ES3041244T3 - Battery device comprising a battery management system - Google Patents

Battery device comprising a battery management system

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ES3041244T3
ES3041244T3 ES22883794T ES22883794T ES3041244T3 ES 3041244 T3 ES3041244 T3 ES 3041244T3 ES 22883794 T ES22883794 T ES 22883794T ES 22883794 T ES22883794 T ES 22883794T ES 3041244 T3 ES3041244 T3 ES 3041244T3
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battery
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battery pack
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Jeonghyeon In
Young Ho Kwon
Cheoltaek Kim
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

Un sistema de gestión de baterías determina la corriente de carga para cargar un paquete de baterías en cada sección en función de un factor de reducción de potencia de un ciclo de carga que incluye varias secciones, actualiza el factor de reducción de potencia en función del resultado de comparar el voltaje del paquete de baterías en cada sección con un valor límite superior de voltaje establecido en la sección correspondiente, y utiliza el factor de reducción de potencia actualizado para el siguiente ciclo de carga. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de batería que comprende un sistema de gestión de batería
Sector de la técnica
Referencia cruzada a solicitud relacionada
Esta solicitud reivindica la prioridad y el beneficio de la solicitud de patente coreana n.° 10-2021-0140418 presentada en la Oficina de Propiedad Intelectual de Corea el 20 de octubre de 2021.
La presente invención se refiere a un dispositivo de batería que comprende un sistema de gestión de batería.
Antecedentes de la invención
Un vehículo eléctrico o un vehículo híbrido es un vehículo que obtiene la potencia mediante el accionamiento de un motor que utiliza una batería como fuente de energía principalmente, y se ha llevado a cabo su investigación de forma activa por ser una alternativa para resolver los problemas de contaminación y energía de los vehículos de combustión interna. Además, las baterías recargables se utilizan en diversos dispositivos externos que no son vehículos.
A medida que aumenta o disminuye la capacidad de la batería utilizada en diversos dispositivos externos, tales como un vehículo, se ha utilizado una tecnología para cargar rápidamente la batería. Un algoritmo típico de carga rápida realiza la carga reduciendo la corriente etapa a etapa, desde una corriente alta a una corriente baja, para minimizar la degradación de una celda de batería.
A medida que la celda de batería se degrada, la resistencia de la celda de batería aumenta y, por tanto, puede aumentar la tensión durante la carga. El potencial de un electrodo negativo de la celda de batería disminuye debido a un aumento de tensión, dando lugar a la precipitación de un material activo (por ejemplo, litio), lo que puede acelerar la degradación de la celda de batería. En este momento, el algoritmo de carga rápida utiliza una lógica que carga la batería reflejando el estado de la celda de batería. Por ejemplo, una lógica que reduce la corriente de carga o la capacidad de carga reflejando un estado de salud (SOH), una lógica que establece un límite superior de tensión para cada etapa y pasa a la siguiente etapa de carga cuando la tensión aumenta debido a la degradación de la resistencia, etc. Sin embargo, debido a limitaciones debidas a un error de estimación del SOH, puede que no se evite completamente la degradación y, cuando se alcance el límite superior de tensión y se proceda a la siguiente etapa, el tiempo de carga puede seguir aumentando en comparación con el inicio de vida útil (BOL).
El documento KR 2021 0079085 A proporciona un ejemplo de programa informático para actualizar el patrón de corriente para la carga rápida.
El documento US 2020/271727 A1 proporciona un ejemplo de un aparato y un método para diagnosticar baterías. El documento US 2013/335034 A1 proporciona un ejemplo de un método de carga para batería secundaria no acuosa de electrolitos.
Explicación de la invención
Problema técnico
Algunas realizaciones pueden proporcionar un dispositivo de batería y un sistema de gestión de baterías capaz de minimizar la degradación de una celda de batería.
