ES3038173T3 - System and method for estimating battery cell surface temperature - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a un sistema y un método para estimar la temperatura de la superficie de una celda de batería y, más particularmente, a un sistema y un método para estimar la temperatura de la superficie de una celda de batería que puede minimizar un retraso en la medición de temperatura a través de un método de algoritmo de software para estimar una temperatura de superficie de celda real actual al reflejar un gradiente de cambio de temperatura medido de una celda de batería. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema y método para estimar la temperatura de superficie de celdas de batería
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un sistema y un método de estimación de la temperatura de superficie de celdas de batería, y en particular, a un sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería y a un método para minimizar un retardo en la medición de la temperatura.
Antecedentes de la invención
Una batería utilizada como fuente de energía para diversos dispositivos electrónicos portátiles, incluidos los teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles y PDA, pueden tener una temperatura que se eleva por encima de una temperatura de referencia por diversas circunstancias, tales como cuando se produce un cortocircuito en el interior de una celda integrada en una batería, cuando un dispositivo electrónico con una batería consume una cantidad anormalmente grande de energía, o cuando un dispositivo electrónico con una batería está expuesto a un entorno de alta temperatura, por ejemplo.
De esta manera, cuando la temperatura de la batería supera la temperatura de referencia, puesto que se libera una gran cantidad de gas por la descomposición del electrolito o material activo incorporado en la celda de la batería, la presión interna de la celda aumenta rápidamente, por lo que hay un problema, ya que no solo existe el riesgo de explosión de la celda, sino que también se deterioran las características electroquímicas de la celda de la batería, reduciendo de este modo la vida útil de la batería.
Para resolver estos problemas, cuando se mide la temperatura mediante el contacto del sensor de temperatura en un lugar específico de la celda de la batería y se detecta por encima de la norma, se determinó que la temperatura de la celda de la batería era anormal, y se tomaron medidas tales como bloquear la corriente de la batería para impedir que siguiera aumentando la temperatura.
Sin embargo, el método de medición de la temperatura por contacto del sensor de temperatura con la superficie de la celda de la batería, como se ha descrito anteriormente, tiene el problema de que se mide más lentamente que la temperatura real de la superficie de la celda cuando el sensor de temperatura no entra en estrecho contacto con la celda de la batería debido a las limitaciones del diseño físico del dispositivo, como el proceso, o debido a la diferencia de tiempo por conducción o convección.
Por ejemplo, la temperatura de superficie de la celda aumenta debido a la generación de calor durante la sobredescarga, y el valor de temperatura medido por el sensor de temperatura aumenta más lentamente que la temperatura real de la superficie de la celda en ese momento, lo que provoca una situación en la que se retrasa el tiempo de medición. En este caso, puesto que existe un límite para determinar la temperatura actual de la celda real de la batería, como resultado, se retrasa la determinación del diagnóstico de seguridad de la celda de la batería.
(Documento de patente 1) JP2013-005663 A. JP2005 331484 A se refiere a un dispositivo para determinar la capacidad restante en una batería.
Explicación de la invención
Problema técnico
La presente invención está prevista para resolver el problema descrito anteriormente, y para minimizar el retraso en la medición de la temperatura mediante el uso de un método de algoritmo desoftwarepara estimar la temperatura real actual de la superficie de la celda reflejando el gradiente del cambio de temperatura medido de la celda de la batería.
Solución técnica
Un sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de acuerdo con la presente invención incluye: una unidad de medición de la temperatura configurada para medir una temperatura de superficie de la celda de medición que es una temperatura de superficie de una celda de la batería que se carga/descarga en un intervalo de ciclos predeterminado; una unidad de adquisición del tiempo de retardo configurada para adquirir un tiempo de retardo que es un tiempo necesario para que la temperatura de superficie de la celda de medición alcance una temperatura máxima para cada sección de temperatura predeterminada desde un punto temporal final de carga/descarga de la celda de batería; una primera unidad de memoria configurada para almacenar un tiempo de retardo correspondiente a cada estado de carga/descarga de la celda de batería para cada sección de temperatura predeterminada como una base de datos basada en datos sobre el tiempo de retardo obtenidos desde la unidad de adquisición del tiempo de retardo; una segunda unidad de memoria configurada para almacenar un valor de temperatura de superficie de la celda de medición medido por la unidad de medición de la temperatura; y una unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda configurada para calcular un tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual medida por la unidad de medición de la temperatura basándose en la base de datos de la primera unidad de memoria, y predecir una temperatura real de la superficie de la celda de la batería actual utilizando el tiempo de retardo calculado.
