y calcular la curvatura para el perfil diferencial generado por la unidad de generación de perfil cuando el periodo inactivo calculado es igual a o menor que un periodo de criterio preestablecido.
    Aparato de monitorización de baterías según la reivindicación 1,
    en el que la unidad de control está configurada para determinar un pico objetivo incluido en la región de SOC preestablecida del perfil diferencial y calcular una curvatura correspondiente al pico objetivo.
    Bloque (1) de baterías, que comprende el aparato (100) de monitorización de baterías según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
    Método de monitorización de baterías, que comprende:
    una etapa (S100) de generación de perfil diferencial de generar un perfil diferencial que representa una relación correspondiente entre una tensión diferencial que representa una tasa de cambio de una tensión de una batería con respecto a un SOC de la batería y el SOC;
    caracterizado por
    una etapa (S200) de cálculo de curvatura de calcular una curvatura correspondiente a una región de SOC preestablecida en el perfil diferencial generado en la etapa de generación de perfil diferencial;
    una etapa (S300) de comparación de curvatura de comparar la curvatura calculada en la etapa de cálculo de curvatura con una curvatura de criterio preestablecida para la batería; y
    una etapa (S400) de evaluación de precipitación de litio de evaluar si se precipita litio en la batería basándose en el resultado de comparación de la etapa de comparación de curvatura.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116699428B (zh) * 2023-08-08 2023-10-10 深圳市杰成镍钴新能源科技有限公司 退役电池的缺陷检测方法及装置
KR102890693B1 (ko) * 2024-01-02 2025-11-24 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치, 배터리 팩, 배터리 시스템 및 배터리 진단 방법
KR20250109422A (ko) * 2024-01-10 2025-07-17 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
KR20250172083A (ko) * 2024-05-31 2025-12-09 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 진단 장치 및 방법
CN118837757A (zh) * 2024-07-03 2024-10-25 东风汽车集团股份有限公司 车端电芯的析锂风险判断方法、装置、设备、存储介质及产品

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6388447B1 (en) * 2000-11-07 2002-05-14 Moltech Power Systems, Inc. Method and apparatus for battery fuel gauging
JP4561859B2 (ja) * 2008-04-01 2010-10-13 トヨタ自動車株式会社 二次電池システム
EP2485318B1 (en) * 2009-10-01 2018-01-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Nonaqueous electrolyte solution type lithium-ion secondary battery system, method for determining lithium precipitation by the system, and vehicle having the system mounted therein
JP5782803B2 (ja) * 2010-06-03 2015-09-24 日産自動車株式会社 電池の充電装置および電池の充電方法
JP5315369B2 (ja) * 2011-03-01 2013-10-16 株式会社日立製作所 リチウム二次電池の異常充電状態検出装置及び検査方法
EP2990818B1 (en) * 2014-09-01 2019-11-27 Yokogawa Electric Corporation Secondary battery capacity measurement system and secondary battery capacity measurement method
US10193198B2 (en) * 2015-03-13 2019-01-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Cell management device and power supply device
JP6364127B2 (ja) * 2015-06-19 2018-07-25 株式会社日立製作所 蓄電池アレーの故障診断装置および故障診断方法
KR101897859B1 (ko) * 2015-08-24 2018-09-12 주식회사 엘지화학 리튬 석출 탐지 방법, 이를 이용한 이차전지 충전 방법과 장치 및 이차전지 시스템
US9840161B2 (en) * 2016-03-10 2017-12-12 Ford Global Technologies, Llc Circuit and method for detection of battery cell degradation events
CN108519558A (zh) * 2018-04-28 2018-09-11 北京新能源汽车股份有限公司 一种动力电池析锂的检测方法、控制器及汽车
CN108761344A (zh) * 2018-06-06 2018-11-06 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 一种锂离子电池析锂的检测方法及系统
EP3816644A4 (en) * 2018-06-27 2021-08-25 Nuvoton Technology Corporation Japan BATTERY MONITORING DEVICE, INTEGRATED CIRCUIT AND BATTERY MONITORING SYSTEM
CN109932658A (zh) * 2019-03-06 2019-06-25 肇庆遨优动力电池有限公司 一种锂离子电池析锂的检测方法
JP7224227B2 (ja) * 2019-04-05 2023-02-17 本田技研工業株式会社 二次電池の金属リチウム析出検知装置および方法
KR102684199B1 (ko) * 2019-04-17 2024-07-10 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리의 퇴화 상태를 결정하기 위한 장치, 방법 및 배터리 팩
KR102659679B1 (ko) * 2019-04-22 2024-04-19 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리의 미분 전압 커브를 결정하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리 팩
KR102772785B1 (ko) * 2019-05-09 2025-02-27 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지의 제조방법
CN112240986B (zh) * 2019-07-18 2023-09-05 万向一二三股份公司 一种大尺寸软包锂离子电池析锂及均匀性的评估方法
JP2021084382A (ja) 2019-11-29 2021-06-03 三星ダイヤモンド工業株式会社 分断方法および分断装置
CN112703125B (zh) * 2020-08-10 2022-04-08 华为技术有限公司 一种锂电池的析锂检测方法及装置
CN112540297B (zh) * 2020-11-10 2024-06-11 中车长春轨道客车股份有限公司 一种研究锂离子电池过充安全冗余边界的方法
CN112782599A (zh) * 2020-12-28 2021-05-11 清华大学 锂离子电池无损析锂检测方法、装置及计算机设备

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