Solución técnica
En las reivindicaciones adjuntas se proporciona un dispositivo de batería. La presente invención está definida por la reivindicación independiente 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones adicionales de la invención. De acuerdo con la invención se proporciona un dispositivo de batería que incluye un paquete de baterías y un sistema de gestión de baterías. El sistema de gestión de baterías está configurado para determinar una corriente de carga para cargar el paquete de baterías en cada periodo basándose en un factor de disminución de potencia de un ciclo de carga que incluye una pluralidad de periodos, actualizar el factor de disminución de potencia basándose en el resultado de comparar una tensión del paquete de baterías en cada periodo con un valor límite superior de tensión establecido en el periodo correspondiente, y utilizar el factor de disminución de potencia actualizado en el siguiente ciclo de carga.
Se establece una corriente de carga básica en cada uno de los periodos, y el sistema de gestión de baterías determina la corriente de carga reflejando el factor de disminución de potencia con respecto a la corriente de carga básica.
El sistema de gestión de baterías está configurado para establecer el factor de disminución de potencia para que sea el mismo en la pluralidad de periodos, y determinar la corriente de carga del correspondiente periodo multiplicando el factor de disminución de potencia por la corriente de carga básica de cada periodo.
El sistema de gestión de baterías está configurado para actualizar el factor de disminución de potencia basándose en el número de periodos en los que la tensión de la batería supera el valor límite superior de tensión entre la pluralidad de periodos.
El sistema de gestión de baterías puede reducir el factor de disminución de potencia cuando el número de periodos que superan el valor límite superior de tensión supera un valor umbral.
El sistema de gestión de baterías puede mantener el factor de disminución de potencia cuando el número de periodos que superan el valor límite superior de tensión no supera el valor umbral.
El sistema de gestión de baterías puede establecer individualmente el factor de disminución de potencia en la pluralidad de periodos, y determinar la corriente de carga del periodo correspondiente multiplicando el factor de disminución de potencia de cada periodo por la corriente de carga básica del periodo correspondiente.
El sistema de gestión de baterías puede reducir el factor de disminución de potencia de un periodo en el que la tensión de la batería supere el valor límite superior de tensión entre la pluralidad de periodos.
El sistema de gestión de baterías puede aumentar el factor de disminución de potencia de un periodo en el que la tensión de la batería no supere el valor límite superior de tensión entre la pluralidad de periodos.
De acuerdo con otra realización, se puede proporcionar un sistema de gestión de baterías de un paquete de baterías. El sistema de gestión de baterías puede incluir un circuito de monitorización de la tensión del paquete de baterías, una memoria y un procesador. La memoria puede almacenar un valor límite superior de tensión y un factor de disminución de potencia en cada periodo de un ciclo de carga que incluye una pluralidad de periodos. El procesador puede determinar una corriente de carga del paquete de baterías en cada periodo del ciclo de carga basándose en el factor de disminución de potencia, y actualizar el factor de disminución de potencia basándose en el número de periodos en los que la tensión del paquete de baterías excede el valor límite superior de tensión entre la pluralidad de periodos. La memoria almacena una magnitud de una corriente de carga básica en cada periodo del ciclo de carga. El procesador puede establecer el factor de disminución de potencia para que sea el mismo en la pluralidad de periodos, y determinar la corriente de carga del periodo correspondiente multiplicando el factor de disminución de potencia por la corriente de carga básica de cada periodo.
El procesador puede reducir el factor de disminución de potencia cuando el número de periodos que exceden el valor límite superior de tensión supera un valor umbral.
El procesador puede mantener el factor de disminución de potencia cuando el número de periodos que superan el valor límite superior de tensión no supera el valor umbral.
De acuerdo con otra realización no cubierta por la invención, se puede proporcionar un sistema de gestión de baterías de un paquete de baterías. El sistema de gestión de baterías puede incluir un circuito de monitorización de la tensión del paquete de baterías, una memoria y un procesador. La memoria puede almacenar un factor de disminución de potencia en cada periodo de un ciclo de carga que incluye una pluralidad de periodos y un valor límite superior de tensión en cada periodo del ciclo de carga. El procesador puede determinar una corriente de carga del paquete de baterías en un periodo correspondiente basándose en el factor de disminución de potencia de cada periodo, y actualizar el factor de disminución de potencia en el periodo correspondiente basándose en la tensión del paquete de baterías en cada periodo y en el límite superior de tensión.