Específicamente, la unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda incluye: una unidad de cálculo del tiempo de retardo actual configurada para extraer una sección de temperatura a la que pertenece la temperatura de superficie de la celda de medición actual medida por la unidad de medición de la temperatura de entre las secciones de temperatura predeterminadas almacenadas en la primera unidad de memoria, y calcular un tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual utilizando un valor de temperatura correspondiente a la sección de temperatura extraída y un tiempo de retardo correspondiente al estado de carga/descarga de la celda de batería actual; una unidad de cálculo de la desviación de la temperatura configurada para calcular una diferencia entre un valor de temperatura de superficie de la celda de medición correspondiente a un punto temporal anterior por el tiempo de retardo calculado por la unidad de cálculo del tiempo de retardo actual y un valor de temperatura de superficie de la celda de medición actual, basándose en un punto temporal actual; y una unidad de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda configurada para estimar una temperatura actual de la superficie de la celda de medición más la desviación de la temperatura calculada por la unidad de cálculo de la desviación de la temperatura como la temperatura de superficie de la celda de medición que se medirá después del tiempo de retardo en el punto temporal actual.
En este momento, la unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda predice el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición estimado por la unidad de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda como la temperatura real actual de la superficie de la celda de la batería.
Además, los datos sobre el tiempo de retardo correspondientes a cada estado de carga/descarga de la celda de la batería para cada sección de temperatura predeterminada almacenados en la primera unidad de memoria se actualizan cada vez que se carga/descarga la celda de la batería.
Asimismo, el sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería incluye, además, una unidad de diagnóstico del estado de la temperatura configurada para comparar la temperatura real actual de la superficie de la celda predicha por la unidad de predicción de la temperatura real de la superficie de la celda con un valor de referencia predeterminado, y diagnosticar el estado actual de la temperatura de la celda de la batería de acuerdo con un resultado de comparación.
Un método de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de acuerdo con la presente invención incluye: una etapa de medición de la temperatura para medir una temperatura de superficie de la celda de medición que es una temperatura de superficie de una celda de la batería que se carga/descarga en un intervalo de ciclos predeterminado; una etapa de adquisición de tiempo de retardo para adquirir un tiempo de retardo que es un tiempo necesario para que la temperatura de superficie de la celda de medición medida en la etapa de medición de la temperatura alcance una temperatura máxima para cada sección de temperatura predeterminada desde un punto temporal final de carga/descarga de la celda de la batería; una etapa de suministro de base de datos de almacenamiento del tiempo de retardo correspondiente a cada estado de carga/descarga de la celda de batería para cada sección de temperatura predeterminada en una base de datos basada en los datos sobre el tiempo de retardo para cada sección de temperatura predeterminada obtenidos mediante la etapa de medición de la temperatura y la etapa de adquisición del tiempo de retardo; y una etapa de predicción de la temperatura de superficie de la celda que consiste en calcular un tiempo de retardo correspondiente a la temperatura medida actual de la superficie de la celda de la batería basándose en la base de datos obtenida en la etapa de suministro de la base de datos y en predecir una temperatura real de la superficie de la celda que es un valor de temperatura real de la celda de la batería actual, usando el tiempo de retardo calculado.
De manera detallada, la etapa de predicción de la temperatura de superficie de la celda incluye: una etapa de cálculo del tiempo de retardo actual de extracción de una sección de temperatura a la que pertenece la temperatura de superficie de la celda de medición actual entre una sección de temperatura predeterminada de la base de datos, y de cálculo de un tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual de la celda de batería utilizando el valor de temperatura correspondiente a la sección de temperatura extraída y el tiempo de retardo correspondiente al estado de carga/descarga de la celda de batería actual; una etapa de cálculo de desviación de temperatura de cálculo de una diferencia entre el valor de temperatura de superficie de la celda de medición correspondiente al punto temporal anterior por el tiempo de retardo calculado en la etapa de cálculo del tiempo de retardo actual basándose en el punto temporal actual y un valor de temperatura de superficie de la celda de medición actual; y una etapa de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda de estimación de una temperatura actual de la superficie de la celda de medición más la desviación de temperatura calculada en la etapa de cálculo de la desviación de temperatura como la temperatura de superficie de la celda de medición que se medirá después del tiempo de retardo en el punto temporal actual.
En este momento, la etapa de predicción de la temperatura de superficie de la celda predice el valor de temperatura de superficie de la celda de medición estimado en la etapa de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda como la temperatura real actual de la superficie de la celda de la batería.
Además, el método de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería incluye, además, una etapa de diagnóstico del estado de la temperatura que consiste en comparar la temperatura real actual de la superficie de la celda, predicha en la unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda, con un valor de referencia predeterminado, y diagnosticar el estado actual de la temperatura de la celda de la batería de acuerdo con un resultado de la comparación.
Asimismo, los datos sobre el tiempo de retardo correspondientes a cada estado de carga/descarga de la celda de la batería para cada sección de temperatura predeterminada almacenados en la base de datos se actualizan cada vez que se carga/descarga la celda de la batería.
Efectos ventajosos
La presente invención estima el tiempo de retardo de la medición basándose en la temperatura de medición actual reflejando el gradiente de cambio de temperatura de medición de la celda de la batería, y predice el valor estimado como la temperatura después del tiempo de retardo de la medición basándose en la presente como la temperatura real actual de la superficie de la celda. Por lo tanto, la temperatura de las celdas de la batería puede monitorizarse con mayor precisión en tiempo real minimizando el retardo en la medición que se produce al medir físicamente la temperatura de la celda de la batería.
Debido a esto, puesto que es posible diagnosticar el estado de temperatura de la celda de la batería con mayor precisión y rapidez, puede mejorarse la estabilidad de la batería.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente la configuración general de un sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de acuerdo con la presente invención.
La FIG. 2 es un gráfico que muestra un ejemplo de comparación del estado de cambio entre la temperatura real de la superficie de la celda y la temperatura de superficie de la celda medida.
La FIG. 3 es una tabla que muestra un ejemplo de una base de datos de acuerdo con la presente invención. La FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método para estimar la temperatura de superficie de una celda de batería de acuerdo con la presente invención.
Realización preferente de la invención
En lo sucesivo en el presente documento, se describirán con detalle realizaciones de la presente invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos de tal modo que los expertos en la técnica puedan implementar fácilmente la presente invención. Sin embargo, la presente invención puede implementarse de varias formas y no se limita a las realizaciones que se describen en el presente documento. En los dibujos, se omiten partes irrelevantes para la descripción con el fin de describir claramente la presente invención, y números de referencia similares se refieren a elementos similares en toda la memoria descriptiva.
En lo sucesivo en el presente documento, la presente invención se describirá con detalle haciendo referencia a los dibujos.
1. Sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de acuerdo con la presente invención
La FIG. 1 es un diagrama de bloques que muestra esquemáticamente la configuración general de un sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de acuerdo con la presente invención. El sistema de la presente invención incluye una unidad de medición de la temperatura 100, una unidad de adquisición del tiempo de retardo 200, una primera unidad de memoria 300, una segunda unidad de memoria 400, una unidad de predicción de la temperatura real de la superficie de la celda 500, y una unidad de diagnóstico del estado de la temperatura 600.
1.1. Unidad de medición de temperatura 100
La unidad de medición de la temperatura es una configuración que mide la temperatura de la celda de la batería 10 que se está cargando/descargando en un intervalo de ciclos predeterminado, y específicamente, se encuentra en una posición predeterminada entre la superficie de la celda de la batería 10 para medir la temperatura de superficie de la celda. En lo sucesivo en el presente documento, la temperatura de la celda de la batería medida por dicha unidad de medición de la temperatura se denominará temperatura de superficie de la celda de medición y se describirá.
1.2. Unidad de adquisición del tiempo de retardo 200
La unidad de adquisición del tiempo de retardo es una configuración que mide y adquiere el tiempo de retardo, que es el tiempo que transcurre desde el punto temporal final de carga/descarga de la celda de la batería hasta que la temperatura de superficie de la celda de medición medida por la unidad de medición de la temperatura 100 alcanza la temperatura máxima para cada sección de temperatura predeterminada.
Por ejemplo, si la sección de temperatura se ajusta a intervalos de 10 grados y la temperatura de superficie de la celda de medición en el punto temporal final de carga/descarga es de aproximadamente 25 grados, el tiempo que tarda la temperatura de superficie de la celda de medición en alcanzar los 30 grados, es decir, la temperatura más alta en la sección de 20 a 30 grados, desde ese punto, se mide el tiempo que se tarda en alcanzar la temperatura máxima de 40 grados en la sección de 30 grados a 40 grados, el tiempo que se tarda en alcanzar la temperatura máxima de 50 grados en la sección de 40 grados a 50 grados, y el tiempo que se tarda en alcanzar la temperatura máxima de 60 grados en la sección de 50 grados a 60 grados, y el tiempo adquirido para cada sección de temperatura en este momento es el tiempo de retardo.