La memoria puede almacenar una magnitud de una corriente de carga básica en cada periodo del ciclo de carga. El procesador puede establecer individualmente el factor de disminución de potencia en la pluralidad de periodos, y determinar la corriente de carga del periodo correspondiente multiplicando el factor de disminución de potencia en cada periodo por la corriente de carga básica del periodo correspondiente.
El procesador puede reducir el factor de disminución de potencia de un periodo en el que la tensión de la batería supere el valor límite superior de tensión entre la pluralidad de periodos.
El procesador puede aumentar el factor de disminución de potencia de un periodo en el que la tensión de la batería no supere el valor límite superior de tensión entre la pluralidad de periodos.
Efecto ventajoso
De acuerdo con algunas realizaciones, ya que la corriente de carga puede establecerse de acuerdo con el estado de degradación de la celda de batería, puede minimizarse la degradación de la celda de batería sin aumentar excesivamente el tiempo de carga.
Breve descripción de los dibujos
La FIG. 1 es un diagrama que muestra un dispositivo de batería de acuerdo con la invención.
La FIG. 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de un valor límite superior de tensión en un ciclo de carga en un sistema de gestión de baterías de acuerdo con una realización.
La FIG. 3 es un diagrama que muestra un ejemplo de una corriente de carga básica en el ciclo de carga en el sistema de gestión de baterías de acuerdo con una realización.
La FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método de control de carga en un sistema de gestión de baterías de acuerdo con una realización no cubierta por la invención.
La FIG. 5 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método de control de carga en un sistema de gestión de baterías de acuerdo con otra realización no cubierta por la invención.
La FIG. 6 ilustra un ejemplo de un cambio en la corriente de carga de acuerdo con el método de control de carga en el sistema de gestión de baterías de acuerdo con otra realización no cubierta por la invención.
La FIG. 7 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método de control de carga en un sistema de gestión de baterías de acuerdo con otra realización no cubierta por la invención.
La FIG. 8 ilustra un ejemplo de un cambio de tensión de acuerdo con el método de control de carga en el sistema de gestión de baterías de acuerdo con otra realización no cubierta por la invención.
Descripción detallada de la invención
En lo sucesivo en el presente documento, se describirá con detalle la presente invención con referencia a los dibujos adjuntos de tal modo que los expertos en la materia puedan llevar a cabo fácilmente la presente invención. Sin embargo, la presente invención puede realizarse de varias formas diferentes sin limitarse a las realizaciones descritas en el presente documento. La presente invención está definida únicamente por las reivindicaciones adjuntas.
Para describir claramente la presente invención, se omiten las partes irrelevantes para la descripción, y los mismos números de referencia denotan componentes iguales o similares en toda la memoria descriptiva.
Se entenderá que cuando se hace referencia a un componente como "conectado" a otro componente, el componente puede estar directamente conectado al otro componente, pero pueden existir otros componentes intermedios. Por otro lado, se entenderá que cuando se hace referencia a un componente como "directamente conectado" a otro componente, no existe ningún otro componente intermedio.
En la siguiente descripción, las expresiones descritas en singular pueden interpretarse como singulares o plurales, a menos que se usen expresiones explícitas tales como "uno/a" o "único/a".
En el diagrama de flujo descrito con referencia a los dibujos, se puede cambiar el orden de las operaciones, pueden fusionarse varias operaciones, puede dividirse una operación, y pueden no realizarse ciertas operaciones.
La FIG. 1 es un diagrama que muestra un ejemplo de un dispositivo de batería de acuerdo con una realización, La FIG. 2 es un diagrama que muestra un ejemplo de un valor límite superior de tensión en un ciclo de carga en un sistema de gestión de baterías de acuerdo con una realización, y la FIG. 3 es un diagrama que muestra un ejemplo de una corriente de carga básica en el ciclo de carga en el sistema de gestión de baterías de acuerdo con una realización.