Es decir, por tiempo de retardo se entiende la diferencia de tiempo entre el punto temporal final de carga/descarga y el momento en que la temperatura de superficie de la celda de medición alcanza la temperatura máxima de la sección de temperatura correspondiente para cada sección de temperatura.
1.3. Primera unidad de memoria 300
La primera unidad de memoria es una configuración que actúa como base de datos y almacena el tiempo de retardo correspondiente a cada estado de carga/descarga de la celda de batería para cada sección de temperatura predeterminada basándose en los datos sobre el tiempo de retardo adquiridos de la unidad de adquisición de tiempo de retardo 200 cada vez que se carga/descarga la celda de batería.
Por ejemplo, como se muestra en la tabla de la FIG. 3, el tiempo de retardo de carga de 3 y el tiempo de retardo de descarga de 3 a 30 grados significan que se tardaron 3 segundos desde el punto temporal final de carga de la celda de la batería hasta que la temperatura de superficie de la celda de medición alcanza 30 grados y que se tardaron 3 segundos desde el punto temporal final de la descarga de la celda de la batería hasta que la temperatura de superficie de la celda de medición alcanzó 30 grados.
La primera unidad de memoria forma una base de datos y almacena los datos de tiempo de retardo para cada estado de carga/descarga para cada sección de temperatura en tal formato de tabla.
Al mismo tiempo, la primera unidad de memoria actualiza y almacena los datos obtenidos desde la unidad de adquisición de tiempo de retardo 200 para cada carga/descarga de la celda de la batería. Por consiguiente, puesto que la tendencia de cambio de temperatura más reciente puede reflejarse en la predicción de la temperatura real de la celda de la batería, es posible predecir la temperatura real de la superficie de una celda de batería con una precisión mejorada.
1.4. Segunda unidad de memoria 400
La segunda unidad de memoria es una configuración que almacena el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición medido en un periodo predeterminado por la unidad de medición de temperatura 100.
1.5. Unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda 500
La unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda es una configuración que calcula un tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición del tiempo actual medido por la unidad de medición de la temperatura 100 basándose en la base de datos de la primera unidad de memoria 300, y predice la temperatura real de la superficie de la celda en el tiempo actual utilizando el tiempo de retardo calculado. Esta unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda puede incluir la siguiente configuración detallada.
A. Unidad de cálculo del tiempo de retardo actual 510
La unidad de cálculo del tiempo de retardo puede extraer una sección de temperatura a la que pertenece la temperatura de superficie de la celda de medición actual medida por la unidad de medición de temperatura 100 entre las secciones de temperatura almacenadas en la primera unidad de memoria 300, y calcular el tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual utilizando el valor de temperatura correspondiente a la sección de temperatura extraída y el tiempo de retardo correspondiente al estado de carga/descarga de la celda de batería actual.
Haciendo referencia, por ejemplo, a la FIG. 3, si la celda de la batería actual se está descargando y la temperatura de superficie de la celda de medición actual es de 45 grados, la sección de temperatura a la que pertenece la temperatura actual de la superficie de la celda de medición es una sección de 40 a 50 grados, y los tiempos de retardo en el estado de descarga correspondientes a los correspondientes valores de temperatura de 40 y 50 grados respectivamente son 9 y 13. En este caso, el tiempo de retardo correspondiente a la temperatura actual de la superficie de la celda de medición puede calcularse alrededor de 11 segundos mediante la expresión {(9+13)/2}.
De esta manera, la unidad de cálculo del tiempo de retardo actual puede calcular el tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual basándose en la base de datos de la primera unidad de memoria 300.
El tiempo de retardo calculado aquí es un tiempo durante el cual la medición en la unidad de medición de temperatura 100 se retrasa en comparación con el estado real de la temperatura de superficie de la celda basándose en el presente, es decir, significa que la unidad de medición de la temperatura 100 está midiendo más lentamente que la temperatura real de la superficie de la celda por el tiempo de retardo calculado.
B. Unidad de cálculo de la desviación de la temperatura 520
La unidad de cálculo de la desviación de la temperatura puede calcular la diferencia entre el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición correspondiente al punto temporal anterior mediante el tiempo de retardo calculado por la unidad 510 de cálculo del tiempo de retardo actual y el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición actual basándose en el punto temporal actual.
Por ejemplo, si el tiempo de retardo calculado por la unidad 510 de cálculo del tiempo de retardo actual es de 11 segundos, como se ha descrito anteriormente, la diferencia entre el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición hace 11 segundos y el valor actual de la temperatura de superficie de la celda de medición se calcula basándose en el punto temporal actual. Si el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición hace 11 segundos era de 40 grados, se calculan 5 grados, que es una diferencia desde el valor actual de la temperatura de superficie de la celda de medición de 45 grados.