Haciendo referencia a la FIG. 1, un dispositivo de batería 100 tiene una estructura que puede conectarse eléctricamente a un dispositivo externo. Cuando el dispositivo externo es una carga, el dispositivo de batería 100 se descarga al operar como una fuente de alimentación que suministra energía a la carga. Cuando el dispositivo externo es un cargador 10, el dispositivo de batería 100 se carga al recibir alimentación externa a través del cargador 10. El dispositivo externo que opera como una carga puede ser, por ejemplo, un dispositivo electrónico, un medio de transporte, o un sistema de almacenamiento de energía (ESS), y el medio de transporte puede ser un vehículo, por ejemplo, un vehículo eléctrico, un vehículo híbrido o un vehículo de movilidad inteligente.
El dispositivo de batería 100 incluye un paquete de baterías 110 y un sistema de gestión de baterías 120.
El paquete de baterías 110 incluye una pluralidad de celdas de batería (no mostradas). En algunas realizaciones, la celda de batería puede ser una batería secundaria recargable. En algunas realizaciones, pueden conectarse un número predeterminado de celdas de batería en serie en el paquete de baterías 110 para formar un módulo de batería y suministrar la potencia deseada. En algunas realizaciones, puede conectarse un número predeterminado de módulos de baterías en serie o en paralelo en el paquete de baterías 110 para suministrar la potencia deseada.
El sistema de gestión de baterías (BMS) 120 monitoriza el paquete de baterías 110 y controla una corriente de carga del paquete de baterías 110 basándose en un resultado de monitorización del paquete de baterías 110 cuando el paquete de baterías 110 se está cargando. En algunas realizaciones, el BMS 120 puede incluir un circuito de monitorización 121, un procesador 122 y un circuito de control de corriente de carga 123.
El circuito de monitorización 121 puede incluir un circuito de medición de tensión que monitoriza la tensión del paquete de baterías 110. En algunas realizaciones, el circuito de monitorización 121 puede incluir además un sensor de temperatura que mida la temperatura del paquete de baterías 110. En algunas realizaciones, el circuito de monitorización 121 puede incluir además un sensor de corriente que mida la corriente del paquete de baterías 110, a saber, la corriente de carga o la corriente de descarga.
El procesador 122 puede determinar la magnitud de la corriente de carga del paquete de baterías 110 basándose en la tensión del paquete de baterías 110 monitorizada por el circuito de monitorización 121. El procesador 122 puede calcular un estado de carga (SOC) del paquete de baterías 110 basándose en la información monitorizada por el circuito de monitorización 121. El circuito de control de corriente de carga 123 puede controlar la corriente de carga del paquete de baterías 110 basándose en la magnitud de la corriente de carga determinada por el procesador 122. A saber, el circuito de control de corriente de carga 123 puede controlar la corriente de carga suministrada al paquete de baterías 110 desde el cargador 10 conectado al dispositivo de baterías 100 a la magnitud determinada por el procesador 122.
Con referencia a las FIGS. 2 y 3, un ciclo de carga del paquete de baterías 110 se divide en una pluralidad de periodos de acuerdo con el SOC. Como se muestra en la FIG. 2, se establece un valor límite superior de tensión 210 en cada periodo del ciclo de carga. El valor límite superior de tensión 210 puede establecerse en proporción al SOC. En algunas realizaciones, el valor límite superior de tensión 210 puede establecerse en un valor capaz de minimizar la degradación de una celda de batería, y, por ejemplo, puede determinarse previamente mediante un experimento. En algunas realizaciones, el valor límite superior de tensión 210 dentro del mismo periodo puede establecerse para que sea igual. Por ejemplo, el valor límite superior de tensión 210 en el primer periodo puede establecerse por debajo del valor límite superior de tensión 210 en el segundo periodo correspondiente a un SOC superior al del primer periodo. La FIG. 2 muestra que el valor límite superior de tensión 210 se establece en el intervalo del 8 % al 80 % del SOC, pero el valor límite superior de tensión 210 también puede establecerse en un rango no mostrado.
Como se muestra en la FIG. 3, se establece una corriente de carga básica 310 en cada periodo del ciclo de carga. En algunas realizaciones, la corriente de carga básica 310 puede ser una corriente de carga al comienzo de la vida útil (BOL). La magnitud de la corriente de carga básica 310 puede establecerse en proporción inversa al SOC. En algunas realizaciones, la magnitud de la corriente de carga básica 310 dentro del mismo periodo puede establecerse para que sea igual. Por ejemplo, la corriente de carga básica 310 en el primer periodo puede establecerse más alta que la corriente de carga básica 310 en el segundo periodo correspondiente al SOC más alto que el primer periodo.