D. Unidad de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda 530
La unidad de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda estima un valor obtenido sumando el valor de desviación de la temperatura calculado por la unidad de cálculo de la desviación de la temperatura 520 al valor actual de la temperatura de superficie de la celda de medición como la temperatura correspondiente de la superficie de la celda de medición tras el tiempo de retardo, y lo predice como la temperatura real actual de la superficie de la celda.
Por ejemplo, si la temperatura actual de la superficie de la celda de medición es de 45 grados, el tiempo de retardo calculado por la unidad de cálculo del tiempo de retardo actual 510 es de 11 segundos, y la desviación de la temperatura calculada por la unidad de cálculo de la desviación de la temperatura 520 es de 5 grados, el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición que se medirá en la unidad de medición de la temperatura 100 transcurridos 11 segundos desde el punto temporal actual se estima en 50 grados, que es un valor obtenido sumando 45 grados a 5 grados, y se predice como la temperatura real actual de la superficie de la celda. Puesto que la temperatura de superficie de la celda de medición se retrasa 11 segundos en comparación con la temperatura real de la superficie de la celda, bajo el supuesto de que la misma fluctuación continuará después de 11 segundos por la diferencia entre la temperatura de superficie de la celda de medición 11 segundos antes y la temperatura actual de la superficie de la celda de medición basándose en el presente, un valor obtenido sumando la diferencia de temperatura a la temperatura actual de la superficie de la celda de medición se estima como la temperatura de superficie de la celda de medición que se medirá tras 11 segundos, y esta se predice como la temperatura real de la superficie de la celda.
La razón es que, aunque el sensor de temperatura que mide la superficie de la celda está en contacto con la superficie de la celda, se produce una diferencia de tiempo debido al diseño de los contactos, la conducción, y similares, y como se muestra en el gráfico de la FIG. 2, la medición de la temperatura es más lenta que la temperatura real de la superficie de la celda. Por consiguiente, por ejemplo, se produce una diferencia en el punto temporal que muestra la temperatura más alta al final de la descarga, y si la temperatura real de la superficie de la celda disminuye inmediatamente después de que finalice la descarga, la temperatura de superficie de la celda de medición muestra la temperatura más alta después del tiempo de retardo tras el final de la descarga y, a continuación, disminuye.
Por lo tanto, la presente invención calcula el tiempo de retardo de medición actual utilizando un cambio en la temperatura de las celdas de la batería y una diferencia de tiempo cuando se mide la temperatura máxima tras el final de la carga/descarga, y refleja esto y estima la temperatura real de la superficie de la celda en el punto temporal actual para mejorar su precisión. Por consiguiente, es posible impedir un problema de retraso en el diagnóstico del estado de temperatura de la celda de la batería causado por el retraso en la medición.
1.6. Unidad de diagnóstico del estado de la temperatura 600
Cuando la unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda 500 predice la temperatura real actual de la superficie de la celda, la unidad de diagnóstico del estado de temperatura lo compara con un valor de referencia predeterminado y diagnostica el estado de temperatura actual de la celda de la batería de acuerdo con el resultado de la comparación. La unidad de diagnóstico del estado de temperatura puede diagnosticar el estado de temperatura actual de la celda de la batería utilizando un método convencional.
2. Método de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de acuerdo con la presente invención
La FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un método para estimar la temperatura de superficie de una celda de batería de acuerdo con la presente invención. En referencia a esto, se describirá cada etapa.
2.1. Etapa de medición de la temperatura S100
La etapa de medición de la temperatura es una etapa que consiste en medir la temperatura de superficie de una celda de medición, que es un valor de temperatura de una celda de batería que se está cargando/descargando, en un intervalo de ciclos predeterminado, y se realiza mediante la unidad de medición de la temperatura 100 situada en una posición predeterminada de la superficie de la celda de la batería.
2.2. Etapa de adquisición del tiempo de retardo S200
La etapa de adquisición del tiempo de retardo es una etapa de medición y adquisición del tiempo de retardo, que es el tiempo que transcurre desde el punto temporal final de carga/descarga de la celda de la batería hasta que la temperatura de superficie de la celda de medición medida en la etapa de medición de la temperatura S100 alcanza la temperatura máxima para cada sección de temperatura predeterminada. Esta etapa la realiza la unidad de adquisición del tiempo de retardo 200, y como se ha descrito anteriormente, se omitirá una descripción detallada de la misma.