En algunas realizaciones, el BMS 120 puede incluir además una memoria 124 que almacena datos utilizados por el procesador 122. En algunas realizaciones, la memoria 124 puede almacenar el valor límite superior de tensión y la magnitud de la corriente de carga básica en cada periodo del ciclo de carga. En algunas realizaciones, la memoria 124 puede almacenar un valor de control (por ejemplo, un factor de disminución de potencia) que controla la corriente de carga.
La FIG. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método de control de carga en un sistema de gestión de baterías de acuerdo con una realización no cubierta por las reivindicaciones.
Haciendo referencia a la FIG. 4, se inicia un ciclo de carga en el que se carga un paquete de baterías (por ejemplo, 110 en la FIG. 1) conectando un cargador al dispositivo de batería. El sistema de gestión de baterías (por ejemplo, el procesador (p. ej., 122 en la FIG. 1)) determina una corriente de carga utilizada para cargar el paquete de baterías 110 basándose en un factor de disminución de potencia (un factor de disminución de potencia de corriente) (S410). El procesador 122 puede determinar la corriente de carga utilizada para cargar el paquete de baterías 110 reflejando el factor de disminución de potencia con respecto a la corriente de carga básica (S410). En algunas realizaciones, el procesador 122 puede determinar un valor obtenido multiplicando el factor de disminución de potencia por la corriente de carga básica como la corriente de carga (S410). En algunas realizaciones, el factor de disminución de potencia puede establecerse en un valor básico (por ejemplo, 1) al inicio de la vida útil (BOL) del paquete de baterías 110 y puede actualizarse a medida que se repite el ciclo de carga. En algunas realizaciones, el factor de disminución de potencia puede establecerse por separado para cada periodo del ciclo de carga. En algunas realizaciones, el factor de disminución de potencia puede establecerse para que sea el mismo en una pluralidad de periodos del ciclo de carga.
A medida que avanza la carga, el sistema de gestión de baterías mide la tensión del paquete de baterías 110 (S420). En algunas realizaciones, el circuito de monitorización (por ejemplo, 121 en la FIG. 1) del sistema de gestión de baterías puede monitorizar la tensión del paquete de baterías 110, y el procesador 122 puede medir la tensión del paquete de baterías 110 basándose en un resultado de monitorización del circuito de monitorización 121.
El procesador 122 compara la tensión del paquete de baterías 110 medida en cada periodo del ciclo de carga con un valor límite superior de tensión en el correspondiente periodo (S430). El procesador 122 determina un factor de disminución de potencia basándose en un resultado de comparación entre la tensión del paquete de baterías 110 en cada periodo y el valor límite superior de tensión en el correspondiente periodo (S440). El factor de disminución de potencia determinado puede utilizarse para determinar la corriente de carga en un siguiente ciclo de carga (S410). En algunas realizaciones, el factor de disminución de potencia de todo el ciclo de carga puede actualizarse basándose en el resultado de la comparación entre la tensión del paquete de baterías 110 en cada periodo y el valor límite superior de tensión en el correspondiente periodo. En algunas realizaciones, el factor de disminución de potencia de al menos algunos de la pluralidad de periodos del ciclo de carga puede actualizarse basándose en el resultado de la comparación entre la tensión del paquete de baterías 110 en cada periodo y el valor límite superior de tensión en el periodo correspondiente. En algunas realizaciones, el factor de disminución de potencia puede mantenerse sin actualizarse basándose en el resultado de la comparación entre la tensión del paquete de baterías 110 en cada periodo y el valor límite superior de tensión en el periodo correspondiente.
De acuerdo con la realización descrita anteriormente, ya que la tensión del paquete de baterías 110 aumenta durante la carga a medida que la celda de batería se degrada, puede determinarse el factor de disminución de potencia de acuerdo con el estado de degradación de la celda de batería. Por consiguiente, ya que la corriente de carga puede establecerse de acuerdo con el estado de degradación de la celda de batería, puede minimizarse la degradación de la celda de batería sin aumentar excesivamente el tiempo de carga.
La FIG. 5 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método de control de carga en un sistema de gestión de baterías de acuerdo con otra realización no cubierta por las reivindicaciones, y la FIG. 6 ilustra un ejemplo de un cambio en la corriente de carga de acuerdo con el método de control de carga en el sistema de gestión de baterías de acuerdo con otra realización no cubierta por las reivindicaciones.
Haciendo referencia a la FIG. 5, se inicia un ciclo de carga en el que se carga un paquete de baterías (por ejemplo, 110 en la FIG. 1) conectando un cargador al dispositivo de batería. El sistema de gestión de baterías (por ejemplo, el procesador (p. ej., 122 en la FIG. 1)) determina una corriente de carga en cada periodo del ciclo de carga basándose en un factor de disminución de potencia (un factor de disminución de potencia de corriente) (S510). El procesador 122 puede determinar la corriente de carga en cada periodo del ciclo de carga reflejando el factor de disminución de potencia con respecto a una corriente de carga básica (S510). El factor de disminución de potencia puede establecerse para que sea el mismo en una pluralidad de periodos del ciclo de carga. En algunas realizaciones, el sistema de gestión de baterías puede determinar un valor obtenido multiplicando la corriente de carga básica de cada periodo por el factor de disminución de potencia correspondiente como la corriente de carga en el periodo correspondiente. En algunas realizaciones, el factor de disminución de potencia puede establecerse en un valor básico (por ejemplo, 1) en la BOL del paquete de baterías 110 y puede actualizarse a medida que se repite el ciclo de carga.
A medida que avanza la carga, el sistema de gestión de baterías mide la tensión del paquete de baterías 110 (S520). En algunas realizaciones, el circuito de monitorización (por ejemplo, 121 en la FIG. 1) del sistema de gestión de baterías puede monitorizar la tensión del paquete de baterías 110, y el procesador (p. ej., 122 en la FIG. 1) puede medir la tensión del paquete de baterías 110 basándose en un resultado de monitorización del circuito de monitorización 121.
El procesador 122 compara la tensión del paquete de baterías 110 medida en cada periodo del ciclo de carga con un valor límite superior de tensión en el correspondiente periodo (S530). El procesador 122 calcula un valor de penalización que indica el número de periodos en los que la tensión del paquete de baterías 110 supera el valor límite superior de tensión entre la pluralidad de periodos del ciclo de carga (S540). En algunas realizaciones, el procesador 122 puede incrementar en 1 un contador cuando la tensión del paquete de baterías 110 en un periodo excede el valor límite superior de tensión en el periodo correspondiente, y determinar un valor de contador como el valor de penalización tras finalizar la pluralidad de periodos del ciclo de carga.
El procesador 122 compara el valor de penalización con un valor umbral (S550). Cuando el valor de penalización supera el valor umbral, el procesador 122 actualiza el factor de disminución de potencia (S560). En algunas realizaciones, el procesador 122 puede actualizar el factor de disminución de potencia disminuyendo el mismo. En algunas realizaciones, el procesador 122 puede almacenar el factor de disminución de potencia actualizado en la memoria (por ejemplo, 124 en la FIG. 1). Cuando el valor de penalización no supera el valor umbral, el procesador 122 mantiene el factor de disminución de potencia sin actualizarlo (S570).
Por consiguiente, en un próximo ciclo, puede determinarse la corriente de carga basándose en el factor de disminución de potencia almacenado en la memoria 124. Cuando la tensión del paquete de baterías 110 supera con frecuencia el valor límite superior de tensión (es decir, cuando el valor de penalización es superior al valor umbral), puede reducirse la corriente de carga en el siguiente ciclo de carga debido a la reducción del factor de disminución de potencia. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 6, puede reducirse una corriente de carga 620 en el siguiente ciclo de carga en comparación con una corriente de carga 610 en el ciclo de carga actual debido a la reducción del factor de disminución de potencia. En este caso, ya que se utiliza el factor de disminución de potencia reducido en todos los periodos, puede reducirse la corriente de carga en todos los periodos.