2.3. Etapa de suministro de base de datos S300
La etapa de suministro de la base de datos es una etapa de almacenamiento del tiempo de retardo correspondiente a cada estado de carga/descarga en una base de datos para cada sección de temperatura predeterminada basándose en los datos sobre el tiempo de retardo para cada sección de temperatura predeterminada obtenidos mediante la etapa de medición de la temperatura S100 y la etapa de adquisición del tiempo de retardo S200.
Específicamente, los datos sobre el tiempo de retardo para cada sección de temperatura predeterminada obtenidos se acumulan y aprenden realizando repetidamente la etapa de adquisición del tiempo de retardo (S200) cada vez que se carga/descarga la celda de la batería, para que, por ejemplo, como se muestra en la tabla de la FIG. 3, pueda proporcionarse una base de datos que incluye un tiempo de retardo correspondiente a cada estado de carga/descarga para cada sección de temperatura predeterminada.
En este momento, los datos incluidos en la base de datos, es decir, el valor del tiempo de retardo para cada estado de carga/descarga para cada sección de temperatura predeterminada, se actualizan de acuerdo con los datos del tiempo de retardo para cada carga/descarga de la celda de la batería para reflejar el estado de la temperatura en tiempo real de la celda de la batería a través de la etapa de medición de la temperatura S100 y la etapa de adquisición del tiempo de retardo S200.
2.4. Etapa de predicción de la temperatura de superficie de la celda S400
La etapa de predicción de la temperatura de superficie de la celda es una etapa que consiste en calcular el tiempo de retardo correspondiente a la temperatura actual de la superficie de la celda de medición, basándose en la base de datos obtenida en la etapa de suministro de base de datos, y prediciendo la temperatura real de la superficie de la celda, que es el valor real de la temperatura de la celda de la batería actual, utilizando el tiempo de retardo calculado, y puede incluir las siguientes etapas.
A. Etapa de cálculo del tiempo de retardo actual S410
En primer lugar, la sección de temperatura a la que pertenece la temperatura de superficie de la celda de medición actual se extrae de entre las secciones de temperatura almacenadas en la base de datos, y el tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual se calcula utilizando el valor de temperatura correspondiente a la sección de temperatura extraída y el tiempo de retardo correspondiente al estado de carga/descarga de la celda de batería actual.
Haciendo referencia, por ejemplo, a la FIG. 3, si la celda de la batería actual se está descargando y la temperatura de superficie de la celda de medición actual es de 45 grados, la sección de temperatura a la que pertenece la temperatura actual de la superficie de la celda de medición es una sección de 40 a 50 grados, y los tiempos de retardo en el estado de descarga correspondientes a los correspondientes valores de temperatura de 40 grados y 50 grados respectivamente son 9 y 13. En este caso, el tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual puede calcularse alrededor de 11 segundos mediante la expresión {(9+13) / 2}.
De esta manera, el tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual puede calcularse basándose en la base de datos.
El tiempo de retardo calculado aquí es el tiempo de retardo para la medición en el sensor de temperatura en comparación con el estado real de la temperatura de superficie de la celda basándose en el presente, es decir, significa que la unidad de medición de la temperatura 100 está midiendo más lentamente que la temperatura real de la superficie de la celda por el tiempo de retardo calculado.
B. Etapa de cálculo de la desviación de temperatura S420
Cuando el tiempo de retardo en el punto temporal actual se calcula a través de la etapa de cálculo del tiempo de retardo actual S410, se calcula una diferencia entre el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición correspondiente al punto temporal anterior por el tiempo de retardo calculado y el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición actual en función del punto temporal actual.
Por ejemplo, si el tiempo de retardo calculado en la etapa de cálculo del tiempo de retardo actual S410 es de 11 segundos, se calcula una diferencia entre el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición hace 11 segundos y el valor actual de la temperatura de superficie de la celda de medición basándose en el punto temporal actual. Si la temperatura de superficie de la celda de medición hace 11 segundos es de 40 grados y la temperatura actual de la superficie de la celda de medición es de 45 grados, se calcula la diferencia entre ellas, es decir, 5 grados.
C. Etapa de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda S430
La etapa de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda consiste, si se calcula la diferencia entre la temperatura de superficie de la celda de medición antes del tiempo de retardo actual y la temperatura de superficie de la celda de medición actual, en estimar la temperatura de superficie de la celda de medición que se medirá después del tiempo de retardo basándose en el presente usando esto, y predecir la temperatura estimada como la temperatura real actual de la superficie de la celda.