De acuerdo con la realización descrita anteriormente, ya que la tensión del paquete de baterías 110 aumenta durante la carga a medida que la celda de batería se degrada, puede determinarse el factor de disminución de potencia de acuerdo con el estado de degradación de la celda de batería. Por consiguiente, ya que la corriente de carga puede establecerse de acuerdo con el estado de degradación de la celda de batería, puede minimizarse la degradación de la celda de batería sin aumentar excesivamente el tiempo de carga.
La FIG. 7 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un método de control de carga en un sistema de gestión de baterías de acuerdo con otra realización no cubierta por las reivindicaciones, y la FIG. 8 ilustra un ejemplo de un cambio en la tensión de acuerdo con el método de control de carga en el sistema de gestión de baterías de acuerdo con otra realización no cubierta por las reivindicaciones.
Haciendo referencia a la FIG. 7, se inicia un ciclo de carga en el que se carga un paquete de baterías (por ejemplo, 110 en la FIG. 1) conectando un cargador al dispositivo de batería. El sistema de gestión de baterías (por ejemplo, el procesador (p. ej., 122 en la FIG. 1)) determina una corriente de carga en cada periodo del ciclo de carga basándose en un factor de disminución de potencia (un factor de disminución de potencia de corriente) (S710). El procesador 122 puede determinar la corriente de carga en cada periodo reflejando un factor de disminución de potencia del periodo correspondiente con respecto a una corriente de carga básica en cada periodo del ciclo de carga (S710). El factor de disminución de potencia se establece individualmente en una pluralidad de periodos del ciclo de carga. En algunas realizaciones, el sistema de gestión de baterías puede determinar un valor obtenido multiplicando la corriente de carga básica de cada periodo por el factor de disminución de potencia en el periodo correspondiente como la corriente de carga en el periodo correspondiente. En algunas realizaciones, el factor de disminución de potencia puede establecerse en un valor básico (por ejemplo, 1) en la BOL del paquete de baterías 110 y puede actualizarse a medida que se repite el ciclo de carga.
A medida que avanza la carga, el sistema de gestión de baterías mide la tensión del paquete de baterías 110 (S720). En algunas realizaciones, el circuito de monitorización (por ejemplo, 121 en la FIG. 1) del sistema de gestión de baterías puede monitorizar la tensión del paquete de baterías 110, y el procesador (p. ej., 122 en la FIG. 1) puede medir la tensión del paquete de baterías 110 basándose en un resultado de monitorización del circuito de monitorización 121.
El procesador 122 compara la tensión del paquete de baterías 110 medida en cada periodo del ciclo de carga con un valor límite superior de tensión en el correspondiente periodo (S730). En algunas realizaciones, el procesador 122 puede actualizar el factor de disminución de potencia del periodo correspondiente basándose en un resultado de comparación en cada periodo (S740 y S750). En un periodo, cuando la tensión del paquete de baterías 110 medida en el periodo correspondiente supera un valor límite superior de tensión en el periodo correspondiente, el procesador 122 puede actualizar el factor de disminución de potencia reduciendo un factor de disminución de potencia en el periodo correspondiente. (S740). En un periodo, cuando la tensión del paquete de baterías 110 medida en el periodo correspondiente no supera el valor límite superior de tensión en el periodo correspondiente, el procesador 122 puede actualizar el factor de disminución de potencia aumentando un factor de disminución de potencia en el periodo correspondiente. (S750). A través de este proceso, el procesador 122 puede actualizar los factores de disminución de potencia de la pluralidad de periodos del ciclo de carga (S760). En algunas realizaciones, el procesador 122 puede almacenar el factor de disminución de potencia actualizado en la memoria (por ejemplo, 124 en la FIG. 1). En algunas realizaciones, cuando la tensión del paquete de baterías 110 medida en un periodo no supera el valor límite superior de tensión en el periodo correspondiente, el procesador 122 puede mantener el factor de disminución de potencia del periodo correspondiente (S750).