Por ejemplo, si la temperatura actual de la superficie de la celda de medición es de 45 grados, el tiempo de retardo actual es de 11 segundos, y la diferencia entre la temperatura de superficie de la celda de medición antes de 11 segundos y la temperatura de superficie de la celda de medición actual es de 5 grados, la temperatura de superficie de la celda de medición que se medirá 11 segundos más tarde desde el punto temporal actual se estima en 50 grados, que es un valor de 45 grados más 5 grados, y esto se predice como la temperatura actual real de la superficie de la celda. Puesto que la temperatura de superficie de la celda de medición se retrasa 11 segundos en comparación con la temperatura real de la superficie de la celda, bajo el supuesto de que la misma fluctuación continuará después de 11 segundos por la diferencia entre la temperatura de superficie de la celda de medición 11 segundos antes y la superficie de la celda de medición actual basada en el presente, la temperatura actual de la superficie de la celda de medición más la diferencia de temperatura entre el pasado y el presente se estima como la temperatura de superficie de la celda de medición que se medirá al cabo de 11 segundos, y esta se predice como la temperatura real de la superficie de la celda.
2.5. Etapa de diagnóstico del estado de la temperatura S500
La etapa de diagnóstico del estado de la temperatura es una etapa que consiste en comparar el valor de temperatura previsto como la temperatura real actual de la superficie de la celda mediante la etapa de predicción de la temperatura de superficie de la celda S400 con un valor de referencia predeterminado y diagnosticar el estado de temperatura actual de la celda de la batería de acuerdo con el resultado de la comparación, que puede diagnosticar el estado de temperatura actual de la celda de la batería utilizando un método convencional.
Por otro lado, aunque la idea técnica de la presente invención se ha descrito específicamente de acuerdo con la realización anterior, debe observarse que las realizaciones anteriores son para fines de explicación y no de limitación. Además, los expertos en la técnica en el campo técnico de la presente invención podrán comprender que son posibles varias realizaciones dentro del alcance de la presente invención.
Claims (10)
1. Un sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería que comprende:
una unidad de medición de la temperatura (100) configurada para medir una temperatura de superficie de la celda de medición que es una temperatura de superficie de una celda de batería (10) que se está cargando/descargando en un intervalo de ciclos predeterminado;caracterizado por que,
una unidad de adquisición del tiempo de retardo (200) configurada para adquirir un tiempo de retardo que es un tiempo necesario para que la temperatura de superficie de la celda de medición alcance una temperatura máxima para cada sección de temperatura predeterminada desde un punto temporal de carga/descarga final de la celda de batería (10);
una primera unidad de memoria (300) configurada para almacenar un tiempo de retardo correspondiente a cada estado de carga/descarga de la celda de batería para cada sección de temperatura predeterminada como una base de datos basada en datos sobre el tiempo de retardo obtenidos desde la unidad de adquisición del tiempo de retardo;
una segunda unidad de memoria (400) configurada para almacenar un valor de temperatura de superficie de la celda de medición medido por la unidad de medición de la temperatura; y
una unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda (500) configurada para calcular un tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual medida por la unidad de medición de la temperatura basándose en la base de datos de la primera unidad de memoria, y predecir una temperatura real de superficie de celda de la celda de batería actual (10) utilizando el tiempo de retardo calculado.
2. El sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de la reivindicación 1, en donde la unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda (500) comprende:
una unidad de cálculo del tiempo de retardo actual (510) configurada para extraer una sección de temperatura a la que pertenece la temperatura de superficie de la celda de medición actual medida por la unidad de medición de temperatura (100) de entre las secciones de temperatura predeterminadas almacenadas en la primera unidad de memoria (300), y calcular un tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual utilizando un valor de temperatura correspondiente a la sección de temperatura extraída y un tiempo de retardo correspondiente al estado de carga/descarga de la celda de batería actual (10);
una unidad de cálculo de la desviación de la temperatura (520) configurada para calcular una diferencia entre un valor de temperatura de superficie de la celda de medición correspondiente a un punto temporal anterior por el tiempo de retardo calculado por la unidad de cálculo del tiempo de retardo actual (510) y un valor de temperatura de superficie de la celda de medición actual, basándose en un punto temporal actual; y
una unidad de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda (530) configurada para estimar una temperatura actual de la superficie de la celda de medición más la desviación de la temperatura calculada por la unidad de cálculo de la desviación de la temperatura (520) como la temperatura de superficie de la celda de medición que se medirá después del tiempo de retardo en el punto temporal actual.
3. El sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de la reivindicación 2, en donde la unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda (500) predice el valor de la temperatura de superficie de la celda de medición estimado por la unidad de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda (530) como la temperatura real actual de la superficie de la celda de la batería (10).
4. El sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de la reivindicación 1, en donde los datos sobre el tiempo de retardo correspondientes a cada estado de carga/descarga de la celda de batería (10) para cada sección de temperatura predeterminada almacenados en la primera unidad de memoria (300) se actualizan cada vez que se carga/descarga la celda de batería (10).
5. El sistema de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de la reivindicación 3, comprendiendo, además, una unidad de diagnóstico del estado de temperatura (600) configurada para comparar la temperatura real actual de la superficie de la celda predicha por la unidad de predicción de la temperatura real de la superficie de la celda (530) con un valor de referencia predeterminado, y diagnosticar el estado de temperatura actual de la celda de la batería (10) de acuerdo con un resultado de comparación.
6. Un método de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería que comprende:
una etapa de medición de la temperatura (S100) de medición de una temperatura de superficie de una celda de medición, es decir, la temperatura de superficie de una celda de batería (10) que se está cargando/descargando en un intervalo de ciclos predeterminado;
una etapa de adquisición del tiempo de retardo (S200) de adquisición de un tiempo de retardo que es un tiempo necesario para que la temperatura de superficie de la celda de medición medida en la etapa de medición de la temperatura (S100) alcance una temperatura máxima para cada sección de temperatura predeterminada desde un punto temporal final de carga/descarga de la celda de batería (10);
una etapa de suministro de base de datos (S300) de almacenamiento del tiempo de retardo correspondiente a cada estado de carga/descarga de la celda de batería (10) para cada sección de temperatura predeterminada en una base de datos basada en los datos sobre el tiempo de retardo para cada sección de temperatura predeterminada obtenidos mediante la etapa de medición de la temperatura (S100) y la etapa de adquisición del tiempo de retardo (S200); y
una etapa de predicción de la temperatura de superficie de la celda (S400) que consiste en calcular un tiempo de retardo correspondiente a la temperatura medida actual de la superficie de la celda de la batería (10) basándose en la base de datos obtenida en la etapa de suministro de la base de datos (S300) y en predecir una temperatura real de la superficie de la celda que es un valor de temperatura real de la celda de la batería actual (10), usando el tiempo de retardo calculado.
7. El método de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de la reivindicación 6, en donde la etapa de predicción de la temperatura de superficie de la celda (S400) comprende:
una etapa de cálculo del tiempo de retardo actual (S410) de extracción de una sección de temperatura a la que pertenece la temperatura de superficie de la celda de medición actual entre una sección de temperatura predeterminada de la base de datos, y de cálculo de un tiempo de retardo correspondiente a la temperatura de superficie de la celda de medición actual de la celda de batería (10) utilizando el valor de temperatura correspondiente a la sección de temperatura extraída y el tiempo de retardo correspondiente al estado de carga/descarga de la celda de batería actual (10);
una etapa de cálculo de desviación de temperatura (S420) de cálculo de una diferencia entre el valor de temperatura de superficie de la celda de medición correspondiente al punto temporal anterior por el tiempo de retardo calculado en la etapa de cálculo del tiempo de retardo actual basándose en el punto temporal actual y un valor de temperatura de superficie de la celda de medición actual; y
una etapa de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda (S430) de estimación de una temperatura actual de la superficie de la celda de medición más la desviación de temperatura calculada en la etapa de cálculo de la desviación de temperatura como la temperatura de superficie de la celda de medición que se medirá después del tiempo de retardo en el punto temporal actual.
8. El método de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de la reivindicación 7, en donde la etapa de predicción de la temperatura de superficie de la celda (S400) predice el valor de temperatura de superficie de la celda de medición estimado en la etapa de estimación de la temperatura real de la superficie de la celda como la temperatura real actual de la superficie de la celda de la batería (10).
9. El método de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de la reivindicación 8, que comprende, además, una etapa de diagnóstico del estado de la temperatura (S500) que consiste en comparar la temperatura real actual de la superficie de la celda prevista en la unidad de predicción de la temperatura de superficie de la celda con un valor de referencia predeterminado, y diagnosticar el estado actual de la temperatura de la celda de la batería (10) de acuerdo con un resultado de comparación.
10. El método de estimación de la temperatura de superficie de la celda de batería de la reivindicación 6, en donde los datos sobre el tiempo de retardo correspondientes a cada estado de carga/descarga de la celda de la batería para cada sección de temperatura predeterminada almacenados en la base de datos se actualizan cada vez que se carga/descarga la celda de la batería.
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