Por consiguiente, en un próximo ciclo, puede determinarse la corriente de carga basándose en el factor de disminución de potencia almacenado en la memoria 124. En el periodo en el que la tensión del paquete de baterías 110 supera el valor límite superior de tensión, el procesador 122 puede reducir la corriente de carga en el siguiente ciclo de carga debido a la reducción del factor de disminución de potencia, y en el periodo en el que la tensión del paquete de baterías 110 no supera el valor límite superior de tensión, el procesador 122 puede aumentar la corriente de carga en el siguiente ciclo de carga debido al aumento del factor de disminución de potencia. Por consiguiente, como se muestra en la FIG. 8, puede establecerse un factor de disminución de potencia 810 para cada periodo, y una tensión 820 del paquete de baterías 110 puede seguir un valor límite superior de tensión 830 durante la carga.
De acuerdo con la realización descrita anteriormente, ya que la tensión del paquete de baterías 110 aumenta durante la carga a medida que la celda de batería se degrada, puede determinarse el factor de disminución de potencia de acuerdo con el estado de degradación de la celda de batería. Por consiguiente, ya que la corriente de carga puede establecerse de acuerdo con el estado de degradación de la celda de batería, puede minimizarse la degradación de la celda de batería sin aumentar excesivamente el tiempo de carga. Además, puede determinarse un factor de disminución de potencia óptimo (es decir, una corriente de carga) mediante el cual la tensión del paquete de baterías 110 puede seguir el valor límite superior de tensión.
En algunas realizaciones, el procesador (p. ej., 122 en la FIG. 1) puede realizar cálculos en un programa para ejecutar el método de carga descrito anteriormente. El programa para ejecutar el método de carga puede cargarse en una memoria. La memoria puede ser la misma que la memoria (por ejemplo, 124 en la FIG. 1) que almacena una tabla, o puede ser una memoria separada. El programa puede incluir instrucciones que hagan que el procesador 122 realice el método de carga cuando se carguen en la memoria. A saber, el procesador puede realizar una operación para el método de carga ejecutando las instrucciones del programa.
Si bien la invención se ha descrito en relación con lo que actualmente se considera que son ejemplos de realización preferidos, debe entenderse que la invención no se limita a las realizaciones desveladas. Por el contrario, pretende cubrir diversas modificaciones y disposiciones equivalentes incluidas dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (3)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo de batería (100) que comprende:
un paquete de baterías (110); y
un sistema de gestión de baterías (120) configurado para determinar una corriente de carga para cargar el paquete de baterías en cada periodo basándose en un factor de disminución de potencia de un ciclo de carga que incluye una pluralidad de periodos, actualizar el factor de disminución de potencia basándose en el resultado de comparar una tensión monitorizada del paquete de baterías en cada periodo con un valor límite superior de tensión establecido en el periodo correspondiente, y utilizar el factor de disminución de potencia actualizado en el siguiente ciclo de carga, comprendiendo el sistema de gestión de baterías (120) una memoria (124), estando la memoria (124) configurada para almacenar una corriente de carga básica para cada pluralidad de periodos,
en donde el sistema de gestión de baterías está configurado para establecer el factor de disminución de potencia para que sea el mismo en la pluralidad de periodos, y
para determinar la corriente de carga del periodo correspondiente multiplicando el factor de disminución de potencia por la corriente de carga básica de cada periodo,caracterizado por queel sistema de gestión de baterías está configurado para actualizar el factor de disminución de potencia basándose en el número de periodos en los que la tensión de la batería supera el valor límite superior de tensión entre la pluralidad de periodos.
2. El dispositivo de batería de la reivindicación 1, en donde:
el sistema de gestión de baterías está configurado para reducir el factor de disminución de potencia cuando el número de periodos que superan el valor límite superior de tensión supera un valor umbral.
3. El dispositivo de batería de la reivindicación 1, en donde el sistema de gestión de baterías comprende:
un circuito de monitorización (121) configurado para monitorizar la tensión del paquete de baterías;
y
un procesador (122) configurado para determinar la corriente de carga del paquete de baterías en cada periodo del ciclo de carga basándose en el factor de disminución de potencia, y para actualizar el factor de disminución de potencia basándose en el número de periodos en los que la tensión del paquete de baterías excede el valor límite superior de tensión entre la pluralidad de periodos,
en donde la memoria (124) está configurada para almacenar el valor límite superior de tensión y el factor de disminución de potencia en cada periodo del ciclo de carga.
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